Palaeo-ecology of the OAE 2 (Cenomanian-Turonian) and OAE 3 (Coniacian-Santonian) at Tarfaya, NW Africa, as reflected by marine palynology.
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Im Rahmen des Vergleichs der paläo-ökologischen Rahmenbedingungen der Oceanic Anoxic Events OAE 2 (Cenoman-Turon; Prauss, 2012b) und OAE 3 (Ober Turon-Santon; Prauss, in Vorbereitung) von Tarfaya; NW Afrika, wurden zwei Bohrkern-Profile palynologisch vollquantitativ analysiert und verschiedenen multidisziplinären Daten gegenübergestellt. Zudem wurden entsprechende Ergebnisse aus dem Vorfeld des OAE 2 berücksichtigt. Der OAE 2 wird demnach durch eine prominente Transgression eingeleitet (Ober Cenoman). In deren Verlauf kommt es neben episodischen Upwelling-Phasen, im Wesentlichen reflektiert durch Maxima an Palaeohystrichophora spp. sowie Ginginodinium sp., zu einer zunehmenden Reduzierung der Salinität in der photischen Zone. Letzteres wird vor allem durch das Einsetzen und, in Folge, verstärkte Auftreten von Bosedinia spp. reflektiert, ein Dinozysten-Taxon, das bisher nur aus dem lakustrinen Tertiär von SE Asien als quantitativ signifikant beschrieben ist. Dies wird zudem begleitet durch deutlich erhöhte Anteile an Botryococcus, sodass in dieser Phase letztlich die Erhaltung durch Dichteschichtung der Wassersäule bzw. Sauerstoffverarmung der Bodenwässer als wesentlicher Mechanismus der Akkumulation von TOC angenommen wird. Das "plateau-stage" und "recovery stage" des OAE 2 (Ober Cenoman-Unter Turon) zeigt eine ausgeprägt zyklische Sedimentation gemäß der Exzentrizität nach Milankovic, deren TOC reiche Intervalle palynologisch, neben kurzen Upwelling Episoden, reflektiert durch Palaeohystrichophora spp., vorherrschend durch erhöhte Anteile an Bosedinia spp. und Botryococcus geprägt sind. Dies deutet auch in diesem Intervall auf die Priorität der Erhaltung bei der Akkumulation von TOC hin. In dieser Phase des globalen "greenhousehothouse" wird generell von einer Intensivierung des globalen hydrologischen Zyklus ausgegangen, sodass neben Salinitätsreduzierung in der photischen Zone wahrscheinlich auch erhöhte Temperatur an der Ausbildung einer stabilen Dichteschichtung der Wassersäule beteiligt war. Im Ober Turon kommt es zum massiven, anhaltenden Hervortreten der Anteile an Bosedinia spinosa spp. bzw. Bosedinia spp., was als Ausbildung einer entsprechend stabilen Dichtschichtung der Wassersäule mit einhergehender Sauerstoffverarmung des Bodenmilieus gedeutet wird. Daneben treten kurze Episoden mit erhöhten Anteilen an Dinozysten warm-temperierter Wässer auf, die dann im Conjac-Santon das vorherrschende Element sind. Hier wird von Upwelling-Episoden mit entsprechender Ventilierung der Wassersäule ausgegangen. Dies wird für die entsprechenden Profilabschnitte durch kritische Schwankungen im Verhältnis von Gesamtschwefel (TS) zu TOC gestützt, ein Maß für den Sauerstoffgehalt des Bodenmilieus. Im Conjac-Santon nimmt die Häufigkeit und Mächtigkeit der Schwarzschiefer-Horizonte stark ab. Prominente Häufigkeits-Maxima von Palaeohystrichophora sp. alternieren hier mit solchen der Fraktion der warm-temperierten Dinozysten, bei gleichzeitig starker Reduzierung der Anteile an Bosedinia spp. Wichtige Ausnahme ist der engere Conjac-Santon Grenzbereich, wo in einem prominenten Schwarzschiefer-Horizont erhöhte Anteile an Bosedinia spp. sowohl mit Palaeohystrichophora spp. als auch warm-temperierten Dinozysten engräumig alternieren. Prasinophyten, deren verstärktes Auftreten für paläo-ökologische Ausnahmesituationen bekannt ist, treten nur im näheren Umfeld dieses Horizonts signifikant hervor. Die stratigraphische Position des eigentlichen OAE 3 wird nach bisherigem Forschungsstand im Conjac-Santon Interval angesiedelt. Aus lithologisch-palynologischer Sicht wird daher in der vorliegenden Untersuchung der engere Conjac-Santon Grenzbereich als "Kern" des OAE 3 vorgeschlagen, jedoch maßgeblich eingeleitet und gefolgt von intensiven Upwelling-Episoden. Letztlich scheint somit Produktion der vorherrschende Mechanismus der TOC Akkumulation im Rahmen des OAE 3 zu sein. Stark vereinfacht ließe sich die TOC Akkumulation im Zuge des OAE 2 demnach als wesentlich erhaltungsgesteuert beschreiben, gegenüber einer Produktions-Steuerung im Rahmen des OAE 3. Dies könnte auch eine Erklärung für die nur schwache bis fehlende δ13C-Anomalie im Zusammenhang mit dem OAE 3 sein, d.h., möglicherweise wurde hier nur eine Bruchteil des tatsächlich produzierten TOC im Rahmen des OAE 3 längerfristig dem Kohlenstoffkreislauf entzogen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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2012. Potential freshwater dinocysts from marine upper Cenomanian to upper Coniacian strata of Tarfaya, northwest Africa: Three new species of Bosedinia. Cretaceous Research 37, 285–290
Prauss, M. L.
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2012. The Cenomanian/Turonian Boundary Event (CTBE) at Tarfaya, Morocco, northwest Africa: Eccentricity controlled water column stratification as major factor for total organic carbon (TOC) accumulation: Evidence from marine palynology. Cretaceous Research 37, 246–260
Prauss, M. L.
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2013. The Oceanic Anoxic Event 3 (Conjacian - Santonian) at Tarfaya, Morocco, NW Africa – Aspects from marine palynology. AASP-TPS 46th Annual Meeting San Francisco, California, USA. October 20-24, 2013, Conference Abstract, p. 161
Prauss, M. L.
