TERTIÄRE
SEDIMENTE AUF DEM KAINAN MARU SEAMOUNT
UND DEM NÖRDLICHEN GUNNERUSRÜCKEN,
SÜDLICHER INDISCHER OZEAN
Prof. Dr. Werner Ehrmann
Dr. Claus-Dieter Hillenbrand
Alfred-Wegener-Institut für Polar-
und Meeresforschung, Bremerhaven
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Hintergrund:
| In diesem Projekt wurde die tertiäre
Geschichte der Antarktis mit Hilfe von Sedimenten vom Kainan Maru
Seamount und dem nördlichen Gunnerusrücken im südlichsten
Indischen Ozean rekonstruiert. Die Zusammensetzung der Sedimente
wurde untersucht, um Aufschlüsse über das Klima der Vorzeit,
die antarktische Vereisungsgeschichte, die Paläo-Ozeanographie,
die Transportprozesse und die Ablagerungsbedingungen zu erhalten.
Das Arbeitsgebiet liegt zum einen nahe genug an der Antarktis, um
die dort ablaufenden Prozesse in Sedimenten zu dokumentieren, zum
andern aber weit genug von der Antarktis entfernt, um eine Datierung
der Sedimente mit Hilfe von Biostratigraphie und Paläomagnetik
zu erlauben (Abb. 1). |
Untersuchungen:
| Während der Expedition ANT-VIII/6
des Forschungsschiffes "Polarstern" konnten tertiäre Sedimente
an Erosionsstrukturen am Kainan Maru Seamount und am nördlichen
Gunnerusrücken mit dem Kolben- und Schwerelot beprobt werden
(Abb. 1). Die untersuchten Sedimente dokumentieren die Zeitintervalle
30,1-29,0 Ma (Unteroligozän), 14,1-12,8 Ma (Mittelmiozän),
8,8-6,5 Ma (Obermiozän) und 5,1-2,7 Ma (Pliozän). Bei
unseren Untersuchungen wird besonderes Gewicht auf die Korngrößenverteilung
und die Zusammensetzung der Tonmineralfraktion gelegt. |
Abb. 1: a Lage
des Arbeitsgebietes in Bezug auf die Antarktis. Schelfeise in
weiß; wichtige submarine Erhebungen in grau. Oberflächenzirkulation
(schwarze Pfeile) und Tiefen/Bodenwasserzirkulation (weiße
Pfeile) nach Orsi et al. (1995, 1999), Whitworth et al. (1998)
und Schröder & Fahrbach (1999). AIS/LG: Amery Schelfeis
/ Lambertgletscher, AR: Astridrücken, GR: Gunnerusrücken,
KMS: Kainan Maru Seamount, KN: Kapp Norvegia, KP: Kerguelenrücken,
MR: Maudkuppe, PB: Prydz-Bucht, RIP: Riiser-Larsen Halbinsel.
b Detailkarte
von Gunnerusrücken und Kainan Maru Seamount mit der Lage
der untersuchten Sedimentkerne. Bathymetrie nach Gersonde et al.
(1998).
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Erste Ergebnisse:
| (1) Unsere Untersuchungen belegen, daß
die Sedimente von Kainan Maru Seamount und Gunnerusrücken geeignet
sind, die känozoischen Umweltbedingungen zu rekonstruieren.
(2) Die Sedimente bestehen vor allem aus
Diatomeenschlämmen und diatomeenführenden Ton-Siltsteinen.
Sie deuten auf eine Ablagerung südlich der Polarfront hin.
(3) Eisberge erreichten das Untersuchungsgebiet
während aller Zeitintervalle, die durch Sedimente belegt
sind. Die Intensität des Eisbergtransportes war jedoch sehr
variabel.
(4) Die Tonmineralvergesellschaftungen
werden von Illit und Smektit dominiert, während Chlorit und
Kaolinit nur in Spuren vorkommen. Illit und Chlorit kommen aus
physikalischer Verwitterung von Gesteinen der Ostantarktis. Smektit
und Kaolinit stammen wahrscheinlich aus der Erosion alter Schelfsedimente,
Kaolinit möglicherweise auch aus der Erosion permotriassischer
Sedimente auf dem antarktischen Festland.
(5) Die unteroligozänen Sedimente
(30,1-29,0 Ma) zeigen, daß die Oberflächentemperaturen
hoch genug waren, um eine kieselige Phytoplanktonproduktion zu
erlauben und die Eisberge bereits südlich des Arbeitsgebietes
abzuschmelzen. Die Umweltbedingungen am Kainan Maru Seamount unterschieden
sich wesentlich von denen auf der Maudkuppe und dem Kerguelenrücken,
Strukturen, die sich in ähnlicher Breitenlage befinden (Abb.
1). Dies führt zu der Annahme, daß der Ozean bereits
damals in verschiedene Zonen untergliedert war.
(6) Die 14,1-13,5 Ma alten mittelmiozänen
Sedimente deuten auf ähnliche Bedingungen wie im Oligozän
hin. Die Diatomeenschlämme, die vor 13,5-13,1 Ma entstanden,
zeigen relativ warme Bedingungen an, mit ganzjähriger kieseligen
Phytoplanktonproduktion und geringerer Smektitanlieferung. Die
13,1-12,8 Ma alten Sedimente schließlich belegen eine Intensivierung
der ostantarktischen Vereisung, was sich in einem erhöhten
Eintrag an eistransportiertem Material äußert.
(7) Im Vergleich zu den älteren Sedimenten
haben die obermiozänen Sedimente (8,7-6,5 Ma) höhere
Gehalte an schlecht kristallinen und biotitähnlichen Illiten
und an Silt. Diese Änderungen zeigen eine weitere Intensivierung
der Vereisung an. Die starken Schwankungen in den Gehalten der
einzelnen Parameter weisen auf einen wesentlich dynamischeren
Eisschild hin.
(8) Die pliozänen Sedimente (5,1-2,7
Ma) weisen noch deutlicher Zyklen auf, die im Zusammenhang mit
glazialen und interglazialen Bedingungen stehen. Die Dauer eines
Zyklus ist etwa 400.000 Jahre.
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Veröffentlichung:
| Hillenbrand, C.-D. & Ehrmann, W.
(2003): Palaeoenvironmental Implications of Tertiary Sediments
from Kainan Maru Seamount and Northern Gunnerus Ridge. - Antarctic
Science, 15 (4): 522-536. |
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