aus dem Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremenelib.suub.uni-bremen.de/ip/docs/00010167.pdf · Biologie Geologie Geologie Geologie Meeresphysik Spurenstoffphysik Meeresphysik

aus dem Fachbereich Geowissenschaftender Universität Bremen

Nr.17

Pätzold, J., T. Bickert, L. Brück,

C. Gaedicke, K. Heidland, G. Meinecke, S. Mulitza

BERICHT UND ERSTE ERGEBNISSE ÜBER DIE METEOR-FAHRT M 15/2

RIO DE JANEIRO - VITORIA, 18.1. -7.2.1991.

Berichte, Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen, Nr. 17,

46 S., 29 Abb., 3 Tab., Bremen 1993.

ISSN 0931-0800

Die "Berichte aus dem Fachbereich Geowissenschaften" werden in unregelmäßigen Abständen vom

Fachbereich 5, Universität Bremen, herausgegeben.

Sie dienen der Veröffentlichung von Forschungsarbeiten, Doktorarbeiten und wissenschaftlichen Beiträgen,

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2800 BREMEN 33

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Zitat:

Pätzold, J., T. Bickert, L. BfÜck, C. Gaedicke, K. Heidland, G. Meinecke, S. Mulitza:

Bericht und erste Ergebnisse über die METEOR-Fahrt M 15/2, Rio de Janeiro - Vit6ria, 18.1. - 7.2.1991.

Berichte, Fachbereich Geowissenschaften, Universität Bremen, Nr. 17,46 S., 29 Abb., 3 Tab., Bremen 1993.

Redaktionelle Bearbeitung: B. Donner

ISSN 0931-0800

1

INHALT Seite

I. Teilnehmer 2

2. Forschungsprogramm 3

3. Ablauf der Reise 6

4. Vorläufige Ergebnisse 9

4.1 Profilierende Schiffsmessungen 9

4.1.1 Sedimentecholot PARASOUND 9

4.1.2 Bathymetrisches Fächerecholot HYDROSWEEP 12

4.1.3 Navigation und Positionsbestimmung 17

4.1.4 Auswertung der HYDROSWEEP-Vermessungen 17

4.2 Geräteeinsatz und Probennahme '" 17

4.2.1 Geologische Stationsarbeiten 17

4.2.2 Probennahme 18

4.2.3 Multicorer-Beprobung 20

4.2.4 Schwerelot-Kernbearbeitung 21

4.3 Stratigraphie 22

4.4 Wasserprobenentnahme fiir 8 13C-Analysen 30

4.5 Test der Festspeicher-CTD 32

4.6 Sedimentphysik 32

5. Literatur 46

6. Danksagung 46

1. Teilnehmer

Name

Andres, Hans-Georg, Dr.

Bickert, Torsten

Briick, Liane, techno Ang.

BfÜgge, Bemd

Bulsiewicz, Klans

Döscher, Hans-Joachim, techno Ang.

Erasmi, Wolfgang, Stud.

Falcao Veiga, Leticia

Flechsenhar, Kurt

Gaedicke, Christoph

Heidland, Klemens

John, Hans-Christian

Meinecke, Gernt

Mulitza, Stefan, Stnd.

Pätzold, Jürgen, Dr.

Pinck, Andreas, techno Ang.

Putzka, Alfred, Dr.

Rix, Nils, Stud.

Schultz Tokos, Kathy

Souza Dias, Roberto

Speer, Kevin, Dr.

Zangenberg, Norbert

2elck, Clementine

2enk, Walter, Dr., (Fahrtleiter)

2

Fachrichtnng

Biologie

Geologie

Geophysik

Physikal. Ozeanographie

Spurenstoffphysik

Meteorologie

Meeresphysik

Biologie

Meteorologie

Geophysik

Geologie

Biologie

Geologie

Geologie

Geologie

Meeresphysik

Spurenstoffphysik

Meeresphysik

Meeresphysik

Beobachter

Meeresphysik

Meeresphysik

Biologie

Meeresphysik

Institut

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GeoB

GeoB

IfMK

UBT

DWD

IfMK

PETROBRAS

DWD

GeoB

GeoB/AWI

BAR

GeoB

GeoB

GeoB

IfMK

UBT

IfMK

IfMK

Bras. Marine

IfMW

IfMK

BAR

IfMK

AWI Alfred-Wegener-Institut für

Polar- und Meeresforschung

Postfach 1201 61

2850 Bremerhaven 12

BAH Bundesforschungsanstalt Helgoland

clo Zoologisches Institut und Museum

Martin-Luther~King-Platz3

2000 Hamburg 13

3

DWD Deutscher Wetterdienst lfMW Institut für Meereskunde

Seewetteramt Seestr. 15

Bemhard-Nocht-Str. 76 0-2530 Rostock-Wamemünde

2000 Hamburg 36

GeoB Universität Bremen PETROBRAS Petrobras / CENPES

FB Geowissenschaften (Research & Development Center)

