Aragonit-Schlamm, Ooide und Riffe: Neogene bis quartäre Karbonatsedimentation auf dem Nord-West Schelf von Australien
Zusammenfassung der Projektergebnisse
In dem Projekt wurde untersucht, wie tropische und sub-tropische Karbonat-Schelf Systeme auf die sich ändernden Umweltbedingungen reagieren. IODP Site 1461 befindet sich auf dem tropisch geprägten Nord-West Schelf Australiens. Der Nord-West Schelf bildet eine sich distal versteilende Karbonat-Rampe, die in ihrer Größe den Karbonatsystemen der Bahamas oder des Persischen Golfs entspricht und somit einen wichtigen Beitrag zum Verständnis älterer Rampensysteme liefern kann. Über die letzten 500.000 Jahre war die Sedimentation durch Meerespiegel-Schwankungen und Änderungen im Klima bestimmt. Während humider, interglazialer Phasen kamen biogene, kalzitische Sedimente zur Ablagerung. Anorganisch gebildete, Aragonit-reiche dominieren dagegen in den ariden Glazialen. Ooide entwickelten sich unter flach-marinen Bedingungen auf kleinräumigen Plattformen. Diese Plattformen konnten sich nur ausbilden, wenn der Meeresspiegel während eines ariden Glazials für längere Zeit stabil war. Diese Bedingungen waren meist nicht im glazialen Maximum gegeben, sondern in Plateauphasen die dem absoluten Tiefstand vorausgehen (z.B. MIS3/4). Aragonit-Nadel-Schlamm fiel (anorganisch) in Flachwasserbereichen aus. Ein Großteil dieser Feinsedimente wurde anschließend in tieferes Wasser verfrachtet, wo sie sich mit pelagischen Karbonaten vermischten. Dies führt zur Ausbildung von aragonit-reichen „lowstand-wedges“. Humide Interglaziale sind im Allgemeinen durch eine geringere Sedimentation auf dem NWS gekennzeichnet. Dies führt dazu, dass die Karbonatrampe des NWS ganz überwiegend aus glazialen Sedimenten aufgebaut wird. Ausnahmen bilden das Holozän und MIS 11. Während dieser Zeiten wurden größere Mengen biogener Sedimente in Driftkörpern abgelagert. Die Ergebnisse des Projektes zeigen, dass auf dem NWS klimatische Faktoren sehr wichtig für die Karbonatbildung und daher auch für die interne Architektur der Karbonatrampe sind. Die Sedimentation weiter südlich auf dem australischen Schelf ist dagegen stark durch Meeresspiegelschwankungen kontrolliert. Site U1460 wurde am obersten Hang des südwestlichen Schelfs von Australien am Übergang zwischen der subtropischen Carnarvon- Rampe und dem warm-temperierten Rottnest-Schelf erbohrt. Die Sedimente der letzten 500.000 Jahre wurden mit Röntgenbeugung, Rasterelektronen- und Lichtmikroskopie untersucht. Die Karbonatsedimente, die während der interglazialen Hochphasen des Meeresspiegels abgelagert wurden (MIS 1, 5, der größte Teil von 7, 9 und 11), sind hauptsächlich feinkörnig (<63 µm) und sind von pelagischen, kalzitischen Bioklasten dominiert. Die Sedimente der eiszeitlichen Tiefststände (MIS 2 bis 4, 6, 8, 7d, 10 und 12) sind dagegen grobkörniger und relativ reich an Aragonit und Kalzit mit hohem Mg-Gehalt aus neritischen Bioklasten wie Bryozoen. Diese Veränderungen in Mineralogie und Zusammensetzung lassen sich am besten durch die Ablagerung von neritischen Bioklasten näher an der Schelfkante während der eiszeitlichen Meerestiefstände erklären. Im Gegensatz dazu prägen überwiegend pelagische Sedimente die Ablagerung an der Plattformkante während der interglazialen Hochphasen. Die Ergebnisse des Projektes zeigen auch, wie sich das Karbonatsystem auf die Änderungen in der Amplitude und Dauer von Meeresspiegelschwankungen im mittleren Pleistozän anpasste. Ein weiterer Aspekt des Projektes war die Analyse von Miozänen Sabkha Systemen, die sich zeitgleich zu einem großen Barriere Riff bildeten. Mit Hilfe von mineralogischen, sedimentären und Biomarker Analysen konnte gezeigt werden, dass diese Sabkha Systems den modernen Sabkhas am Persischen Golf ähneln. Dies zeigt, dass die klimatischen Bedingungen am Nord-West Schelf Australiens im Miozän (~12-14 Ma) noch wesentlich arider waren als zurzeit.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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(2018): The enigma of rare Quaternary oolites in the Indian and Pacific Oceans: A result of global oceanographic physicochemical conditions or a sampling bias? In: Quaternary Science Reviews 200, S. 114–122
Gallagher, Stephen J.; Reuning, Lars; Himmler, T.; Henderiks, Jorijntje; Vleeschouwer, David de; Groeneveld, Jeroen et al.
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(2019): Distribution of Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraethers (GDGTs) in Microbial Mats from Holocene and Miocene Sabkha Sediments. In: Front. Earth Sci. 7
Petrick, Benjamin; Reuning, Lars; Martínez-García, Alfredo
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(2019): Hardened faecal pellets as a significant component in deep water, subtropical marine environments. In: Depositional Rec 5 (2), S. 348–361
Deik, Hanaa; Reuning, Lars; Petrick, Benjamin; Takayanagi, Hideko
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(2019): Increased fluvial runoff terminated inorganic aragonite precipitation on the Northwest Shelf of Australia during the early Holocene. In: Scientific Reports 9 (1), S. 18356
Hallenberger, Maximilian; Reuning, Lars; Gallagher, Stephen J.; Back, Stefan; Ishiwa, Takeshige; Christensen, Beth A.; Bogus, Kara
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Pliocene to Recent development of carbonate systems from the central and southern Indian Ocean (Maldives and West Australian Shelf): primary cycles versus diagenetic influence. Dissertation, 18. Mai 2020, RWTH Aachen
Deik, Hanaa
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(2021): Climate and sea‐level controlling internal architecture of a Quaternary carbonate ramp (Northwest Shelf of Australia). In: Sedimentology
Hallenberger, Maximilian; Reuning, Lars; Back, Stefan; Gallagher, Stephen J.; Iwatani, Hokuto; Lindhorst, Katja
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(2021): The sedimentary record of Quaternary glacial to interglacial sea‐level change on a subtropical carbonate ramp: Southwest Shelf of Australia. In: Sedimentology 68 (2), S. 593–608
Deik, Hanaa; Reuning, Lars; Courtillat, Margot; Petrick, Benjamin; Bassetti, Maria-Angela
