Analisi de compostos orgànics persistents i estudi de la procedència d'hidrocarburs en sediments del mar Mediterrani català

Els sediments del fons marí són molt importants en els ecosistemes aquàtics. Aquests sediments són considerats absorbents naturals, ja que s’hi acumulen moltes substàncies nocives, com ara metalls pesants i contaminants orgànics persistents (COPs). En aquest estudi s’han analitzat mostres de sediments del mar Mediterrani amb la finalitat d’examinar els COPs i la possible procedència d’hidrocarburs derivats del petroli. Les mostres han estat extretes davant de la desembocadura del riu Besòs (se n’ha fet una extracció a 8 km i una altra a 54 km de distància respecte la costa) i davant del municipi català anomenat Vilanova i la Geltrú (se n’ha fet, també, una extracció a 8-10 km i una altra a 30-40 km de distància respecte la costa). D’aquestes mostres, obtingudes per perforació, se n’han analitzat el primer i segon centímetres. S’han quantificat els hidrocarburs aromàtics policíclics (PAHs), els bifenils policlorats (PCBs) i els compostos organoclorats (OCPs) utilitzats antigament com a pesticides. S’ha posat de manifest que en les zones més properes a la costa, les concertacions COPs són més elevades a la regió més meridional, tot i estar davant de la desembocadura del riu Besòs. Segurament això és degut a la influència de la deriva litoral (corrent costaner marí en direcció NE-SW). Finalment, l’índex Phytane/Pristane, l’índex de preferència de carboni o, en anglès Carbon Preference Index (CPI) i la barreja complexa sense resoldre o, en anglès, Unresolved Complex Mixture (UCM) apunten a la conclusió que l’origen dels hidrocarburs analitzats (n-alcans) podria ser petrogènic.

Application of compositional data analysis to geochemical data of marine sediments

In an earlier investigation (Burger et al., 2000) five sediment cores near the RodriguesTriple Junction in the Indian Ocean were studied applying classical statistical methods(fuzzy c-means clustering, linear mixing model, principal component analysis) for theextraction of endmembers and evaluating the spatial and temporal variation ofgeochemical signals. Three main factors of sedimentation were expected by the marinegeologists: a volcano-genetic, a hydro-hydrothermal and an ultra-basic factor. Thedisplay of fuzzy membership values and/or factor scores versus depth providedconsistent results for two factors only; the ultra-basic component could not beidentified. The reason for this may be that only traditional statistical methods wereapplied, i.e. the untransformed components were used and the cosine-theta coefficient assimilarity measure.During the last decade considerable progress in compositional data analysis was madeand many case studies were published using new tools for exploratory analysis of thesedata. Therefore it makes sense to check if the application of suitable data transformations,reduction of the D-part simplex to two or three factors and visualinterpretation of the factor scores would lead to a revision of earlier results and toanswers to open questions . In this paper we follow the lines of a paper of R. Tolosana-Delgado et al. (2005) starting with a problem-oriented interpretation of the biplotscattergram, extracting compositional factors, ilr-transformation of the components andvisualization of the factor scores in a spatial context: The compositional factors will beplotted versus depth (time) of the core samples in order to facilitate the identification ofthe expected sources of the sedimentary process.Kew words: compositional data analysis, biplot, deep sea sediments

Oscil.lacions del nivell del mar i sediments associats durant l'Holocè a la Costa Brava Meridional (Girona)

Several marine deposits in the southern Costa Brava shoreline have been studied. They appear at different heights above and below the present sea level. Three groups are defined in relation to their origin: conglomerate levels at the bottom of the cliffs, not-cementedemerged beaches and cemented submerged beaches. The age of the emerged beaches has been accurately determined by means of the ceramic content and radiocarbon dating. Chronological succession of the deposits and their stratigraphic and paleontological characteristics allow to define a sequence of the sea level changes during the latest stages of the versiliane transgression in the studied area

Application of compositional data analysis to geochemical data of marine sediments