Postfach 33 04 40 Ilha do Fundao

2800 Bremen 33 Cidade Universitaria Q7

21910 Rio de Janeiro-RJ

Brasilien

IfMK Institut für Meereskunde UBT Universität Bremen

Universität Kiel FB Tracer-ozeanographie

Düstembrooker Weg 20 Postfach 33 0440

2300 Kiel I 2800 Bremen 33

2. Forschungsprogramm

Während des zweiten Abschnittes der :METEOR-Reise 15 wurden geowissenschaftliche Arbeiten im Rahmen

des langfristig angelegten Forschungsvorhabens des Sonderforschungsbereichs 261 der Universität Bremen zur

Rekonstruktion von Stoffaushalt und Stromsystemen im Südatlantik während des Spätquartärs durchgeführt. Es

erfolgten Probennahmen in der Wassersäule, am Meeresboden und in den obersten Sedimentschichten im

Bereich der Rio Grande Schwelle und des Hunter Kanals (Abb. I, 2). Mit den Probennahmen und Messungen

an Bord und mit der sich daran anschließenden Auswertung sollen die im folgenden aufgeführten Ziele verfolgt

werden.

Paläo-ozeanographie

Hauptziel der Untersuchungen war die Rekonstruktion der Geschichte des Bodenwasseraustausches zwischen

dem Brasilianischen und dem Argentinischen Becken während der letzten Glazial- und Interglazialzeiten.

Besonderes Interesse galt dabei der Grenze zwischen dem Antarktischen Bodenwasser und dem Nordatlanti

schen Tiefenwasser. Während der Vema Kanal als Hauptpassage für das Bodenwasser bereits intensiv geolo

gisch untersucht wurde, ist über die Stellung des Hunter Kanals bisher wenig bekannt.

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Abb.2: Ausschnitt der Fahrtroute im Bereich des Hunter Kanals mit Geologie Stationen (GeoB)

und eID-Stationen des I:tM Kiel (schwarze Punkte).

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6

Grundlage rur diese Untersuchungen ist die Erstellung einer hochauflösenden Stratigraphie fUr das Quartär mit

Hilfe der Kombination von Sauerstoffisotopen-, Bio- und Magnetostratigraphie. Wesentliche Ergebnisse zur

Rekonstruktion der Paläzeanographie werden aus der Analyse der Arten- und Isotopenzusammensetzung

benthischer Foraminiferen erwartet.

Da die Bathymetrie und die Sedimentstrukturen des Hunter Kanals nur unzureichend bekannt sind, wurden

während der Reise M 15/2 bathymetrische und sedimentechographische Vermessungen durchgefUhrt.

Sedimentphysik

Die geophysikalischen Arbeiten hatten hochauflösende Analysen der physikalischen Strukturen in den

sedimentären Ablagerungen des SüdatIantiks zum Ziel. An Bord wurden profilierende Schiffsmessungen und

Aufzeichnungen während geologischer Kernstationen durchgefUhrt. Es schlossen sich Messungen der

magnetischen Suszeptibilität, der thermischen LeiWihigkeit und der Kompressions-Wellengeschwindigkeit am

Kernrnaterial (Kemlogs) an. Die Synthese der unterschiedlichen Meßreihen soHte zusammen mit der detaillier

ten Erfassung lithologischer Parameter (Dichte, Wassergehalt, Korngrößen) und ergänzt durch ein breites

Spektrum von petrophysikalischen, spezifisch gesteins- und mineralmagnetischen Laboranalysen insbesondere

Aussagen zur räumlich-zeitlichen Entwicklung der Sedimentationsabläufe im Quartär und der sie steuernden

ozeanographischen und klimatischen Bedingungen ermöglichen.

3. Ablauf der Reise

Die Verankerungsgruppe des If1\.1 Kiel und diejenige der Woods Hole Oceanografic Institution schifften sich in

Rio 11 aus. Sie machten Platz fUr die Bremer Geologen und Tracerphysiker, die sogleich nach dem verzögerten

Eintreffen ihrer Container am 18.1. mit dem Installieren der Apparaturen begannen. Außer dem offiziellen

brasilianischen Beobachter hatte METEOR während M 15/2 eine Biologin der Firma PETROBRAS an Bord.

Am späten Nachmittag des 18.1. verließ METEOR erneut den Hafen von Rio de Janeiro und nahm die vorge

sehenen wissenschaftlichen Arbeiten südöstlich von Cabo Frio mit einem CID-Schnitt auf. Parallel zu diesen

CID-Stationen erfolgte eine großräumige Aufnahme der Planktonverteilung im Brasilstromgebiet und weiter

östlich davon.

Nach zwei weiteren Überquerungen des Vema Kanals konnte die hochaufgelöste Tiefenkarte, 'wie sie aufgrund

der HYDROSWEEP-Vermessung während M 15/1 entstanden war, vervollständigt werden (Abb. 3). In keiner

der uns vorliegenden Karten ist am Nordausgang des inneren Vema Kanals ein westwärts gerichtetes Tal

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Abb.3: Tiefenprofil entlang des Schiffskurses im Hunter-Kanal. Dreidimensionale Darstellung mit Blick nach Norden. Die Tiefendifferenzen zur 4000 m Tiefenlinie sind

senkrecht auf dem Schiffskurs aufgetragen. Im westlichen Vermessungsgebiet schneidet das Profil einen E-W verlaufenden tiefen Graben und verläßt ihn bei 300 30'S

über seinen nördlichen Hang. Östlich von 28°W verlaufen die morphologischen Strukturen etwa in Nord-Süd Richtung. Der zentrale Teil des Hunter Kanals mit

Tiefen von mehr als 4000 m befindet sich im nördlichen Profil zwischen 27°35'W und 26°54'W.

