Reconstruction of Ediacaran to Early Cambrian ocean pH and weathering conditions
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Mit Beginn des Ediacarium und im Übergang zum Kambrium kam es auf der Erde zu maßgeblichen Änderungen in den Wechselwirkungen zwischen Kontinent-Ozean-Atmosphäre und mit dem Auftreten und Entwicklung der Metazoen zu einem bedeutenden Wandel in den biologisch-geochemischen Stoffkreisläufen. Diese klimatischen und biologischen Umgestaltungen sind in den sedimentären Ablagerungen der Yangtze Platform in Südchina und dem Karatau Mikrokontinent in Kasachstan archiviert. Änderungen im Klima und in den marinen Umweltbedingungen stehen häufig in Verbindung mit Änderungen im pH-Wert des Meerwassers und der kontinentalen Verwitterung. Um detaillierte Informationen über kurz- und längerfristige Änderungen im pH-Wert des Meerwassers und dem Verwitterungseintrag zu erhalten, wurden hochauflösende Isotopenprofile von Bor, Lithium und Strontium an marinen Karbonatsektionen aus China und Kasachstan rekonstruiert. Unsere Daten belegen wiederholte Fluktuationen im pH-Wert des Meerwassers und dem kontinentalen Verwitterungseintrag und geben somit erste Informationen über längerfristige Änderungen in den physikalischen und chemischen Bedingungen des Meerwassers über eine Zeitspanne von ~120 Ma vom Ediacarium bis in das Kambrium. Der Beginn des Ediacarium ist gekennzeichnet durch eine globale Ozeanversauerung, ausgelöst durch die Aufnahme von atmosphärischem CO2 im Meerwasser zum Ende der Marinoischen Vereisung. Die globale Zunahme in der kontinentalen Verwitterung mit dem Verbrauch an CO2 und dem Stoffeintrag ins Meer, erhöhte die Alkalinität des Meerwassers und ermöglichte die Ablagerung von Karbonaten während der Ozeanversauerung und den Wiederanstieg des pH-Wertes. Unterschiede in Ausprägung und Dauer der globalen Ozeanversauerung zwischen den Kratonen und innerhalb verschiedener Fazieszonen lassen vermuten, dass es zu regionalen Änderungen in der Alkalinität und der Pufferkapazität des Meerwassers gekommen sein muss. Das Ende des Ediacarium und der Übergang zum Kambrium sind gekennzeichnet durch auffällige Exkursionen in den Kohlenstoff-, Lithium-, Bor- und Strontiumisotopen. Die extreme negative δ11B Exkursion wird als temporäre Ozeanversauerung interpretiert. Zeitgleich zeigen die Lithium- und Strontiumisotope eine episodische Zunahme in der kontinentalen Verwitterung an. Diese Änderungen in den physikalischen und chemischen Bedingungen des Meerwassers stehen in zeitlicher Verbindung mit dem Aussterben der Ediacara Fauna und der Entwicklung der Metazoen und haben möglicherweise maßgeblich zur Destruktion und Neubildung von ökologischen Nischen und Lebensräumen beigetragen.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2013). Global ocean acidification in the aftermath of the Marinoan glaciation. Geological Society of America Abstracts with Programs, Vol. 45, No. 7, p. 340
Ohnemüller, F., Prave, A.R., Fallick, A.E., Kasemann, S.A.
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(2013). Ocean-pH evolution and weathering conditions during the Ediacaran: Insights from B, Sr & Li isotopes at the Gaojiashan Section, South China. Mineralogical Magazine, 77(5), 1881
Ohnemüller, F., Meixner, A., Gamper, A., Kasemann, S.A.
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(2014). Ediacaran ocean pH and continental weathering: a multi-proxy comparison between Kazakhstan, China and Namibia. Geological Society of America Abstracts with Programs. Vol. 46, No. 6, p. 143
Ohnemüller, F., Kasemann, S.A.
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(2014). Ediacaran to Cambrian ocean pH and continental weathering conditions: implications from southern Kazakhstan. Geological Society of America Abstracts with Programs. Vol. 46, No. 6, p. 143
Ohnemüller, F., Kasemann, S.A.
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(2014). Ocean acidification in the aftermath of the Marinoan glaciation. Geology, 42 (12), 1103-1106
Ohnemüller, F., Prave, A.R., Fallick, A.E., Kasemann, S.A.
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(2014). Reconstruction of Ediacaran to Early Cambrian ocean pH and weathering conditions. Dissertationsschrift
Ohnemüller, F.
