ALBERT

Description: In der vorliegenden Arbeit werden Untersuchungen zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in den südlichen zentralen Anden vorgestellt. Gestützt auf eine breite Datenbasis konnten mit Hilfe von ein- und überwiegend zweidimensionalen Modellierungen für Daten der Magnetotellurik und der Erdmagnetischen Tiefensondierung Modelle zur Verteilung des elektrischen Widerstandes in der andinen Kruste erstellt werden. Sie erlauben qualitative und quantitative Aussagen zur elektrischen Struktur in der Kruste. Im Andensegment von 21° bis 25° S wurden für einzelne Meßpunkte und für fünf mehrere 100 km lange Profile aus Nord-Chile, Süd-Bolivien und Nordwest-Argentinien Leitfähigkeitsmodelle erarbeitet. Elektromagnetische Untersuchnungen werden an einem aktiven Kontinentalrand durch den ’Küsteneffekt’ stark erschwert. Um den Küsteneffekt zu berücksichtigen, wurde der Pazifische Ozean bei einem zweidimensionalen Modell für ein Profil von der Küste bis in die Hochkordillere als ’Randbedingung’ mitmodelliert. Aus drei zweidimensional modellierten W-E-Profilen konnte ein alle morphostrukturellen Einheiten der Anden querendes Gesamtmodell auf der Breite von ca. 21°30’ S abgeleitet werden. Folgende Hauptmerkmale werden im Modell von W nach E beobachtet: • Unterhalb der Küstenkordillere ist der Widerstand mit größer als 3000 ihn relativ hoch. In diesem Bereich wird aber parallel zur Streichrichtung ein guter Leiter in der oberen Kruste gefunden, der lamelliert vorliegen muß. • Der Widerstand der ’normalen’ andinen Kruste ist bis in große Tiefen mit Werten von 50 bis 200 Ωm relativ gering. • Eine große Leitfähigkeitsanomalie liegt unterhalb der Westkordillere in geringer Tiefe. Sie erreicht eine integrierte Leitfähigkeit von ca. 25000 S. • Eine weitere Leitfähigkeitsanomalie mit einer integrierten Leitfähigkeit von ca. 14000 S wird unterhalb des Altiplano in der unteren Kruste beobachtet. Sie steigt von W nach E in die obere Kruste auf, und die integrierte Leitfähigkeit nimmt im westlichen Teil der Ostkordillere deutlich zu. Die Anomalie endet abrupt östlich von La Quiaca (ca. 65°30’ W). Im Ostteil der Ostkordillere wird ein relativ hoher Widerstand (ca. 500 Ωm) von der Oberfläche bis in große Tiefen beobachtet. • Das Vorland der Anden ist durch eine gut leitende Bedeckung charakterisiert. Der Widerstand der Lithosphäre nimmt von W nach E auf mehr als 3000 Ωm zu. Als Ursache der erhöhten elektrischen Leitfähigkeit werden für den guten Leiter unter der Küstenkordillere Kluftsysteme angesehen, in denen das in der subduzierten Platte vorhandene freie Wasser aufsteigt. Der extrem gute Leiter unter der Westkordillere kann im Einklang mit seismischen und gravimetrischen Untersuchungen als partiell geschmolzene Kruste interpretiert werden. Die Leitfähigkeitsanomalie unterhalb des Altiplano und der westlichen Ostkordillere könnte hingegen teilweise durch massive Vererzungen aber auch durch tektonische Ursachen begründet sein, wie z.B. tiefreichende Auf- und Abschiebungshorizonte, in denen Fluide vorhanden sind.

Description: The purpose of the present work is the research regarding the distribution of the electrical resistivity in the southern part of Central Andes. Supported by a considerable database and with the aid of one- and two-dimensional modelling tools developed for magnetotelurics and deep geomagnetical sounding, several models of the distribution of the electrical resistivity in the Andean crust were developed. They allow qualitative and quantitative insights related to the electrical structure within it. In the Andean segment between 21° and 25° S, several isolated measure stations and five regional profiles each of several 100 km length were processed to establish conductivity models for northern Chile, southern Bolivia and northwestern Argentina. Within this research work the ’coast effect’ at an active plate margin has to be taken into account and for this purpose, the Pacific Ocean was included as a boundary condition in a 2D model extending from the Pacific up to the High Andes. Based on three 2D modelled E-W oriented profiles, a greater model could be derived that involves all the present morphostructural units at a latitude of 21° 30’ S. These models showed mainly that: • below the Coastal Cordillera, the resistivity ranging within 3000 Ωm is comparatively high. Nevertheless, in this region a strike-parallel oriented conductor in the upper crust could be identified, which has to be lamellated. • down to great depths the resistivity of the ’normal’ Andean crust is relatively small, having values of 50 to 200 Ωm. • beneath the Western Cordillera, a shallow conductivity anomaly reaches total conductance of about 25000 S. • another conductivity anomaly with a total conductance of ca. 14000 S has been identified in the lower crust below the Altiplano. This anomaly reaches shallower levels to the east, and in the western part of the Eastern Cordillera, the total conductance increases. Eastwards of La Quiaca (ca. 65° 30’ W) the anomaly terminates abruptly. In the eastern part of the Eastern Cordillera a relatively high resistivity from the surface down to great depths was observed. • the Andean foreland shows a cover with good conductivity values. Beneath, the resistivity increases downward up to more than 3000 ßm from W to E. As a cause of the increased conductivity beneath the Coastal Cordillera, joint systems could account for the uprise of free water generated during the subduction of the Nazca plate. The extremely good conductor below the Western Cordillera can be interpreted together with gravity and seismic evidences as a partial melted crust. Besides, the conductivity anomaly beneath the Altiplano and the western Eastern Cordillera can be explained partly through the existence of ore deposits but also in terms of thrust tectonics, where the detachment zones are characterized by the presence of fluids.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Für die dreidimensionale Konstruktion und Visualisierung gestörter geologischer Schichtverbände wurde ein Systemverbund zur graphisch-interaktiven 3D-Flächenmodellierung auf der Basis geologischer Profildaten geschaffen. Die Verifizierung des Systems erfolgte anhand der Konstruktion eines 3D-Flächenmodells der Erftscholle (Niederrheinische Bucht). Zunächst wird die geologische Entwicklung und die heutige Situation des Untersuchungsgebietes beschrieben. Es werden auf die verwendete Datenbasis, bestehend aus Profilen, Bohrungen und Tiefenlinienpläne sowie die Interpretation, Aufarbeitung, Erfassung und Verwaltung der Daten eingegangen. Es schließt sich die Erläuterung des Systemverbundes an, der unter einer programmierbaren Anwenderoberfläche sowohl kommerzielle als auch freie Software vereinigt. Dieses anwendungsspezifisch gestaltbare System vereinigt Funktionen des Datenbankmanagements, der Visualisierung und der interaktiven 3D-Flächenkonstruktion auf CAD-Basis miteinander. Der offene modulare Aufbau des Systemverbundes ermöglicht die Anpassung an die spezifischen geologischen Anforderungen und die aktuellen Aufgabenstellungen. Dabei erlaubt die Interaktivität bei der Konstruktion und Visualisierung das Einbringen von Fachkenntnissen und Zusatzwissen in den Modellierungsprozess sowie eine gezielte Analyse komplexer 3D-Sachverhalte. Methodische Grundlagen der angewendeten Flächenkonstruktion auf der Basis irregulärer Dreiecksvermaschungen werden erläutert, und auf unterschiedliche Ansätze der Triangulierung eingegangen. Die Approximation natürlicher Flächen geschieht dabei durch ebene polygonale Facetten. Aufbauend auf diesen Grundlagen erfolgt die 3D-Flächenkonstruktion ausgewählter Schicht- und Störungsflächen aus dem Bereich der Erftscholle. Die einzelnen Arbeitsgänge von der Datenselektion über die Konstruktion bis zur Analyse des Flächenverbandes werden besprochen, um sowohl die gewählten Konstruktionsansätze, als auch die Funktionalität des Systemverbundes zu beschreiben.

