Oceanographic and climate changes and the Chicxulub impact at the Cretaceous-Paleogene (K-P) boundary ODP Leg 207, Demerara Rise, Western Atlantic
Final Report Abstract
Generelles Ziel des Projektes war die Charakterisierung des Kreide-Tertiär (K-T) Übergangs in Bohrkernen aus dem ODP Leg 207, westlicher, äquatorialer Atlantik. Die Kreide-Tertiär Grenzschicht in ODP Leg 207 zeigt eine im Vergleich zu bisherig bekannten K-T Grenzlagen aus dem Atlantik (z.B. ODP Leg 171, 174, 208) und aus dem Pazifik (ODP Leg 198) unerwartet komplexe Zusammensetzung. Neben den Smektit-Ejecta-Spherules, die auch in anderen K-T Grenzschichten beobachtet werden, findet sich geschockter siliziklastischer Detritus aus dem Basement des Chicxulub Kraters. Darüber hinaus treten hier - zum ersten Mal überhaupt für einen Impakt und für die K-T Grenzschicht dokumentiert - geschockte Kalzit- und Dolomitspherules auf deren intensive „schwamm-artige" Porosität entsprechenden Texturen aus Schockexperimenten ähnelt und somit als Folge der Entgasung von CO2 interpretiert wird. Ob die Calzitspherules die aus locker zusammengeballten sub-μm großen Kalzitkristallen bestehen, möglicherweise durch die Rückreaktion von CaO mit CO2 während des Impakts entstanden sind wird momentan noch untersucht. Die Mikrostratigraphie der gradierten K-T Spherulelage und deren konstante Mächtigkeit in 6 von 13 Bohrungen auf dem Demerara Rise lassen auf ein Fallout-Ablagerungsszenario schließen. Das zeitgleiche Auftreten (i) der Iridium-Anomalie, (ii) des Massenaussterbens kreidezeitlicher planktonischer Foraminiferen, (iii) des Zusammenbruchs der 13 Karbonatproduktion, sowie (iv) der negativen δ13C Anomalie untermauert die stratigraphische Beziehung zwischen dem Chicxulub-lmpakt und dem weltweiten K-T Aussterbeereignis. Szenarien, nach welchen der Chicxulub Impakt mehr als dreihunderttausend Jahre vorder K-T Grenze stattfand werden dadurch nicht gestützt. Die Untersuchung der längerfristigen Umweltveränderungen im K-T Übergang und während des frühen Paläozäns in ODP Leg 207 bezeugen relative stabile Umweltverhältnisse während der späten Kreide und starke, kurzfristige Umweltveränderungen während des frühen Paläozäns. Diese sind offenkundig nicht nur mit dem Chicxulub Meteoriteneinschlag assoziiert, sondern treten auch noch mehrere hunderttausend Jahre später auf. Sauerstoff-lsotopendaten zeigen ein kurzfristiges Abkühlungsereignis im Oberflächenwasser unmittelbar im Anschluss an den Chicxulub-Meteoriteneinschlag. Daraufhin setzt aber eine progressive Erwärmung des Oberflächenwassers ein. Dieser Erwärmungstrend mündete schließlich etwa 200.000 Jahre nach der K-T Grenze in eine Folge von mehreren weiteren kurzfristigen Erwärmungs- und Karbonatlösungsperioden gekoppelt mit negativen δ13C Anomalien, das sog. „DAN-C2 Hyperthermal Event", welches auch in anderen DSDP-ODP Bohrkernen aus dem Atlantik für dieses Zeitintervall nachgewiesen wurde. Die im frühen Dan auftretenden intensiv rot gefärbten Intervalle sind wahrscheinlich mit ozeanographischen Veränderungen (Einfluß von sauerstoffreichem Tiefenwasser?) während und nach diesem „Dan-C2 Event" verknüpft.