In an earlier investigation (Burger et al., 2000) five sediment cores near the Rodrigues Triple Junction in the Indian Ocean were studied applying classical statistical methods (fuzzy c-means clustering, linear mixing model, principal component analysis) for the extraction of endmembers and evaluating the spatial and temporal variation of geochemical signals. Three main factors of sedimentation were expected by the marine geologists: a volcano-genetic, a hydro-hydrothermal and an ultra-basic factor. The display of fuzzy membership values and/or factor scores versus depth provided consistent results for two factors only; the ultra-basic component could not be identified. The reason for this may be that only traditional statistical methods were applied, i.e. the untransformed components were used and the cosine-theta coefficient as similarity measure. During the last decade considerable progress in compositional data analysis was made and many case studies were published using new tools for exploratory analysis of these data. Therefore it makes sense to check if the application of suitable data transformations, reduction of the D-part simplex to two or three factors and visual interpretation of the factor scores would lead to a revision of earlier results and to answers to open questions . In this paper we follow the lines of a paper of R. Tolosana- Delgado et al. (2005) starting with a problem-oriented interpretation of the biplot scattergram, extracting compositional factors, ilr-transformation of the components and visualization of the factor scores in a spatial context: The compositional factors will be plotted versus depth (time) of the core samples in order to facilitate the identification of the expected sources of the sedimentary process. Kew words: compositional data analysis, biplot, deep sea sediments

Oscil.lacions del nivell del mar i sediments associats durant l'Holocè a la Costa Brava Meridional (Girona)

Several marine deposits in the southern Costa Brava shoreline have been studied. They appear at different heights above and below the present sea level. Three groups are defined in relation to their origin: conglomerate levels at the bottom of the cliffs, not-cemented emerged beaches and cemented submerged beaches. The age of the emerged beaches has been accurately determined by means of the ceramic content and radiocarbon dating. Chronological succession of the deposits and their stratigraphic and paleontological characteristics allow to define a sequence of the sea level changes during the latest stages of the versiliane transgression in the studied area

Distribución de radionúclidos naturales (7Be y 210Pb) y antropogénicos (137Cs y 239,240Pu) en el Océano Ártico

La distribución de los radionúclidos (7Be, 137Cs, 210Pb y 239,240Pu) en los diferentes compartimentos (columna de agua, sedimentos del fondo y hielo) depende no sólo de las propiedades fisicoquímicas del propio radionúclido, sino también de los procesos que tienen lugar en el Océano Ártico. El hielo marino desempeña un papel relevante en la dispersión de los radionúclidos desde las áreas de formación del hielo a lo largo del Ártico debido a la liberación de éstos durante su tránsito o definitivamente en las áreas de ablación, especialmente en el Estrecho de Fram. Además, el hielo durante su deriva incorpora radionúclidos debido a la deposición atmosférica. Los radionúclidos conservativos (137Cs) permanecen disueltos en la columna de agua, mientras que los reactivos (210Pb e isótopos de Pu) se hallan predominantemente en los sedimentos de las plataformas continentales. En cambio, en las cuencas árticas centrales la mayor parte se encuentran en la columna de agua debido a la limitación en el arrastre por parte de las partículas (scavenging). En el Estrecho de Fram, como resultado de la liberación masiva de sedimentos se activa el proceso de scavenging y se observa como los inventarios de todos los radionúclidos estudiados en sedimentos aumentan en comparación con los valores de las cuencas centrales árticas. El inventario de radionúclidos en sedimentos del hielo (SIS) presenta valores inferiores a los otros compartimentos pero no es despreciable por la relevancia de la dispersión.

Reconstrucció de les temperatures superficials de l’aigua i de l’aire del Skagerrak (Escandinàvia) dels darrers 2000 anys

S’han utilitzat uns proxies nous per a estimar les temperatures superficials de l’aigua i de l’aire dels darrers 2000 anys de la zona de l’estret del Skagerrak per tal d’estudiar l’evolució del clima en aquesta zona i comparar-la amb la tendència del pal d’hoquei observada en diversos registres de l’hemisferi Nord. Els proxies utilitzats estan basats el els GDGTS i són el TEX86, que permet estimar la SST, el MAAT que permet estimar la temperatura mitjana anual de l’aire, el BIT que permet estimar la proporció de material terrestre en sediments marins o lacustres i el CBT que permet estimar el pH del sòl. Aquestes estimacions s’han comparat amb altres registres de la mateixa zona d’estudi. S’observa que el senyal de temperatura estimat pel TEX86 prové d’una zona en la columna d’aigua situada entre la zona fòtica i el fons marí. L’estimació del MAAT permet observar un òptim climàtic medieval, una petita edat del gel i un increment accentuat de les temperatures en els darrers 200 anys en la zona d’estudi. D’altra banda sembla que el MAAT estima la temperatura anual de l’aire a nivell regional, no local. L’estimació del BIT permet observar que la major part del testimoni sedimentari analitzat prové de material autòcton. S’observen dos pics al voltant de 445 DC i 1462 DC que podrien indicar episodis de pluges torrencials i/o canvis en la dinàmica de les corrents marines al Skagerrak. Finalment el pH estimat mitjançant el CBT sembla ser no representatiu dels sòls de Noruega, per tant aquesta forma d’estimar el pH podria ser no vàlida per als sediments marins.