Description: A soft and hardware system was combined for construction and visualisation of faulted geological strata units. Based on geological cross-sections, the system enables the graphical interactive 3D-surface modeling. By constructing the 3D-layermodel of the Erftblock (Lower Rhine Basin, Germany) the system was verified. First a description of the geological evolution and the present situation of the exploration area is provided. In addition the used data will be explained. This consists of cross-sections, wells, isopleth maps as well as the interpretation, processing, recording and management of the data. Then follows an illustration of the system. It joins commercial and free software under a programable user interface, which allows an optimisation of this tool depending on the necessary applications. The system unifies functions of database management, 3D-visualisation and interactive 3D-construction based on CAD-methods. The open and modular design of the system enables the adaption to specific geological requirements and current tasks. In particular, the interaction in terms of construction and visualisation allows the insertion of expert knowledge and additional facts into the modeling process. It also provides the possibility for exact analysis of complex 3D-objects. Methodical elements of the used construction process that are based on irregular triangulation will be explained. References to diferent approaches of triangulation will be revealed. In this work the approximation of natural surfaces is realized by means of flat and polygonal facets. This method form the base of the 3D-construction of the Erftblock, by which certain selected fault- and strata-boundaries are considered. To describe the function of the system and the approach for construction the singel steps of modeling will be pointed out. The process of modeling consists of data selection, construction, and finaly the analysis of the 3D-surface arrangement.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die Ostracodenfaunen des Unter-Oxfordium (höchste Omaten-Tone) bis Unter-Berriasium (Serpulit) im Niedersächsischen Becken werden, da die Forschungen hier seit den intensiven Bearbeitungen der 40er, 50er und beginnenden 60er Jahre stagnierten, auf der Grundlage eines modernen taxonomischen Konzeptes neu untersucht und zum Teil rekombiniert. Es werden 98 Arten und 6 Unterarten aus 36 Gattungen und 10 Untergattungen, davon eine neue Art (Mantelliana wietzensis n. sp.), beschrieben und rasterelektronenmikroskopisch dokumentiert. Acht Diagnosen - Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinosum bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinosum crassum SCHMIDT 1954 und Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - mußten emendiert werden, weitere vier Taxa werden anderen Gattungen zugewiesen: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 der Gattung bzw. Untergattung Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951 und Limnocythere fragilis MARTIN 1940 der Gattung Mandelstamia LYUBIMOVA 1955 sowie Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 der Gattung bzw. Untergattung Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. Die bislang unter dem Begriff ’Cypridea aff. punctata" gefaßten Ostracoden werden zu Cypridea gr. lata MARTIN 1940 gestellt. Die im Erscheinungsbild völlig identischen Männchen von Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) und Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) werden, da kein Unterscheidungskriterium zur Verfügung steht, als "Männchen der wolburgi / hiltermanni -Gruppe" zusammengefaßt. In drei fortlaufenden Reichweitentabellen für Nordwestdeutschland sind die zeitlichen Vorkommen der Taxa dargestellt und in drei weiteren Schemata mit denen in den benachbarten europäischen Becken in Relation gesetzt. Im Niedersächsischen Becken können im obengenannten Zeitraum (im Gegensatz zur bisher allgemein gebräuchlichen Standardgliederung mit 15 Ostracodenzonen) nunmehr 23 Zonen ausgeschieden werden, deren Grenzen nicht immer mit denen der herkömmlichen biostratigraphischen Gliederung mittels Ostracoden nach KLINGLER et al. (1962) korrellieren. Darüberhinaus wird immer deutlicher, daß auch die Formationsgrenzen nicht zwingend mit chronostratigraphischen Grenzen korrelieren. So ist die Korallenoolith / Kimmeridge-Grenze nicht mit der Oxfordium / Kimmeridgium-Grenze gleichzusetzen, der Korallenoolith (als Gesteins-Formation) reicht noch in das Unter-Kimmeridgium hinein. Im überregionalen Vergleich zeigt sich, daß die im Niedersächsischen Becken ausgegegliederten Zonen eher als Lokalzonen definiert werden müssen, da es sich hierbei, durch die paläogeographische Situation bedingt, um ein oftmals abgeschlossenes Becken mit eigenständiger fazieller Sonderentwicklung handelt.