8

verzeichnet, welches bei der Vermischung von Bodenwasser nach Überfließen der Schwelle (vorläufige Tiefe

4658 m) von erheblicher Bedeutung sein dürfte.

Das Multischließnetz der Biologen, das leider während M 15/1 nicht immer zufiedenstellendgearbeitet hatte,

funktionierte wieder, nachdem die eingeflogenen Ersatzteile montiert worden waren. Zahlreiche Holes, gleich

zeitig mit dem Neustonschlitten und mit dem Schließnetz durchgeführt, trugen während M 15/2 insbesondere

zur Vervollständigung der quantitativen zoogeographischen Beschreibung des Ichthyoplanktons und ausge

wählter invertebraten im Brasilianischen Becken bei. Deutlich ließen sich Grenzen in den Artenzusammen

setzungen mit natürlichen hydrographischen Regionen korrellieren.

Leider gelang es den Geologen auf ihrer ersten Station, ODP Site 516, am 24.1. nur, Sedimentproben mit dem

Multicorer zu erhalten. Das Schwerelot drang bei drei Versuchen nicht in den Boden ein. Dieses Ergebnis kam

nicht völlig unerwartet, zumal die zugehörigen PARASOUND-Aufzeichnungen auf der Rio Grande Schwelle

"harte" Reflektoren erkennen ließen. Dieser wenig ermutigende Anfang wurde in den folgenden Tagen durch

regelmäßige Erfolge bei der Kernentnahme ausgeglichen.

METEOR arbeitete sich währenddessen in Verlängerung des großräumigen CID-Schnittes in östlicher Rich

tung zum Hunter Kanal vor. Am 26.1. erfolgte eine detaillierte HYDROSWEEP-Vermessung eines westlich

gelegenen morphologischen Einschnittes quer zur Ost-West-Ausrichtung dieses Grabens. Trotz seiner großen

Tiefe (bis zu 5130 m) besteht nach unseren HYDROSWEEP-Vermessungsergebnissen, unterstützt durch die

bodennahe Temperaturverteilung auf der CID-Station 83, an dieser Stelle kein Bodenwasseraustausch zwi

schen Argentinischem und Brasilianischem Becken.

Es schloß sich ein CID-Schnitt zur Suche nach eventuell weiteren tiefen Durchlässen im Norden des Hunter

Kanals an. Die HYDROSWEEP- und PARASOUND-Aufzeichnungen - zwischen den Stationen 87,88,89,87

wurden insgesamt 350 km vermessen - förderten immer wieder beträchtliche Ungenauigkeiten in den uns

vorliegenden Tiefenkarten zu Tage. Der hydrographische Schnitt, teilweise ergänzt durch Spurenstoff-Messun

gen der Freone 11 und 12, ergab schließlich deutliche Hinweise auf einen Bodenwasseraustausch. Dieser dürfte

allerdings von geringeren Geschwindigkeiten verursacht werden als die vergleichbaren im Vema Kanal. Die

PARASOUND-Aufzeichnungen zeigten örtlich Sedimentstrukturen mit Wellenlängen von 1-2 km und 6-20 m

Höhe, die möglicherweise Megarippeln darstellen und ein weiterer Hinweis auf die Bedeutung des Hunter

Kanals für einen nordwärts gerichteten Bodenstrom sein dürften.

Nach der Bodenproben- und Kernentnahme auf Station 88 im Südosten des Kanals und einer weiteren Detail

vermessung im Bereich zweier tiefer Nord-Süd verlaufender Rinnen, verließ METEOR am 29.1. den Hunter

Kanal. Wir alle nahmen den Eindruck mit, nur einen winzigen Teil dieses morphologisch und hydrographisch

sehr heterogenen Gebietes untersucht zu haben. Bei allen an Bord vertretenen Fachdisziplinen besteht daher

der Wunsch, die Arbeiten zu einem geeigneten späteren Zeitpunkt fortzusetzen, um nach unserer METEOR 15

9

Vorerkundung die Bedeutung der "Hunter Kanalzone" für den Bodenwasseraustausch heute und in vergange

nen geologischen Zeiträumen näher zu untersuchen.

In den folgenden Tagen lag programmgemäß der Schwerpunkt der Arbeiten in der Aufnahme eines geologi

schen Profils mit PARASOUND, Multicorer- und Schwereloteinsätzen auf einer Traverse über die östliche Rio

Grande Schwelle (Stationen 98-105). Dabei entdeckten wir am Fuße der Schwelle einen nordwärtigen Boden

strom, u.a. gekennzeichnet durch ein deutlich erhöhtes Freonsignal. Der Schluß liegt nahe, hier einen bisher

unbekannten Ausstrompfad für Bodenwasser auf seinem Weg ins Brasilianische Becken zwischen den Statio

nen 97 und 101 gefunden zu haben. Mit Station 105 konnten auch die biologischen Arbeiten planmäßig abge

schlossen werden.