Reconstrucció de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d'anys al Corrent de Benguela utilitzant l'índex TEX86

Per tal de reconstruir i obtenir una evolució climàtica a partir de les temperatures superficials marines dels últims dos milions d’anys al Corrent de Benguela (costa oest sud-africana) s’han analitzat 60 mostres del testimoni amb ODP 175-1084. Per fer-ho, s’ha utilitzat la nova calibració de l’índex TEX86 (Kim et al., 2007) i s’han representat els resultats juntament amb els valors obtinguts amb altres índexs referents a les temperatures mitjanes anuals de l’aire (MAAT) i el grau d’aportació sedimentària d’origen continental als sediments marins (BIT). També s’han comparat amb els registres de temperatura d’altres estudis en la mateixa àrea obtinguts a partir de proxies diferents. Els resultats del TEX86 mostren certa concordança amb alguns dels valors obtinguts en altres estudis i proposen hipòtesis que relacionen de manera directa els tres índexs calculats.

Side scan sonar image and geologic interpretation of the Ria de Pontevedra seafloor (Galicia, NW Spain).

High-resolution side scan sonar has been used for mapping the seafloor of the Ría de Pontevedra. Four backscatter patterns have been mapped within the Ría: (1) Pattern with isolated reflections, correlated with granite and metamorphic outcrops and located close to the coastal prominence and Ons and Onza Islands. (2) Pattern of strong reflectivity usually located around the basement outcrops and near the coastline and produced by coarse-grained sediment. (3) Pattern of weak backscatter is correlated with fine sand to mud and comprising large areas in the central and deep part of the Ría, where the bottom currents are weak. It is generally featureless, except where pockmarks and anthropogenic features are present. (4) Patches of strong and weak backscatter are located in the boundary between coarse and fine-grained sediments and they are due to the effect of strong bottom currents. The presence of megaripples associated to both patterns of strong reflectivity and sedimentary patches indicate bedload transport of sediment during high energy conditions (storms). Side scan sonar records and supplementary bathymetry, bottom samples and hydrodynamic data reveal that the distribution of seafloor sediment is strongly related to oceanographic processes and the particular morphology and topography of the Ría.

El Complejo Turbidítico del Carbonífero del Priorat (Tarragona)

Relaciones entre las asociaciones de facies de las tres unidades litoestratigráficas del complejo turbidítico y su asimilación a unidades deposicionales dentro de modelos de sedimentación submarina.

Avaluació dels canvis de ritme de sedimentació en el canyó submarí d'Arenys a partir del Pb-210

Amb la finalitat d’estudiar els ritmes d’acumulació de sediments durant els últims 100 anys, s’han extret tres testimonis de sediments del canyó d’Arenys a profunditats de 1074 m, 1410 m i 1632 m respectivament. Els ritmes de sedimentació basats en els perfils verticals de Pb-210 suggereixen que les tendències actuals sobre el flux i acumulació de sediments poden ser diferents a tendències passades. Durant la dècada dels 70 es va portar a terme una ràpida evolució de la flota pesquera del port d’Arenys de Mar. Aquest fet es pot relacionar amb els canvis en el ritme d’acumulació dels sediments al testimoni extret a 1074 m. Els flancs del canyó submarí són objectiu dels arrossegadors del port d’Arenys de Mar, una activitat que pot fer variar la morfologia del fons marí, la resuspensió de les partícules i pot crear fluxos de terbolesa. Per tant, els resultats suggereixen que l’activitat pesquera d’arrossegament pot afectar als ambients submarins d’una manera més important del que s’havia pensat.

Pisolitos ferruginosos en el Mioceno inferior-medio de Mallorca.