Description: Based upon modem taxonomic concepts, the ostracod faunas from the Lower Oxfordian (uppermost Omaten-Tone) up to the Lower Berriasian (Serpulit) of the Lower Saxony Basin have been reinvestigated. 98 species and 6 subspecies out of 36 genera and 10 subgenera have been described and documented by SEM photos. Eight diagnoses – Cypridea binodosa MARTIN 1940, Cypridea dunkeri inversa MARTIN 1940, Rhinocypris jurassica (MARTIN 1940), Fabanella boloniensis (JONES 1882), Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951), Cytheropteron bispinoswn bispinosum SCHMIDT 1954, Cytheropteron bispinoswn crasswn SCHMIDT 1954, and Paranotacythere (Unicosta) interrupta (TRIEBEL 1941) - have been emended. Four species have been recombined with other genera or subgenera: Macrodentina (P.) vinkeni GRAMANN & LUPPOLD 1991 with the genus Amphicythere (Amphicythere) OERTLI 1957, Limnocythere? inflata STEGHAUS 1951, Limnocythere? brevispina STEGHAUS 1951, and Limnocythere fragilis MARTIN 1940 with the genus Mandelstamia LYUBIMOVA 1955, Cytheridella? bamstorfensis MARTIN 1957 with the subgenus Marslatourella (Marslatourella?) MALZ 1959. In addition, the ostracods of the former "Cypridea aff. punctata" group have been recombined with Cypridea gr. lata MARTIN 1940. Moreover, the males of Galliaecytheridea hiltermanni (STEGHAUS 1951) and Galliaecytheridea wolburgi (STEGHAUS 1951) have been characterized as "males of the wolburgi / hiltermanni group" due to their absolute morphological identity. In three detailed diagrams, the stratigraphical ranges of the taxa in NW Germany are provided. In three additional diagrams, these ranges are compared with those in neighbouring European basins. 23 ostracod zones have been erected for the interval of time under study in the Lower Saxony Basin. In a few cases, boundaries of this new zonation do not coincide with one of the boundaries of the traditional standard subdivision (15 ostracod zones, KLINGLER et al. 1962). Moreover, some chronostratigraphical boundaries can not be correlated with lithostratigraphical ones. The (lithostratigraphical) Korallenoolith-Kimmeridge boundary, for instance, does not coincide with the (chronostratigraphical) Oxfordian-Kimmeridgian boundary, as previously suggested, because the uppermost part of the Korallenoolith Formation, at least in some areas, is Lower Kimmeridgian in age. Supraregional comparison of stratigrapical ranges clearly indicates that ostracods can only be used to establish a local zonation rather than a true biozonation in NW Germany. Because of its paleogeographical situation, the area under study has been a rather isolated basin during most of the time, thus providing its very own facies development and preventing better faunal relationships with neighbouring regions.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Der Untersuchung der Entwicklung der kalkigen Nannofossilien und der kalkigen Dinoflagellaten-Zysten an der Kreide/Tertiär-Grenze liegt Probenmaterial aus der Kembohrung Nennhausen 2/ 63 (Westbrandenburg) und von den Dänischen Vergleichsprofilen in Nordjütland (Nye K10v, Kj01by Gaard, Bulbjerg, Vokslev) und von der Typuslokalität des Danien, Stevns Klint (Seeland), zugrunde. Aus der Einstufung des Probenmaterials aus der Bohrung Nennhausen 2/ 63 anhand kalkiger Nannofossilien ergibt sich eine stratigraphische Neubewertung dieses Materials. Der beprobte Bereich (Teufe 812 - 572 m) umfaßt den Abschnitt vom höheren Untermaastricht (Oberer Bereich der CC 24 nach SISSINGH, 1977) bis zum untersten Dan (untere NP2 nach MARTINI, 1971 bzw. untere Cruciplacolithus asymmetricus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Kreide/Tertiär- Grenze ist, tiefer als bisher, bei Bohrmeter 590, begründet durch eine Fazieswechsel von Tonmergel zu glaukonitischem Kalkfeinsandstein und das Auftreten der ersten tertiären Florenelemente sowie der "survivor"-Arten anzusetzen. Der Hiatus im Grenzbereich umfaßt nur den oberen Bereich der CC 26 (Nephrolithus frequens-Zone nach SISSINGH, 1977) und den unteren Bereich der Biantholithus sparsus-Zone nach VAN HECK & PRINS, 1987). Die Bohrung Nennhausen durchteufte ein für Ostdeutschland einmaliges Profil im Bereich der Kreide/Tertiär- Grenze, dessen für den Küstenbereich ungewöhnliche Vollständigkeit durch die Lokalisierung in einer Salzstockrandsenke begründet wird. Der in der Nennhausener Abfolge fehlende Bereich wird, entsprechend der Korrelation der Nannofossildaten, von den Dänischen Vergleichsprofilen vollständig abgedeckt, so daß die Darstellung der Entwicklung der Vergesellschaftung kalkiger Dinoflagellaten-Zysten im Kreide/Tertiär- Übergangsbereich möglich wird. Aus der taxonomischen Bearbeitung ergeben sich Neubeschreibungen folgender Taxa: vier Gattungen: Orthotabulata (Orthopi thonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella und Septiareata (Pithonelloideae), 13 Arten: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma, und einer “Form- Art": Orthopithonella gustafsonii forma salebra. Die Gattungsdiagnose von Orthocarinellum wird dahingehend erweitert, daß auch Formen mit gleichmäßig gewölbtem Epi- und Hypotrakt einbezogen sind. Die Morphospezies Obliquipithonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata und Od. Costata werden als zusammengehörige Formreihe sensu KEUPP et al. (1991) mit gleitenden Übergängen erkannt. Mit der Einbeziehung von O. operculata als kugelförmiges Minimalstadium in die Formreihe, in der O. hydria das monocarinate Stadium, Od. reticulata das kryptotabulate und Od. costata das nahezu holotabulate Stadium vertreten, wird deren Zystennatur bestätigt. Nach ihrer Reichweite sind für den Bereich der Kreide Tertiär-Grenze vier Gruppierungen von Morphospezies kalkiger Dinoflagellaten-Zysten unterscheidbar: 1. das Gros der "Durchläufer“ [;] 2. wenige Formen, die offensichtlich ohne direkte Reaktion zu ihr, im Kreide/Tertiär-Übergangsbereich ihren Niedergang haben [;] 3. “Stress“- Formen, mit bloom-artiger Entwicklung im untersten Dan [;] 4. Formen, die erst ab dem oberen Paläozän bekannt sind. [;] Ausgehend davon können im untersuchten Material vermutlich als Reaktion auf den ökologischen Stress infolge der Ereignisse an der Kreide/Tertiär-Grenze fünf Etappen mit jeweils spezifischer Zystengemeinschaft erkannt werden. Diese lassen innerhalb der Assoziationen der kalkigen Dinoflagellaten- Zysten eine Entwicklung vermuten, die ähnlich der der kalkigen Nannofossilien neben den 'Durchläuferarten” ein Überdauern der Grenze durch bloom-artige Häufigkeit von "Stress”-Formen dokumentiert, aus denen sich später mehrere neue Morphospezies ableiten. Eine Analyse von evolutiven Aspekten scheitert jedoch daran, daß es sich bei den untersuchten Objekten nur um die fossil erhaltungsfähigen Kalkwände der Zysten der kalkigen Dinoflagellaten handelt, während die Theka fossil nicht überliefert ist. Die verwendeten taxonomischen Einheiten tragen deskriptiven Charakter, spiegeln also nur die erfaßbaren Merkmalskombinationen wider, deren genetische Fixierung vorerst nicht sicher erkannt werden kann. Darüber hinaus kann aufgrund des Nachweises funktionell strukturierter Organica an der Basis der kalkigen Innenwand von Bonetocardiella sp. ein Biomineralisationsprozess abstrahiert werden. Dieser ist, ausgehend von den beobachteten Strukturen, durch eine genetische Steuerung sowohl der Kristallnukleierung durch Anlage eines spezifischen Stützskeletts als auch des Kristallwachstums, gekennzeichnet. An Obliquipithonella ossa n.sp. sind erstmals an einer einfachwandigen obliquipithonelloiden Form, als Nukleierungszentren interpretierte, sternförmige Eindrücke auf der proximalen Seite der wandaufbauenden Skelettkristalle beobachtet worden. Ausgehend davon kann angenommen werden, daß ein entsprechend konfiguriertes Netz aus Mucusfasem als spezifizierte, also genetisch fixierte unlösliche (gerüstbildende) Strukturkomponente fungierte. Der stark von der anorganischen Gestalt abweichende Skelettkristallhabitus scheint maßgeblich auf die inhibitierende Wirkung immobilisierter löslicher (Nukleierungs-) Matrix zurückführbar zu sein. Sowohl Kristallnukleierung als auch Kristallwachstüm haben demnach einer genetischen Kontrolle unterlegen. Die Charakteristika von O. ossa n.sp. lassen vermuten, daß es sich um einen Morphotyp handelt, der eine Zwischenstellung zwischen Orthopithonelloideae und Obliquipithonelloideae einnimmt. Die Biomineraliationsprozesse von orthopithonelloiden und obliquipithonelloiden kalkigen Dinoflagellaten-Zysten sind vermutlich weniger krass zu trennen als vielmehr durch Übergänge bestimmt.