Nach der zügigen und erfolgreichen Durchführung der geologischen Arbeiten im Bereich der östlichen Rio

Grande Schwelle erlaubte uns die verbleibende Zeit, eine weitere geologische Station (Nr. 106) auf einem

Plateau im Norden der Rio Grande Schwelle zu besuchen. Die Lage dieser Station wurde ferner am 3.2. als

Ausgangspunkt für einen kleinen CTD-Schnitt ins tiefe Brasilianische Becken genutzt. Am Nachmittag dessel

ben Tages verließ METEOR die Rio Grande Schwelle in nordwestlicher Richtung.

Auf der Rückfahrt wurde, wie schon zu Beginn der geologischen Arbeiten der Reise M 15/2, eine einsrundige

abschließende PARASOUND-Beobachtung auf der ODP-Bohrstelle 515 im südlichen Brasilianischen Becken

durchgeführt (Station 111). Am Nachmittag des 4.2. setzte MElEOR die Reise in Richtung Vit6rialBrasilien

fort. Den Abschluß der wissenschaftlichen Arbeiten bildete am 6.2. ein weiterer CTD-Schnitt (Stationen 112

121) zur Beobachtung des Brasilstromes am Schelfrand vor Vit6ria. MElEOR lief planmäßig am Morgen des

7.2.1991 in Vit6ria ein, wo ein Berichterstatter am nächsten Tag die Fahrtleitergeschäfte an Prof. G. Siedler

übergab.

4. Vorläufige Ergebnisse

4.1 Profilierende Schiffsmessungen

L. Brück, C. Gaedicke, K. Heidland

4.1.1 Sedimentecholot PARASOUND

Das bordeigene Sedimentecholot PARASOUND wurde während des gesamten Fahrtabschnittes routinemäßig

im 24sti,indigen Wachbetrieb betrieben. Die Darstellung der Meßdaten auf Farbbildschirmen und als

schwarz/weiß Analogschrieh auf Papier (DESO 25) erlaubt eine Übersicht und erste Bewertung der Sediment

beschaffenheit und der Sedimentationsbedingungen; sie ist für die Auswahl geeigneter Sedimentkemstationen

unverzichtbar. Der PARASOUND Schallöffnungswinkel beträgt 4° entsprechend einem Durchmesser des

10

erfaßten Meeresbodenausschnittes von etwa 7% der Wassertiefe. Die Qualität der Aufzeichnungen ist, bedingt

durch das engbÜlldelnde Lotsystem, an Hängen häufig beträchtlich vermindert.

Neben dem standardmäßigen schwarz/weiß Analogschrieb wurde ein in Bremen entwickeltes digitales Datener

fassungssystem eingesetzt. Für die Digitalisierung der phasentreuen Seismogramme werden die zwischen 2,5

und 5,5 kHz in Schritten von 0,5 kHz variablen Hauptfrequenzen mit 40 kHz abgetastet. Daraus ergibt sich bei

einem Aufzeichnungsfenster von 100 m (133 ms Laufzeit) eine Zahl von 5320 Werten je Seismogramm. Als

Datenerfassungssystem wurde eine HP 3852A Data Acquisition Unit (1 MByte Memory) verwendet, die mit

einem digitalen Voltmeter (Abtastrate 100 kHz), einem schnellen Multiplexer (24 Kanäle, 100kHz) und einem

HP-rn-Controller ausgestattet ist. Die Digitalisierung und Pufferung der Daten erfolgt im Multitasking-Betrieb,

der über einen externen Steuerrechner programmiert wird, der Datentransfer über eine eingebaute schnelle HP

rn-Schnittstelle. Als Rechner diente eine HP Vectra mit 80386/80387 Prozessor und einer Festplattenkapazität

von 100 MByte. Regelmäßig bei Erreichen der Kapazität der Festplatte wurde eine Datensicherung auf indu

striekompatible Magnetbänder durchgeführt. Ingesarnt sind 12 Magnetbänder mit je etwa 90 MByte beschrie

ben worden.

Ein wesentlicher Schwerpunkt bei der Registrierung der digitalen Seismogramme lag auf den Sedimentkern

stationen. Hier wurden die Frequenzen zwischen 2,5 und 5,5 kHz bei Pulslängen zwischen 1 und 4 Schwin

gungen systematisch variiert und jeweils über zwei Minuten aufgezeichnet. Damit sollen insbesondere die

Einflüsse von Interferenzen bei der Bildung von Reflexionssignalen untersucht werden. Weiterhin wird eine

Korrelation der prozessierten Seismogramme mit physikalischen und sedimentologischen Parametern, wie

Schallgeschwindigkeit, Wassergehalt, Porosität, Karbonatgehalt, Dichte und Korngröße des gewonnenen

Kernmaterials angestrebt. Abbildung 4 gibt einen Auszug des Frequenztestes als schwarz/weiß Analogschrieb

an der Sedimentkernstation GeoB 1314. Deutlich sind die Variationen in den Eindringtiefen und der Auflösun

gen von Reflexionsstrukturen in der oberen Sedimentsäule bei unterschiedlichen Frequenzen und Pulslängen zu

erkennen.