El registro sedimentario Burdigaliense-Langhiense de Mallorca refleja el relleno de pequeños surcos de antepaís que se generaron por subsidencia flexural frente al orógeno bético. Este registro sinorogénico incluye una unidad inferior que caracteriza la sedimentación en una plataforma marina somera (Fm. Sant Elm) y otra superior turbidítica (Fm. Banyalbufar). En el límite entre ambas unidades se ha reconocido, en la zona central de la isla, la existencia de un nivel de pisolitos ferruginosos de menos de 20 cm de potencia. Los pisolitos llegan a superar los 6 mm de diámetro, son esféricos y están constituidos casi exclusivamente por delgadas envueltas concéntricas de goethita, aunque en los pisolitos de mayor tamaño alguna envuelta es de calcita. La posición estratigráfica del nivel de pinolitos coincide, aproximadamente, con el límite entre las dos unidades anteriormente citadas, localizándose inmediatamente antes del inicio de la sedimentación turbidítica, y se correspondería con el máximo transgresivo en la cuenca marina. Tanto el vulcanismo Burdigaliense que ha sido reconocido en la zona como la removilización de suelos lateríticos en relación con la transgresión marina pudieron haber actuado como fuentes suministradoras del hierro.

Impact of open-ocean convection on particle fluxes and sediment dynamics in the deep margin of the Gulf of Lions.

Abstract. The deep outer margin of the Gulf of Lions and the adjacent basin, in the western Mediterranean Sea, are regularly impacted by open-ocean convection, a major hydrodynamic event responsible for the ventilation of the deep water in the western Mediterranean Basin. However, the impact of open-ocean convection on the flux and transport of particulate matter remains poorly understood. The variability of water mass properties (i.e., temperature and salinity), currents, and particle fluxes were monitored between September 2007 and April 2009 at five instrumented mooring lines deployed between 2050 and 2350-m depth in the deepest continental margin and adjacent basin. Four of the lines followed a NW-SE transect, while the fifth one was located on a sediment wave field to the west. The results of the main, central line SC2350 ("LION") located at 42 02.50 N, 4 410 E, at 2350-m depth, show that open-ocean convection reached midwater depth ( 1000-m depth) during winter 2007-2008, and reached the seabed ( 2350-m depth) during winter 2008-2009. Horizontal currents were unusually strong with speeds up to 39 cm s−1 during winter 2008-2009. The measurements at all 5 different locations indicate that mid-depth and near-bottom currents and particle fluxes gave relatively consistent values of similar magnitude across the study area except during winter 2008-2009, when near-bottom fluxes abruptly increased by one to two orders of magnitude. Particulate organic carbon contents, which generally vary between 3 and 5 %, were abnormally low ( 1 %) during winter 2008-2009 and approached those observed in surface sediments (0.6 %). Turbidity profiles made in the region demonstrated the existence of a bottom nepheloid layer, several hundred meters thick, and related to the resuspension of bottom sediments. These observations support the view that open-ocean deep convection events in the Gulf of Lions can cause significant remobilization of sediments in the deep outer margin and the basin, with a subsequent alteration of the seabed likely impacting the functioning of the deep-sea ecosystem.

Approach to the Lower Pliocene marine-continental correlation from southern Spain. The micrommamal site of Alhaurín el Grande-1 (Málaga Basin, Betic Cordillera, Spain)

A new micromammal site at Alhaurín el Grande (Málaga, southern Spain) located above early Pliocene marine deposits allows an approach to the marine-continental correlation for this age. The early Pliocene marine filling throughout the Málaga Basin is developed in three transgressive-regressive sequences (Pl-1, Pl-2, and Pl-3 units) bounded by discontinuities. At the top of the intermediate sequence Pl-2, peaty sediments have yielded fossils of Rodentia, Lagomorpha, Insectivora, and Crocodylia. The presence of Cricetus barrieri Mein & Michaux, 1970 in combination with murids, both of primitive morphology, such as Apodemus gudrunae Van de Weerd, 1976, and more advanced forms (i.e. Occitanomys brailloni Michaux, 1969 and Stephanomys donnezani cordii Ruiz Bustos, 1986), points to an early Ruscinian age (MN 14 biozone). Based on the planktonic foraminifers, the biostratigraphic data indicate that marine sediments just below the micromammal beds belong to the MPl-2 biozone of the early Zanclean. Available paleomagnetic data from the marine sediments show that the micromammal bed must be located between the normal geomagnetic subchron C3n3n (4.89-4.80 Ma) and the subchron C3n2n (4.63-4.49 Ma), limiting the age of this site to the late part of the early Zanclean.