Description: The purpose of this study is to investigate the development of calcareous nannofossils and especially of calcareous dinoflagellate cysts (Calciodinellaceae, DEFLANDRE (1947) across the Cretaceous/Tertiary-boundary. The samples originate from core Nennhausen 2/ 63 (western Brandenburg, eastern Germany) and for comparison from Danish sections in Northern Jutland (Nye Kiev, Kjelby Gaard, Bulbjerg, Vokslev) and from the type Danian Stevns Klint (Seeland). The nannofossil data from the core samples give evidence for a new stratigraphical interpretation of the material allready investigated between 1965 and 1971. The sampled depth interval (812-572 m) ranges from late early Maastrichtian (upper part of CC 24 sensu SISSINGH (1977) to lowermost Danian (lower part of NP2, MARTINI, 1971; lower Cruciplacolithus asymmetricus-zone VAN HECK & PRINS, 1987). The K/T-boundary is considered to be located lower than hitherto supposed, based on the first appearance of tertiary floral elements and "survivors” and on an abrupt change of facies from clayey marl to greensands, both at a depth of 590 metres. The hiatus in the boundary interval comprises the uppermost part of CC 26 (= Nephrolithus frequens-zone, SISSINGH, 1977) and the lower part of the Biantholithus sparsus-zone (VAN HECK & PRINS, 1987).The Nennhause Core recovered a unique profile for eastern Germany. The profile contains an uncommonly complete record of the K/T-boundary interval for the near shore environment of this area, caused by its location in the rim syncline of a salt diapir. The missing interval of the core is, according to the correlation of the nannofossil data, completely covered by the Danish profiles. This fact allows characterization of the development of the assemblages of calcareous dinoflagellate cysts around the K/T-boundary. For the description of calcareous dinoflagllate cysts only a morphospecies- concept is possible because only the cyst stage is preserved and we know nothing about the thecae. Even though the taxa used follow binary nomenclature, they are only of descriptive nature and express the external features of their bearers. The extent of genetic fixation of these is still questionable. Moreover the problem whether calcareous dinoflagellate cysts are stratigraphical useful or not derives from that fact. The taxonomical study of the calcareous dinoflagellate cysts results in the description of: - 4 new genera: Orthotabulata (Orthopithonelloideae), Operculodinella (Obliquipithonelloideae), Lentodinella and Septiareata (Pithonelloideae) - 13 new species: Orthopithonelloideae: Orthopithonella multipora, Orthocarinellum biconvexum, Orthotabulata obscura, Bitorus bulbjergensis, Ruegenia crassa, Obliquipithonelloideae: Obliquipithonella ossa, Operculodinella hydria, Od. reticulata, Od. costata, Carinellum turbosimile, Calcicarpinum tetramurus, Pithonelloideae: Lentodinella danica, Septiareata pyramiforma. - 1 new "form”-species: Orthopithonella gustafsonii forma salebra. The diagnosis of the genus Orthocarinellum is extended in order to integrate forms with equally bulged epiand hypotracts. The morphospecies Obliquipthonella operculata, Operculodinella hydria, Od. reticulata and Od. costata are recognized as belonging to one “form group" sensu KEUPP et al. (1991) with gradual transitions. While Obliquipthonella operculata represents the spherical minimum-stage, Operculodinella hydria is assigned to the monocarinate, Od. reticulata to the cryptotabulate and Od. costata to the nearly holotabulate cyst-stage. By including Obliquipthonella operculata, known by nannofosssil workers as "Thoracosphaera" operculata, within a "form group" of increasing paratabulation its long debated cyst nature can be confirmed. Corresponding to the range of the particular morphospecies around the K/T- boundary interval four groupings of calcareous dinoflagellate cysts are discernible: 1. persisting forms, which are the most numerous [;] 2. a few forms, declining without evident reaction to the ecological stress within the K/T -transition interval [;] 3. "stress"- forms first occuring in the upper Maastrichtian at low abundances and showing a bloom-like development in the lowermost Danian [;] 4. incomming forms known only up from the upper Paleocene and above. [;] From this a development of 5 more or less artifical stages can be recognized following the ecological stress at the K/T- boundary. They allow to infer a similar development within the calcareous cyst-assemblage to that known from the calcareous nannofossils. It is characterized (besides the persisting forms without any reactions) by the "surviving" of "stress"-forms, from which later the new morphotypes seem to have derived. For instance Pithonella sphaerica which dominates Cretaceous assemblages from the Albian upward is replaced by Lentodinella danica n.g. n.sp. during the boundary crisis. In addition aspects of biomineralization are discussed, especially for Bonetocardiella sp., a member of the subfamily Pithonelloideae KEUPP (1987). The observation of organic remains, with an obviously functional structure, at the base of the inner calcareous wall, permits the abstraction of a biomineralization-model. Growth startes from a biologically induced and controlled, and therefore genetically fixed nucleation and growth of the wallbuilding crystals. Main control originates from a specific connective-skeleton of fossiliferous organic fibres ("mucofibrous material", GAO et al., 1989) acting as an insoluble matrix, which is preservable under special conditions. An obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cyst, Obliquipithonella ossa n.sp., showed for the first time, star-shaped imprints on the inner surface of each calcite-crystal of the single layered calcareous wall. They are interpreted as nucleation-centres, localities where the net of organic fibres has crossing-points from which the nucleation has its onset. This suggests that the organic net (insoluble, structur forming matrix) had a highly characteristic morphology and therefore must have been a genetically determined structure. The strong deviation of the wall crystal morphology from the inorganic habit indicates growth control by the mobilized molecules of the soluble (nucleating) matrix. Again both nucleation and growth of crystals seem to be biological controlled and genetically determined. The biomineralization processes of ortho- and obliquipithonelloid calcareous dinoflagellate cysts are presumably not crossly different but controlled by gradational alteration of the same underlying process.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: In den Unterkretazischen Lokalitäten Una und Galve (Spanien) und Anoual (Marokko) finden sich neben zahlreichen weiteren Wirbeltiergruppen auch Lacertilier-Reste. In den limnischen Braunkohlen des Ober-Barremium von Una (Provinz Cuenca, Spanien) ist eine umfangreiche disartikulierte Lacertilier-Fauna erhalten. Sie wird von zwei Formen dominiert, dem problematischen Anguimorphen Ilerdaesaurus unaensis und dem osteodermal gepanzerten, sehr ursprünglichen Scincomorphen Becklesius cataphractus nov. sp., der zur Familie der Paramacellodidae gehört. Die Osteoderme von Becklesius cataphractus nov. sp. entsprechen in der äußeren Morphologie wie auch im Feinbau den Osteodermen rezenter Gerrhosauridae. Neben einem weiteren Paramacellodiden, Paramacellodus sinuosus nov. sp., kann in Una ein zweiter Anguimorpher nachgewiesen werden (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). Die Anordnung der teilweise in Aggregaten vorliegenden, disartikulierten Lacertilier-Knochen ist den dokumentierten subaquatischen Zerfalls-Stadien eines rezenten Klein-Leguans (Oplurus sebae) sehr gut vergleichbar und mit hoher Wahrscheinlichkeit ähnlich entstanden. Die Lacertilier-Reste des fluviatilen Unter-Barremiums von Galve (Provinz Teruel, Spanien) enthalten eine sehr ähnliche Lacertilier-Fauna wie die von Una. Zum einen ist die Gattung Ilerdaesaurus nachweisbar, zum anderen die Gattung Paramacellodus. Isolierte Osteoderme sprechen für mindestens eine gepanzerte Paramacellodiden-Gattung. Zudem kann in Galve ein früher Scincide nachgewiesen werden. Eine kalkige Linse der Unteren Kreide (? Berriasium) von Anoual (Talsinnt-Provinz des Hohen Atlas, Marokko) enthält einige sehr gut erhaltene Lacertilier-Kiefer. Zum größeren Teil gehören diese der neuen Art Paramacellodus marocensis nov. sp. an, es liegt jedoch auch eine deutlich abweichende Form vor. Die Familie der Paramacellodidae war bisher nur aus dem Oberen Jura bekannt. Die neuen Gattungen erweitern die stratigraphische Verbreitung der Familie bis in die höhere Unter-Kreide. Ihr geographisches Vorkommen - bis jetzt auf Großbritannien, Portugal und den Nordwesten der USA beschränkt - wird auf Spanien und den Rand Nordwest-Afrikas ausgedehnt.