Um Korrelationen auch zu tieferen Sedimentschichten zu ermöglichen, wurden die Deep Sea Drilling Project

(DSDP) Bohrstationen Sites 515 im Brasil Becken sowie 516 und 517 auf der Rio Grande Schwelle angelaufen

und dort Frequenztests durchgeführt. Der fast vollständige Kerngewinn und seine hervorragende Dokumenta

tion an diesen Tiefbohrstationen wird weiteren Aufschluß über Einflüsse von Sedimenteigenschaften auf die

Seismogranune liefern und gleichzeitig eine vollständige zeitlich-stratigraphische Zuordnung ermöglichen.

Im folgenden sollen anband von PARASOUND-Analogschrieben einige vorläufige Ergebnisse diskutiert

werden..

Der Meeresboden auf der Rio Grande Schwelle erscheint als Reflektor starker Amplitude entsprechend einem

großen Impedanzkontrast zwischen Wasser und Sediment. Erwartungsgemäß ließen sich die bindigen, karbo

natreichen Sedimente hier nur schwer beproben. Einzelne Sedimentbecken mit Folgen deutlicher Reflexions

horizonte dürften mit Turbiditen gefüllt sein, die ihren Ursprung in Hochlagen der Schwelle haben.

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Abb.4: Ausschnitt aus dem PARASOUND-Analgogschrieb mit einem Frequenztest auf der Sedimentkernstation GeoB 1314 (Station 105).

12

Im nördlichen Ausfluß des Vema Kanals wurden Sedimentwellen mit Amplituden zwischen 5 und 20 m sowie

Wellenlängen von etwa 500 m beobachtet, die einen rezenten Sedimenttransport durch bodennahe Tiefenwas

serströme belegen (Abb. 5). Im Hunter Kanal zeigen Sedimentwellen ähnliche Konfigurationen, ihre regionale

Verbreitung konnte jedoch aufgrund schlechter Wetterbedingungen nicht genauer ermittelt werden.

In weiten Teilen des Brasil Beckens, bei dessen Durchquerung in Richtung Vit6ria die DSDP Bohrstation 515

angelaufen wurde, herrscht hemipelagische Sedimentation vor. Gut stratifizierte Sedimente mit leicht welliger

Topographie deuten hier auf einen geringen lateralen Sedimenttransport durch Bodenwasserströme.

4.1.2 Bathymetrisches Fächerecholot HYDROSWEEP

Während des Fahrtabschnitts M 15/2 wurden bathymetrische Meeresbodenvermessungen mit dem Fächerecho

lot HYDROSWEEP im Bereich des Vema und Hunter Kanals durchgeführt. Das HYDROSWEEP-System ar

beitete während des gesamten Fahrtabschnittes, wurde 24srundig eingesetzt und zusammen mit dem PA

RASOUND-System überwacht.

VernaKanaI

Die Vermessung des Vema Kanals, die bereits während der Reise M 15/1 durchgeführt wurde, konnte durch

zwei 5stündige Profile nach Norden erweitert werden. Wichtige morphologische Strukturen, die sich in den

südlichen Profilen gezeigt hatten, waren so nach Norden zu verfolgen. Der Abstand der Profile betrug 4 sm bei

einer Wassertiefe von 4000 m, die Geschwindigkeit des Schiffes 8 Im.

Hunter Kanal

Der Hunter Kanal bildet neben dem Vema Kanal ein Durchflußgebiet von Antarktischem Bodenwasser

(AABW) zwischen dem Argentinischen und dem Brasilianischen Becken. Der morphologisch wenig unter

suchte Hunter Kanal liegt zwischen der Rio Grande Schwelle und den westlichen Ausläufern des Mittelatlanti

schen Rückens auf 35°S. In der bathymetrischen Karte "Bathymetry ofthe South Atlantic Ocean", die 1989 von

der Geological Society of America, Boulder, Colorado, USA herausgegeben wurde, belegen nur wenige Ver

messungsprofile die Morphologie des Hunter Kanals.

Ziel der Vermessung war es, an ausgewählten Einzelprofilen die großräumige Morphologie zu prüfen und die

möglichen Durchflußgebiete des AABW zu bestimmen. Das Hauptdurchflußgebiet ist nach bathymetrischen

Karten zwischen 27° und 29°W zu erwarten. Im Osten schließen sich die westlichsten Ausläufer des MitteIat

lantischen Rückens an, und im Westen befinden sich die Erhebungen des östlichen Teils der Rio Grande

Schwelle.

Ein möglicher Durchfluß von Bodenwasser durch schmale Einschnitte in den südöstlichen Rücken der Rio

Grande Schwelle wurde am 26.1. in einer Detailvermessung bestehend aus drei N-S verlaufenden Parallelprofi-

28°12,3 S38 0 52,3 W -;;-----Q- 380 53,2 W

.~ ..

• &

500m110m

w

Abb.5: Sedimentwellen nördlich des Vema Kanals unterschiedlicher Wellenlänge und Amplitude sprechen:fiir einen Sedimenttransport durch Bodenwasserströmung.

14

len im Bereich zwischen 31°4'W - 300 52'W und 33°42'S - 34°32'S untersucht. Während die vermutete Passage

im südlichen Vermessungsgebiet nur eine Schwellentiefe von etwa 3600 m aufweist, wurde im nördlichen

Gebiet ein U-förmiger Graben mit steilen Flanken und unerwartet großer Tiefe von über 5100 m gefunden.

