Palynological analyses of the sediments around the Miocene/Pliocene boundary in ODP Hole 151-911A

The late Neogene evolution of the Arctic to Subarctic region is poorly understood due to few available records and poor age control. At the margin of the Arctic Ocean, Yermak Plateau Ocean Drilling Program (ODP) Hole 911A is strategically located for establishing a stratigraphic framework for the Arctic. Here we present dinoflagellate cyst and acritarch data from 24 stratigraphic levels in the lower part (474.26-505.64 metres below the seafloor (mbsf)) of ODP Hole 911A. The marine palynomorphs indicate a latest Miocene to earliest Pliocene age (between 5.8 and 5.0 Ma) for the base of the hole based on the co-occurrence of the dinoflagellate cyst Barssidinium evangelineae and acritarch Lavradosphaera crista. Our age estimate for the sediments can possibly be further refined to 5.0-5.33 Ma based on the presence of Achomosphaera andalousiensis suttonensis, which apparently has a range restricted to the Pliocene. An age close to the Miocene/Pliocene boundary agrees with the planktonic foraminifer data. Together with recently available magnetostratigraphic data, the base of the hole is likely to be placed at ~5.2 Ma. This new chronostratigraphy is a first step towards a better understanding of the late Neogene palaeoenvironment for the Yermak Plateau and also for the wider Arctic to Subarctic region. The terrestrial and fresh water palynomorphs were most likely redistributed and/or displaced from the shelf towards deeper parts of the basin during contourite deposition under the influence of the West Spitsbergen Current. The in situ marine dinoflagellate cyst assemblage contains a mixture of cool water and thermophilic taxa, indicating sea-ice free, cool-temperate, warmer than present conditions at the Yermak Plateau. Rivers were likely the source for the freshwater influence.

Análises palinofaciológicas e palinológicas da Formação Tremembé na Fazenda Santa Fé (Bacia de Taubaté) aplicadas à caracterização do potencial gerador de hidrocarbonetos

Foram aplicadas as técnicas de petrografia orgânica e palinologia no testemunho do poço TMB-01-SP, localizado na porção central da Bacia de Taubaté. A análise visual de 41 lâminas organopalinológicas e palinológicas permitiu individualizar três palinofácies e posicionar temporalmente a seção. A partir dos resultados das análises quantitativas do conteúdo orgânico, observou-se o predomínio de matéria orgânica amorfa de origem lacustre determinada pela presença de algas Botryococcus braunii e Pediastrum sp. Subordinadamente, verificou-se também a presença de grãos de pólen, esporos, fitoclastos e tecidos cutículares. Devido ao predomínio de matéria orgânica amorfa e algas lacustres com contribuições menores de material proveniente de vegetais superiores, foi possível classificar o querogênio como sendo dos tipos I e III. A matéria orgânica amorfa apresentou fluorescência moderada a alta na maior parte da seção (palinofácies 1 e 3) indicando um ambiente de sedimentação redutor predominante. Os resultados do índice de coloração de esporos (ICE) entre 1,5 e 2,5 indicaram zona imatura de geração de hidrocarbonetos. A partir das análises palinológicas foi possível observar uma rica e diversificada associação com 49 espécies identificadas, incluindo grãos de pólen, esporos, algas e fungos. Os resultados palinoestratigráficos permitiram correlacionar a seção analisada à palinozona Parvisaccites? sp. (Regali et al., 1974) que corresponde ao Oligoceno. Entre os palinomorfos diagnósticos de idade e ambiente deposicional foram identificados: Catinipollis geiseltalensis, Cicatricosisporites dorogensis, Dacrydiumites florinii, Echitriletes muelleri, Ephedripites tertiarius, Perisyncolporites pokornyi, Podocarpidites marwickii, Polypodiaceiosporites potoniei, Psilatricolporites operculatus, Quadraplanus sp., Ulmodeipites krempii e Verrucatosporites usmensis. Os sedimentos estudados foram depositados em um paleoambiente lacustre raso sob condições redutoras ao longo de praticamente toda a seção.