Description: Les localites du Cretace inferieur d'Una et de Galve (Espagne) et d'Anoual (Maroc) ont livre des restes de lacertiliens associes ä de nombreux autres vertebres. Dans les lignites limniques du Barremien superieur d'Una (province de Cuenca, Espagne), on trouve une faune variee de lacertiliens, sous la forme d'elements squelettiques desarticules. Cette faune est dominee par deux especes, l'anguimorphe problematique Ilerdaesaurus unaensis et le scincomorphe tres primitif dote d'une cuirasse d'osteodermes Becklesius cataphractus nov. sp., qui appartient ä la famille des Paramacellodidae. Les osteodermes de Becklesius cataphractus nov. sp. ressemblent ä ceux des Gerrhosauridae modernes, aussi bien par leur morphologie externe que par leur microstructure. En plus d'un autre paramacellodide Paramacellodus sinuosus nov. sp. , un deuxieme anguimorphe (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.) peut etre reconnu. L'arrangement des ossements desarticules de Lacertiliens, qui sont parfois disposes en aggregats, est tres comparable aux stades de decomposition subaquatique d'un petit iguane actuel (Oplurus sebae) et cette disposition a tres probablement le meme mode de formation dans les deux cas. Les restes de Lacertiliens du Barremien inferieur fluviatile de Galve (province de Teruel, Espagne) representent une faune lacertilienne tres semblables ä celle d'Una. On trouve les genres Ilerdaesaurus et Paramacellodus. Des osteodermes isoles temoignent de la presence d'au moins un genre de paramacellodide cuirasse. De plus, un scincide primitif peut etre reconnu ä Galve. La lentille calcaire du Cretace inferieur (? Berriasien) d’Anoual (province de Talsinnt dans le Haut-Atlas, Maroc) a foumi des mächoires de Lacertiliens tres bien preservees. Elles appartiennent en majorite ä la nouvelle espece Paramacellodus marocensis nov. sp. Une autre forme clairement distincte est egalement presente. La famille des Paramacellodidae etait connue jusqu’ä present seulement au Jurassique superieur. Les nouveaux genres etendent la repartition stratigraphique de cette famille jusqu'ä la fin du Cretace inferieur. Son aire de repartition - jusqu'ä present limitee ä la Grande-Bretagne, au Portugal et au nord-ouest des USA - englobe maintenant l'Espagne et la bordure nord-ouest de l'Afrique.

Description: Amongst other vertebrates, the Lower Cretaceous localities Una and Galve (Spain) and Anoual (Morocco) contain remains of lizards. An extensive lizard-fauna is preserved in the limnic lignites from the Upper Barremian of Una (Province Cuenca, Spain). Two species dominate the fauna in terms of abundance: the unusual anguimorphan Ilerdaesaurus unaensis and the osteodermally-armoured, primitive scincomorphan Becklesius cataphractus nov. sp., which belongs to the family Paramacellodidae. Osteoderms of Becklesius cataphractus nov. sp. Are almost identical to those of extant Gerrhosauridae in external morphology, as well as in their microstructure. Besides another Paramacellodid, Paramacellodus sinuosus nov. sp., a second anguimorphan was found (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). The configuration of disarticulated lizard bones of the few bone accumulations can be compared to subaquatic decay phases of a recent iguana (Oplurus sebae) and may have formed the same way. The lacertilian remains from the fluvial Lower Barremian of Galve (Province Teruel, Spain) contain a fauna that is very similar to the one of Una. The genus Ilerdaesaurus can be found, as well as the genus Paramacellodus. Some isolated osteoderms of at least one armoured form of the Paramacellodidae also occur. An early scincid can be distinguished. The limestone lens of the Lower Cretaceous (? Berriasium) of Anoual (Province Talsinnt in the High Atlas Mountains, Morocco) contained some very well-preserved lizard jaws. Mainly, they belong to the new form Paramacellodus marocensis nov. sp., however there is also another, very different form as yet undescribed. The family Paramacellodidae was so far known only from the Upper Jurassic. The new genera increase the stratigraphical range of this family up to the end of the Lower Cretaceous. The geographical distribution - until now limited to Great-Britain, Portugal and the Northwestern part of the USA - extends to Spain and the margin of Northwest- Africa.