Zwischen beiden Strukturen befindet sich ein morphologisch unebener Rücken bei etwa 34°15'S. Erste hydro

graphische Messungen (Station 83, Profil 79) lassen einen Durchfluß von Bodenwasser an dieser Stelle jedoch

als wenig wahrscheinlich erscheinen.

Der Hunter Kanal wurde mit vier langen Einzelprofilen überfahren, die die Lage wichtiger morphologischer

Strukturen des Kanals zeigen. Das lange südostwärts gerichtete Profil weist zwischen 27°40'W - 27°30'W und

östlich von 27°30'W Tiefen von mehr als 4000 m auf. Im nordöstlichen Profil befinden sich Tiefen von mehr

als 4000 m zwischen 27°35'W - 27°54'W. Morphologisch sind dies wichtige Passagen für den Durchfluß von

Bodenwasser. Östlich der Station 87 (34°24'S, 27°56'W) zeigten sich in den langen Profilen zwei in N-S Rich

tung verlaufende tiefe Rinnen mit 4700 m Tiefe (Abb. 6a, b). Diese Rinnen bilden möglicherweise eine Ver

bindung zwischen den morphologisch bekannten, tiefen E-W - ausgerichteten Bruchzonen auf 34° und

34°40'S. Zur Prüfung wurde ein kurzes HYDROSWEEP-Profil im Norden angefügt und eine CID-Station

durchgeführt. Der Einfluß dieser Rinnen für den Durchfluß von AABW scheint von untergeordneter Bedeu

tung.

Zusammen mit den Ergebnissen des ozeanographischen CID-Schnitts bietet die bathymetrische Vermessung

einen Beitrag bei der Erstellung der Bilanz des Wassermassentransports im Hunter Kanal. In randlichen Berei

chen des Hunter Kanals zeigten sich in den PARASOUND-Aufzeichnungen schräggeschichtete Sedimentstruk

turen von 1-2 km Länge bis zu 60 m Höhe, die für weitere Interpretationen analysiert und zusammen mit HY

DROSWEEP-Vermessungen ausgewertet werden müssen.

Die heiden zuerst gefahrenen Profile auf die Stationen 87 und 88 zu (Kurs 105° und 130°) lieferten gute Er

gebnissemit fast vollständiger Fächerbreite. Die Profile auf die Station 89 und zurück auf 87 (Kurs 30° und

285°) waren weniger erfolgreich. Bei einer Dünung von 3 m und Winden der Stärke 7-8 aus NW

(Bordwetterbericht) waren die Ausfalle des HYDROSWEEP-Signals so groß, daß nur wenige Messungen

registriert werden konnten. Die Dünung darf für die HYDROSWEEP-Messungen eine bestimmte Höhe nicht

überschreiten und der Winkel zwischen Kurs- und Dünungsrichtung muß günstig sein. Eine Dünung von

steuerbord oder von achtern beeinflußt die Messungen nicht, während Dünung von vom oder von backbord

gute Messungen durch LuftblasenscWeier, die unter dem Schiffskiel an den Sendern und Empfangern der

HYDROSWEEP-Anlage entlangziehen, stört. Dieses Problem verhinderte häufig den Routineeinsatz von

HYDROSWEEP aufProfilfahrten.

Eine planmäßige Detailaufnahme eines größeren Gebietes im Hunter Kanal mit Parallelprofilen war aufgrund

des für HYDROSWEEP ungünstigen Wetters nicht möglich. Für eine umfassende Vermessung des Hunter

Kanals im Gebiet zwischen 29°W - 27°W und 34°10'8 - 35°20'S würden bei guten Seegangsbedingungen etwa

10 Meßtage benötigt.

Hunterkanal westl. Messgebiet

METEOR M 15-2HYDROSWEEP-Vermessung

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eines

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'3800 ~'1. <::5

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Geländemodell

Teilgebietes aus dem westlichen Bereich des

Hunter-Kanals nach einer Vermessung mit dem

Fächerecholot HYDROSWEEP.

Blickrichtung nach Nordwest.

Dreidimensionales

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Abb.6a:

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Teilgebietes aus dem zentralen Teil des Hunter

Kanals nach einer Vermessung mit den

Fächerecholot HYDROSWEEP.

Blickrichtung nach Nordost.

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Abb.6b:

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METEOR M 15-2HYDROSWEEP-Vermessung

Hunterkanal oestl. Messgebiet

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be60w -5000

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17

4.1.3 Navigation und Positionsbestimmung

Wesentliche Voraussetzung für eine hochauflösende Meeresbodenvermessung mit HYDROSWEEP ist die

Navigation, die die vorgegebenen Sollprofile möglichst präzise einhalten soll, und die Positionsbestimmung,

die den Tiefenvermessungen die Position zuordnet. Dafür steht mit dem Global Positioning System (GPS) ein

geeignetes System zur Verfügung, das ständig präzise Positionsbestimmungen durchführt. Der Aufbau von

GPS ist zur Zeit so weit fortgeschritten, daß fast ständig Satelliten in guter Konfiguration empfangen werden

können.