Estudo palinológico das formações Serra Alta, Teresina e Rio do Rasto nos furos de sondagem SP-23-PR e SP-58-PR, centro-norte do Paraná (Permiano, Bacia do Paraná)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Palinoestratigrafia na passagem do grupo Itararé ao Guatá (carbonífero-permiano) no sul do Estado do Paraná e norte do Estado de Santa Catarina, borda leste da Bacia do Paraná

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Long-term man–environment interactions in the Bolivian Amazon: 8000 years of vegetation dynamics

Only few studies documenting the vegetation history of the Llanos de Moxos, one of the largest seasonally flooded wetland areas in South America, are available and little is known about the environmental impact of pre-Columbian settlements. We use radiocarbon-dated terrestrial plant macrofossils to establish a sound chronology and palynological analyses to reconstruct the vegetation and fire history of the Lago Rogaguado area. The sedimentary pollen and spore record suggests that wetland and wooded savannah (Cerrado) environments occurred around the lake between 8100 and 5800 cal BP. Fire activity was high during this period and was probably connected to the dry Cerrado environments. The pollen evidence suggests early plant cultivation (Zea mays, Annonaceae and Cucurbitaceae) from 6500 cal BP onwards, which is significantly earlier than hitherto assumed for Amazonia. Gallery forests expanded after 5800 cal BP, when fire activity strongly declined. Forest expansion intensified around 2800 cal BP and continued until 2000 cal BP, when forest cover reached its maximum and fire activity its minimum. The late-Holocene forest expansion to the south and the decrease of fire activity may have resulted from a climatic shift to moister conditions (possibly a shorter dry season). New crops (e.g. Avena-type) or adventive plants (e.g. Rumex acetosella-type) document the impact of European economies after ca. 500 cal BP. Land use intensity remained rather stable over the most recent centuries, arguing against a collapse of settlements in response to the arrival of Europeans, as reconstructed from other Amazonian pollen records.

Lake Son Kol geochemistry, µXRF, biogeochemistry and pollen record

In general, a moderate drying trend is observed in mid-latitude arid Central Asia since the Mid-Holocene, attributed to the progressively weakening influence of the mid-latitude Westerlies on regional climate. However, as the spatio-temporal pattern of this development and the underlying climatic mechanisms are yet not fully understood, new high-resolution paleoclimate records from this region are needed. Within this study, a sediment core from Lake Son Kol (Central Kyrgyzstan) was investigated using sedimentological, (bio)geochemical, isotopic, and palynological analyses, aiming at reconstructing regional climate development during the last 6000 years. Biogeochemical data, mainly reflecting summer moisture conditions, indicate predominantly wet conditions until 4950 cal. yr BP, succeeded by a pronounced dry interval between 4950 and 3900 cal. yr BP. In the following, a return to wet conditions and a subsequent moderate drying trend until present times are observed. This is consistent with other regional paleoclimate records and likely reflects the gradual Late Holocene diminishment of the amount of summer moisture provided by the mid-latitude Westerlies. However, climate impact of the Westerlies was apparently not only restricted to the summer season but also significant during winter as indicated by recurrent episodes of enhanced allochthonous input through snowmelt, occurring before 6000 cal. yr BP and at 5100-4350, 3450-2850, and 1900-1500 cal. yr BP. The distinct ~1500-year periodicity of these episodes of increased winter precipitation in Central Kyrgyzstan resembles similar cyclicities observed in paleoclimate records around the North Atlantic, likely indicating a hemispheric-scale climatic teleconnection and an impact of North Atlantic Oscillation (NAO) variability in Central Asia.