Description: En las localidades de Una y Galve (Espana) y de Anoual (Marruecos) del Cretaceo inferior se han encontrado restos de lacertidos junto con los de otros vertebrados. En los lignitos limnicos del Barremio superior de Una (provincia de Cuenca, Espana) se ha conservado una amplia fauna de lacertidos bajo la forma de esqueletos desarticulados. Esta fauna presenta dos especies dominantes: el problemätico anguimorfo Ilerdaesaurus unaensis y el muy primitive esquincomorfo dotado de una coraza osteodermica, Becklesius cataphractus nov. sp., que pertenece a la familia de los Paramacellodidae. Los osteodermos de Becklesius cataphractus nov. sp. tanto en la morfologia externa como en la microstructura son muy similares a los osteodermos del Gerrhosauridae modemo. En Una ademäs de otro Paramacellodidae, el Paramacellodus sinuosus nov. sp., se pudo identificar tambien la presencia de otro anguimorfo (Cuencasaurus estesi nov. gen. et nov. sp.). La disposition de los huesos desarticulados de lacertidos, que en parte se encuentran en la forma de agregados, puede compararse perfectamente con las etapas de la decomposition subaquätica de una pequena iguania actual (Oplurus sebae), y muy probablemente se formaron de manera identica. Los restos de lacertidos del Barremio inferior fluvial de Galve (provincia de Teruel, Espana) son muy parecidas a la fauna de lacertidos de Una. Estan presente los generös Ilerdaesaurus y Paramacellodus y tambien por lo menos un genero de Paramacellodidae con coraza, puede puede deducirse por la presencia de osteodermos aislados. Ademas en el Galve ha sido reconocido un esquincido temprano. La lente calcaria del Cretaceo superior (? Berriasiano) de Anoual (provincia de Talsinnt en al Alto Atlas, Marruecos) contiene maxilares de lacertidos muy bien conservados. Estas pertenecen en su mayor parte a la nueva especie Paramacellodus marocensis nov. sp. acompanada de una forma claramente divergente. La familia Paramacellodidae era conocida solamente hasta ahora en el Juräsico superior. Los nuevos generös identificados extienden la distribution estratigräfica de esta familia hasta el alto Cretaceo inferior. Su presencia geogräfica - limitada a la Gran Bretana, el Portugal y el noroeste de los EEUU - engloba Espana y la region del extremo noroeste de Africa.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die vorliegende Arbeit beschreibt neoproterozoische und frühestkambrische Megaalgen aus 1 1 Aufschlüssen der Yangtze Plattform und eines Vorkommens der Nordchinesischen Plattform. 4 neoproterozoische Florenbilder (Shilu Group; Liulaobei / Jiuliqiao Fm.; Doushantuo / Lantian Fm.; Dengying / Liuchapo Fm.) und ein frühkambrisches Florenbild (Yanjiahe Fm.) werden zusammengefaßt. 28 Megaalgen werden ausführlich taxonomisch bearbeitet. Eingehende biostatistische, palynologische und elektronenmikroskopische Studien erfolgten zu Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Unter Einbeziehung von Vergleichsuntersuchungen an Rezentmaterial(Nostoc) wird Chuaria als mikro- bis makroskopische (?chroococcal organisierte) Prokaryota-Kolonie angesehen. Fossilisierte Reste der äußeren, organisch imprägnierten Hüllen von Prokaryota-Kolonien können große Einzeller vortäuschen und wurden häufig als eukaryotische „Megasphaeromorphe“ fehlinterpretiert. Enge morphologische und strukturelle Beziehungen bestehen zwischen Chuaria und Tawuia. Letztere Art wird ebenfalls den koloniebildenen Prokaryota zugeordnet. Biostatistik weist darauf hin, daß die verschiedenen Formenschwärme von Tawuia dalensis möglicherweise unterschiedliche Ökophäne von Chuaria circularis darstellen. Für die Megaalgen Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani und Konglingiphyton erecta wird eine Revision vorgeschlagen. 4 Gattungen und 5 Arten werden validisiert (Miaohephyton bifurcatum, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ?Gesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. und Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. Werden neu beschrieben. Fossilien die bisher als proterozoische „Würmer“ oder „Wurmröhren“ beschrieben wurden, zeigen durch Querrunzelung große Ähnlichkeiten mit Strukturen der Algen s.l., wie sie beispielsweise bei gealterten siphonalen Zellen der rezenten Chlorophyta auftreten. Sinosabellidites wird als Synonym von Tawuia angesehen und für Pararenicola huaiyuanensis erfolgt eine Revision und Emendation. Die untersuchten Megaalgen werden im Kontext der Evolution der Eu- und Prokaryota dargestellt. Im Neoproterozoikum kam es zu Gigantismus bei Prokaryota-Kolonien. Großkolonien der (?chroococcalen) Prokaryota werden durch Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. und Beltanelliformis, große Kolonien fädiger Prokaryota durch Vendotaenia, Longifuniculum und Glomulus n.gen. repräsentiert. Beltanelliformis und Mucoplagum n.gen. zeigen z.T. Merkmale von Ediacara Fossilien. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia u.a. werden den Megaalgen Incertae sedis mit Merkmalen der Ediacara Fossilien zugeordnet. Hier ist ebenfalls eine Zugehörigkeit zu Prokaryota-Kolonien zu vermuten. Regelmäßig strukturierte, teilweise kompartimentierte, aufrechte Ruhe-Kolonien rezenter Myxobacteria verdeutlichen, daß organische Strukturen, wie sie z.T. für Ediacara Fossilien typisch sind, von Prokaryota erzeugt werden können. Ein Auftreten gigantischer, siphonal organisierter Prokaryota (fGrypania-, lOmalophyma magna n.sp.) ist nicht auszuschließen. Ein gesicherter Nachweis der Eukaryota wird durch Fossilien von Mehrzellern mit spezialisierten Anheftungsorganen und Zelldifferentiation (z.B. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophyton) sowie zystenartige Mikrofossilien (acanthomorphe Acritarchen) für das Neoproterozoikum erbracht.