Daneben bleibt auf hoher See das Integrierte Navigationssystem INS, das mit Transit-Satelliten im

1-2srundigen Abstand Satellitenfixpositionen bestimmt, nach denen mit Kurs und Geschwindigkeit Koppelpo

sitionen ermittelt werden, eine wichtige Navigationshilfe.

4.1.4 Auswertung der HYDROSWEEP-Vermessungen

Für das HYDROSWEEP-Postprocessing ist auf der METEOR das HYDROMAP-System fest installiert. Eine

umfassende Auswertung wurde für das Meßgebiet im Vema Kanal mit HYDROMAP durchgeführt. Als Er

gebnisse liegen eine bathymetrische Karte und eine 3D-Ansicht des Vema Kanals und eine 3D-Darstellung

einer Detailvermessung im Hunter Kanal vor (Abb. 6a, b).

HYDROMAP erwartet bei der Durchführung der Vermessung eine formal korrekte Vorgehensweise, insbeson

dere bei der Anzahl der Meßabschnitte und der Tracknummerierung. Weil dieses bei vielen Vermessungen

nicht eingehalten werden kann und die Eingriffsmöglichkeiten in HYDROMAP begrenzt sind, wurden die

Originalmessungen an Bord auf der MicroVAX II des IfM: Kiel bearbeitet. Es wurde ein Programm entwickelt,

das die HYDROSWEEP-Daten vom Band liest, die Tracknummern in den Datensätzen austauscht, Meßab

schnitte zusarnmenfaßt und anscWießend die Daten wieder im HYDROSWEEP-Format auf Magnetband

schreibt.

4.2 Geräteeinsatz und Probennahme

(T. Bickert, G. Meinecke, S. Mu1itza, 1. Pätzold)

4.2.1 Geologische Stationsarbeiten

Ziel der Probennahme während dieser Reise war die Gewinnung von Sedimentkernen aus dem Bereich der Rio

Grande Schwelle und des Hunter Kanals zur Rekonstruktion der Geschichte des Wassermassenzirku1ation,

insbesondere der Tiefen- und Bodenwasserzirku1ation im Bereich des Hunter Kanals.

18

Zunächst wurde eine Probennahme im Einflußbereich des Antarktischen Zwischenwassers auf der zentralen

Rio Grande Schwelle angestrebt. Der Durchstrom des Hunter Kanals wurde mit drei Stationen südlich und

nördlich des zentralen Kanals beprobt. Die geologischen Probennahmearbeiten konzentrierten sich auf ein E-W

verlaufendes Profil bei etwa 31oS vom Brasil Becken über den östlichen Rücken der Rio Grande Schwelte in

einen nordwärts gerichteten Ausläufer des Argentinien Beckens. Zur Dokumentation der Geschichte der

Wassermassen wurden Stationen in Tiefenstufen von etwa 300 bis 400 m in Wassertiefen zwischen 2900 mund

4100 m ausgewählt. Zusätzlich konnte am nördlichen Abfall der östlichen Rio Grande Schwelle eine Sedi

mentbeprobung bei 1950 m Wassertiefe durchgeführt werden. Die gezielte Auswahl der Kernentnahmestatio

nen erfolgte nach den Ergebnissen der PARASOUND- und HYDROSWEEP-Erkundung während der Fahrt

selbst.

4.2.2 Probennahme

Die Probennahme der Sedimente erfolgte in der Kombination von Multicorer- und Schwerelot-Einsätzen. Der

Multicorer diente zur Entnahme ungestörter oberflächennaher Sedimente und das Schwerelot zur Gewinnung

von längeren Sedimentkernen. Eine Zusammenfassung der Geräteeinsätze auf den Stationen gibt Tabelle 1.

Der Multicorer erwies sich auf dieser Reise trotz schwierig zu beprobender Sedimente als zuverlässiges Pro

bennahmegerät. Er wurde jeweils mit sechs großen (0 10 cm) und vier kleinen Rohren (0 6,5 cm) bestückt.

Insgesamt 12 mal wurde dieses Gerät eingesetzt. Bei allen Einsätzen konnte Oberflächensediment gewonnen

werden. Die Eindringung betrug in der Regel 20 bis 30 cm. Auf einer Station wurde aufgrund teilweise

gestörter Sedimentoberflächen ein zweiter Geräteeinsatz durchgeführt. In den meisten Rohren blieb die Sedi

mentsäule erhalten und erlaubte die Entnahme völlig ungestörter Sedimentoberflächen. Das überstehende klare

Bodenwasser wurde zur Analyse der stabilen Isotope des gelösten Kohlenstoffs beprobt.

Das Schwerelot mit einem Gewichtssatz von 2,5 t und 6 bzw. 12 m langen Rohren gefüttert mit PVC-Linern

mit einem Durchmesser von 12 cm wurde zur Gewinnung von bis zu 9,5 m langen Sedimentkernen eingesetzt.

Vier Schwere10teinsätze auf der zentralen Rio Grande Schwelle in Wassertiefen von etwa 1000 m und 1300 m

erbrachten keinen Kerngewinn. Eine parallele Beprobung mit dem Multicorer lieferte in diesem Gebiet einen

relativ groben unverfestigten Forarniniferensand. Das Schwerelot hatte vermutlich nur geringe Eindringung in

dieses Sediment, welches beim Hieven bereits wieder ausgespült wurde.