Micro-facies and µXRF element scanning data of Dead Sea sediment cores DSEn and 5017-1

Laminated lake sediments from the Dead Sea basin provide high-resolution records of climatic variability in the eastern Mediterranean region, which is especially sensitive to changing climatic conditions. In this study, we aim on detailed reconstruction of climatic fluctuations and related changes in the frequency of flood and dust deposition events at ca. 3300 and especially at 2800 cal. yr BP from high-resolution sediment records of the Dead Sea basin. A ca. 4-m-thick, mostly varved sediment section from the western margin of the Dead Sea (DSEn - Ein Gedi profile) was analysed and correlated to the new International Continental Scientific Drilling Program (ICDP) Dead Sea Deep Drilling Project core 5017-1 from the deep basin. To detect even single event layers, we applied a multi-proxy approach of high-resolution microscopic thin section analyses, micro-X-ray fluorescence (µ-XRF) element scanning and magnetic susceptibility measurements, supported by grain size data and palynological analyses. Based on radiocarbon and varve dating, two pronounced dry periods were detected at ~3500-3300 and ~3000-2400 cal. yr BP which are differently expressed in the sediment records. In the shallow-water core (DSEn), the older dry period is characterised by a thick sand deposit, whereas the sedimentological change at 2800 cal. yr BP is less pronounced and characterised mainly by an enhanced frequency of coarse detrital layers interpreted as erosion events. In the 5017-1 deep-basin core, both dry periods are depicted by halite deposits. The onset of the younger dry period coincides with the Homeric Grand Solar Minimum at ca. 2800 cal. yr BP. Our results suggest that during this period, the Dead Sea region experienced an overall dry climate, superimposed by an increased occurrence of flash floods caused by a change in synoptic weather patterns.

Palynology and dinoflagellate counts of surface sediments, and sea surface conditions, of sites in the North Pacific

Palynological analyses were performed on 53 surface sediment samples from the North Pacific Ocean, including the Bering and Okhotsk Seas (37-64°N, 144°E-148°W), in order to document the relationships between the dinocyst distribution and sea-surface conditions (temperatures, salinities, primary productivity and sea-ice cover). Samples are characterized by concentrations ranging from 18 to 143816 cysts/cm**3 and the occurrence of 32 species. A canonical correspondence analysis (CCA) was carried out to determine the relationship between environmental variables and the distribution of dinocyst taxa. The first and second axes represent, respectively, 47% and 17.8% of the canonical variance. Axis 1 is positively correlated with all parameters except to the sea-ice and primary productivity in August, which are on the negative side. Results indicate that the composition of dinocyst assemblages is mostly controlled by temperature and that all environmental variables are correlated together. The CCA distinguishes 3 groups of dinocysts: the heterotrophic taxa, the genera Impagidinium and Spiniferites as well as the cyst of Pentapharsodinium dalei and Operculodinium centrocarpum. Five assemblage zones can be distinguished: 1) the Okhotsk Sea zone, which is associated to temperate and eutrophic conditions, seasonal upwellings and Amur River discharges. It is characterized by the dominance of O. centrocarpum, Brigantedinium spp. and Islandinium minutum; 2) the Western Subarctic Gyre zone with subpolar and mesotrophic conditions due to the Kamchatka Current and Alaska Stream inflows. Assemblages are dominated by Nematosphaeropsis labyrinthus, Pyxidinopsis reticulata and Brigantedinium spp.; 3) the Bering Sea zone, depicting a subpolar environment, influenced by seasonal upwellings and inputs from the Anadyr and Yukon Rivers. It is characterized by the dominance of I. minutum and Brigantedinium spp.; 4) the Alaska Gyre zone with temperate conditions and nutrient-enriched surface waters, which is dominated by N. labyrinthus and Brigantedinium spp. and 5) the Kuroshio Extension-North Pacific-Subarctic Current zone characterized by a subtropical and oligotrophic environment, which is dominated by O. centrocarpum, N. labyrinthus and warm taxa of the genus Impagidinium. Transfer functions were tested using the modern analog technique (MAT) on the North Pacific Ocean (= 359 sites) and the entire Northern Hemisphere databases ( = 1419 sites). Results confirm that the updated Northern Hemisphere database is suitable for further paleoenvironmental reconstructions, and the best results are obtained for temperatures with an accuracy of +/-1.7 °C.