Description: This study describes Neoproterozoic and Earliest Cambrian mega-algae from 11 localities of the Yangtze platform and from one locality of the Northchinese platform. 4 Neoproterozoic „floral portraits“ (Shilu Group; Liulaobei I Jiuliqiao Fm.; Doushantuo I Lantian Fm.; Dengying I Liuchapo Fm.) and one Early Cambrian „floral portrait“ (Yanjiahe Fm.) are summarized. 28 mega-algae are taxonomically treated in greater detail. Closer biostatistical, palynological an SEM - studies are realized on Chuaria circularis und Tawuia dalensis. Under incorporation of investigations for comparisons on Recent material (Nostoc), Chuaria is characterized as micro- to macroscopic (? chroococcal organized) colonial procaryote. Fossilized remains of the external, organically impregnized envelope of procaryotic colonies may simulate large unicells. These often were misinterpreted as eucaryotic „megasphaeromorphs“. Close morphologic and structural relations exist between Chuaria and Tawuia. Latter genus is as well classified as colonial procaryote. Biostatistics indicates, that different form swarms possibly represent different ecophenes of Chuaria circularis. A revision is proposed for the mega-algae Beltanelliformis brunsae, Vendotaenia antiqua, Yemaomianiphyton bifurcatum, Liulingjitaenia alloplecta, Sinospongia chenjunyuani and Konglingiphyton erecta. 4 genera and 5 species are validated (Miaohephyton bifurcation, Doushantuophyton lineare, D. rigidulum, Flabellophyton lantianensis, Anhuiphyton lineatum). Mucoplagum primitivum n.gen.et sp., Omalophyma magna n.sp., Glomulus filamentum n.gen.et sp., ‘IGesinella gracilis n.sp., Sinospongia tubulata n. sp. and Cucullus fraudulentus n.gen.et sp. represent newly erected taxa. Fossils, that up to now were described as Proterozoic „worms“ or „worm tubes“ exhibit great similarities with structures of algae s.l., due to the cross wrinkling. Those structures e.g. exist in old siphonous cells of Rezent chiorophytes. Sinosabellidites is treated as synonym of Tawuia. Pararenicola huaiyuanensis is revised and emendated. The investigated mega-alge are described in context with the evolution of eucaryotes and procaryotes. Gigantism of procaryotic colonies ocurred during Neoproterozoic times. Giant colonies of (? chroococcal) procaryotes are represented by Chuaria, Tawuia, Mucoplagum n.gen. and Beltanelliformis, large colonies of filamentous procaryotes by Vendotaenia, Longifuniculum and Glomulus n.gen.. Beltanelliformis and Mucoplagum n.gen. partly show characters of Ediacaran fossils. Cucullus n.gen., Liulingjitaenia, Sinospongia are classified as mega-algae Incertae sedis with some characters of Ediacaran fossils. An affilation to colonial procaryotes may be supposed. Erect resting colonies of Recent myxobacteria with partly regular structures and a compartmentation illustrate, that structures may be produced by procaryotes, that are typical for some Ediacaran fossils. The occurence of giant, siphonous procaryotes (fGrypania; lOmalophyma magna n.sp.) can not be excluded. Secure evidences of eucaryotes are given by fossils of multicelled organisms with specialized attachement structures and cell differentiation (e.g. Gesinella, Miaohephyton, Doushantuophytori) as well as cyst-like microfossils (acantomorph acritarchs) for Neoproterozoic times.

Description: thesis

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Die landeskulturelle Entwicklung hochmoorreicher Landschaften verlief in den Niederlanden und im Emsland nach torfwirtschaftlicher Erschließung zeitlich um 2-3 Jahrhunderte versetzt mit unterschiedlicher Technik und Intensität (Holländische Fehnkultur mit dem Spaten bzw Deutsche Sandmischkultur mit dem Tiefpflug). Agrar- und umweltpolitische Entwicklungen lassen heute derartig große Investitionen für weitere Bodenverbesserungen nur noch in Ausnahmefällen zu. Für eine marktelastisch vielseitige und rationelle Bodennutzung sind auf Sandmischkulturen gute Voraussetzungen geschaffen worden. Für den Boden- und Gewässerschutz bringt die Torfkonservierung nach dem Tiefpflügen bessere Voraussetzungen als die Fehnkultur. Die Entwässerungstiefe sehr tief gepflügter Sandmischkulturen kann nach deren Konsolidierung verringert werden. Die relativ große Erodierbarkeit der Sandmischkulturböden durch Wind ist. bei hoher Erosivität des Klimas durch humusmehrende Bewirtschaftung, weniger Halbbrachefrüchte (Mais, Rüben, Kartoffeln) und Windschutzhecken mit angemessenen Abständen zu beherrschen.

Description: The land improvement development of regions rich in raised bogs was temporarilly transposed by 2-3 centuries in the Netherlands and in the Emsland with different techniques and intensity (Dutch fen cultivation with spade resp. German deep plough cultivation). Today agricultural and political environmental development allow such big investigations for further soil improvements only in certain exceptional cases. Good conditions are created on deep plough cultivation to meet with a flexible marketing, versatile and efficient soil cultivation. Peat conservation after deep ploughing creates better conditions for soil and water conservation than after fen cultivation. Drainage depth of very deep ploughed fields can be reduced after their consolidation. The relatively high erodibility by wind (high climatical erosivity) of deep plough cultivation can be controlled by organic matter improving cultivations, less maize, beats, potatoes and shelter belt hedges with suitable distance.

Description: research

Description: DFG, SUB Göttingen

Description: Abstract The 26"1 voyage of RV METEOR to the North Atlantic, the Skagerrak, the Norwegian, East Greenland and Barents Seas consisted of three legs whose research programs served several . large integrated, and multi-disciplinary projects. During the first leg, M 26/1, the programs were related to WOCE (World Ocean Circulation Experiment), specifically the North Atlantic overturning rate determination and to the JGOFS project (Joint Global Ocean Flux Study). Of seven WOCE moorings three (M2, El and E2) had to be dredged because of release problems and/or possible loss of buoyancy. Two of them (F2 and W2) released and surfaced as planned; another two moorings (D2 and AZ) could not be located for different reasons. Hydrographic parameters for characterization of water masses were also obtained at all sites as well as at those of the JGOFS moorings (Ll, L2, L3). All three of these were successfully redeployed during M 26/1 after they had been recovered in early summer of 1993 by the deep submersibles MIR. Throughout most of M 26/1, a continuous and contamination-free pumping system was deployed and a composite transect of chemical parameters measured. Among them are the nutrients, organic acids, biomarkers and trace elements. They are important basic data for several of the JGOFS subprojects which examine the interaction of dissolved and particulate trace constituents in relation to seasonal and meridional particle production and flux. During the second and third legs, M 26/2 and M 26/3, the research programs served the Sonderforschungsbereich 313 (Environmental Change in the northern North Atlantic) as well as those of two European Community projects SEEP (Gas and Water Seepage on the European Continental Margin) and ENAM (European North Atlantic Margin). Other projects, addressing the well-known cold water carbonates of the Norwegian Sea (Boreale Flachwasserkarbonate) and the history of post-glacial rebound of the Scandinavian shield (Hebungsgeschichte Skandinaviens), were also part ofM 26. The SFB-work concerned two long-term sediment trap moorings in the Norwegian and Greenland Basins, the first of them was successfully recovered and redeployed, the second one failed to surface. Work on the Norwegian, East Greenland, and Barents Sea margins yielded many miles of shallow subsurface acoustic images, sufficient core material, surface samples, hydrographic, plankton and benthos samples to serve the needs of five of the eight SFB-subprojects. The micropaleontological and planktological assemblages of these samples were further characterized by environmental parameters like nutrients, salinity and temperature, from throughout the water column. The objectives concerned reconstruction of Late Pleistocene temperatures, rates and controls of production of benthic and pelagic biogenic carbonates and formation and imprinting of geophysical signals. (...)

Description: During summer 1993 the expedition TRANSDRIFT I with the russian R/V 'Ivan Kireyev' was carried out in the Laptev Sea (Northern Siberia, Arctic Ocean). Aims of the expedition included the detection of accumulation areas of sediment discharge and to get some ideas of the interaction of ice and seafloor in this shallow shelf region. To characterise the modern siliciclastic surface sediments in the Laptev Sea and to map the accumulation areas of the sediment discharge, detailed granulometric studies were carried out on 48 surface samples. At the same time, side-scan profiles were analysed to get ideas of drift pattem and distribution of grounded ice. The sediment distribution pattems show that the westem Laptev Sea is dominated by relict delta sands. Accumulation areas of the sediment discharge, which was contribute to the western Laptev Sea by rivers seem to be restricted to valleys formed during Pleistocene time. In the eastern Laptev Sea and especially in the south-east, surface sediments are dominated by silt and clay. These fine-grained sediments trace the modern deposition areas of sediment discharge of the great river systems Lena and Yana in the eastem Laptev Sea. In some shelf samples, a depression (ca. 1 Phi wide) in the grain size distribution within the silt fraction around 6 Phi, may give a first hint of ice formation processes in some regions of the Laptev Sea. Analyses of side scan sonar records show no dominant direction of ice gouges in the Laptev Sea, indication a rather random drift direction. However, over wide spread areas in the Laptev Sea ice gouging is a significant geological agent influencing the sediment pattem by resuspension and bulldozing.

Description: The occurrence of methane in the marine water column and in marine surface sediments and its involvement in the biogeochemical processes are discussed on the basis of results obtained from various surveys. Distributions in the water column were examined in the North Atlantic, in the SE Pacific, and in the Sea of Okhotsk. For the determination of methane in seawater, a widely used degassing method employing vacuum was improved and a reproducible efficiency factor was established. Investigations on the abundance and behaviour of methane in sediments were performed on cores recovered from different areas in the North Atlantic. In the central Barents Sea, a pockmark field extending over 35 km2 was re-surveyed and documented to be covered with more than 30 steep-sided craters that are thought to have been formed by an explosive gas eruption. Anomalously high concentrations of methane in the shelf waters around the craters suggest that they are still active today. Methane enrichment more than 10 km away from the crater field indicates the large dimensions of a plume and the amount of gas released from sources at the sea bottom. From the shape of methane profiles it is concluded that methanotrophic organisms are removing the methane within the water column by some 98 % between 300 m depth and the sea surface. Degassing to the atmosphere appears minimal based on the subsurface concentrations but is likely to increase seasonally when rough weather leads to more effective vertical mixing during autumn and winter. The amount of methane consumed in the water column, however, is about fifty times greater and hence should significantly contribute to the marine carbon and carbon isotope inventory. In the eastern Equatorial Pacific off Peru, methane measurements were performed in the sea-air boundary layer and simultaneously in the overlying air along two ransects. The results show surprising small-scale reversals of the methane exchange between ocean and atmosphere in this region. Generally, the ocean acted as a source of methane, however, at some locations as a sink. This was mainly a consequence of high CH4 concentrations in the air which deviated considerably from the global average of 1. 7 ppmv. The implications are that even ocean areas with high concentrations of dissolved CH4 can be considerably weaker sources than would be expected on the basis of the mean atmospheric content. Based on improved simultaneous analyses of both air and water samples, the ocean-atmosphere flux of methane would therefore be more dynamic than previously thought. Observations in the surface waters of the western Sea of Okhotsk are evaluated in terms of methane exchange rates and are used to assess the magnitude of seasonal variations of methane fluxes from the ocean to the atmosphere in this area. Methane concentrations northeast of Sakhalin were observed to range from 310 nmol · l-1 under the ice cover in winter to 5 nmol · l- 1 in the ice free mid summer season. The magnitude of supersaturations indicates that this part of the Okhotsk Sea is a significant source for atmospheric methane. From the seasonal variation of the supersaturations in the surface waters it is evident that the air-sea exchange is interrupted during the winter and methane from sedimentary sources accumulates under the ice cover. An initial early summer methane pulse into the atmosphere in the order of 450 mol · km-2 • d-1 can be expected when the supersaturated surface waters are exposed by the retreating ice. The magnitude of the CH4 flux variation NE of Sakhalin corresponds to an amount of 6.8 x 105 g · km-2 whereby 72 % or 4.9 x 105 g · km-2 are supplied to the atmosphere between April and July. For the whole Sea of Okhotsk the annual methane flux is roughly 0.2x 1012 g (Tg). Variations of long-term data of atmospheric methane which are recorded at the same latitude adjacent to areas with seasonal ice covers are reflecting a regional methane pulse between April and July. The large-scale level of atmospheric methane in the northern hemisphere undergoes an amplitudinal variation of about 25 ppbv which translates into approx. 36 Tg. Thus the estimated 0.8 Tg of ice-induced methane dynamics in northern latitudes can hardly explain this seasonal signal. However, the effects of seasonal ice cover on pulsed release of methane appear strong enough to contribute in concert with other seasonal sources to charac11eristic short-term wobbles in the atmospheric methane budget which are observed between 50° N and 60° N. Surface sediments recovered from various depositional environments in the North Atlantic were examined for geochemical processes indicating methane generation and consumption. Analyses of extracted pore fluids and of desorbed gases were performed on 15 cores recovered during three cruises with RV METEOR between 1990 and 1993 in order to seek methane accumulations in surface sediments indicative on the one hand for CH4 injection from subsurface seeps and on the other for the influence of CH4 on early diagenesis. Regardless of environment and methane source, all recovered sediments exhibit the same low level of methane concentrations of about 50-550 ppb often observed at suboxic and oxic conditions. Also, the methane shows uniform enrichment in the heavy stable isotopes 13C and 2 H which is either an indication for relatively small CH4 reservoirs being depleted by aerobic microbial oxidation or points to a thermogenic source of the methane, even though several of the sites are clearly not known hydrocarbon provinces. Hence, influence on these different environments by advections of methane from either deep thermogenic or biogenic sources seems doubtful. Low CH4 contents and the shape of concomitant profiles of εCO2 , SO4 2- and NO3 also cast doubt on significant advective transport processes. The isotopic signals indicate suboxic and aerobic microbial methane consumption, while oxidation rates and methane gradients between the sediment surface and the bottom water require a process which simultaneously supplies methane. Based on these apparently contradicting indications it is suggested that microbially mediated formation and oxidation of methane are taking place simultaneously in oxic and suboxic environments. Both processes could possibly maintain an effective recycling of organic matter in surface sediments with methane at concentrations around to 50-500 ppb serving as an intermediate compound.