Bei einem Schwere10teinsatz in 1950 m Wassertiefe am nördlichen Abfall der Rio Grande Schwelle knickte ein

12 m Rohr über einem 1,8 m langen Sedimentkern bei 2,5 m ab. Die Kerne dieser Reise trestanden je nach

Wassertiefe aus relativ groben, z.T. festen bindigen Sedimenten mit hohen Karbonatgehalten. An zwei Kern

stationen auf der östlichen Rio Grande Schwelle (WT 1950 und 2900 m) wurde an der Sedimentoberfläche ein

2 cm machtigter Pteropoden-Schill Horizont angetroffen. Die Längen der Sedimentkerne liegen zwischen 1,7

und 9,5 m. Insgesamt kam das Schwerelot 14mal zum Einsatz und erbrachte 57,9 m Kerngewinn.

19

GeoB-Nr. METEOR Datum Gerät Zeit Breite Länge Wasser- Kern- Bemerkungen

Nt. 1991 Boden- Nord N W8BtW tiefe gewinn

M1!5-2 berüh- Süd S OatE (m)rung

NÖRDlICHER VEMA KANAL

1301-1 ~/91 20.01. CTD 16.29 26"34.9'S 39"45.0W 4279 1. Probelauf der F8-CTD an der CTD/AC/KIEL

1302·1 88/91 21.01. CTD 03.55 27"55.0'S 38°50.2W 4244 2. Probelauf der F8-CTD an der CTD/AC/KIEL

RIO GRANDE SCHWELLE

1303-1 n/91 24.01. MG 11.04 3O"16.5'S 35°17.0W 1313 Gewinn 9/10 Rohren (Kerngewinn 5-12 cm)

1303-2 SL12 12.27 3O"16.6'S ~17.1W 1314 Fehlversuch (umgekippt)

1303-3 SL12 13.17 3O"16.7'S ~17.3W 1312 Fehlversuch (umgekippt)

1303-4 SL6 14.23 3O"16.7'S 35°17.3W 1313 Fehlversuch (umgekippt)

1304-1 78/91 24.01. SL6 23.28 31ooo.0'S 34ooo.0W 940 Fehlverauch (umgekippt)

NÖADLiCHER HUNTER KANAL.

1305-1 85/9~ 27.01. CTD 14.30 34°13.0'S 28°55.1 W 3923 3. Probelauf der F8-CTD an der CTD/AC/KIEL

SÜDLICHER HUNTER KANAL.

1306-1 88/9~ 28.01. MG 09.32 35°12.4'S 26"45.9W 4057 Gewinn 6/10 Rohren (Kerngewinn 35 cm)

1306-2 SL12 12.28 35°12.4'S 26"45.8W 4058 6,97 m Kerngewinn

1306-2 RO 14.15 35°12.2'S 26"45.5W 4056 20 Wasserproben a250 ml für Delta 13C

HUNTER KANAL

1307·1 95/9~ 30.01. SL12 01.53 SS036.1'S 2r39.9W 4017 Kerngewinn 6,n m1307-2 Me 04.36 33°36.1'S 2r39.9W 4006 Gewinn 10/10 Rohren (Kerngewinn 33 cm)1307-3 AC 05.50 SS036.2'S 2r4O.0W 4051 20 Wasserproben a250 ml für Delta 13C

OSrUCHE RIO GRANDE SCHWELLE

1308-1 96/91 30.01. MC/CTD 14.10 32"47.2'S 2r45.0W 3622 MC und Seabird F8-CTD (100 m über dem MC)

Gewinn 8/10 Rohren (Kerngewinn 28 cm)1308-2 SL12 16.40 ~47.1'S 2r45.0W 3613 Kerngewinn 3,44 m

1309-1 98/91 31.01. AC 03.25 31°4O.0'S 28°4O.0W 3961 20 Wasserproben a250 ml für Delta 13C1309-2 SL12 07.45 31°4O.0'S 28°4O.0W 3963 Kerngewinn 9,48 m1309-3 Me 09.57 31°4O.0'S 28°39.9W 3963 Gewinn 9/10 Rohren (Kerngewinn 27 cm)

131()'1 100/91 31.01. MC 17.06 31°35.3'S 28°54.2W 3346 Gewinn 8/10 Rohren (Kerngewinn 14 cm)1310-2 SL12 19.32 31°35.3'S 28°54.1W 3348 Kerngewinn 5,35 m

1311-1 101/91 01.02. SL12 01.04 31°3O.7'S 29"05.9W 2901 Kerngewinn 7,42 m1311-2 Me 03.14 31°3O.8'S 29"05.9W 2899 Gewinn 10/10 (Kerngewinn 15 cm)

1312·1 102/91 01.02 MC 11.28 31°39.7'S W39.4W 3436 Gewinn 4/10 Rohren (Kerngewinn 7 cm)1312·2 SL12 13.30 31°39.7'S W39.4W 3436 Kerngewinn 4,13 m1312·3 Me 15.30 31°39.7'S W39.4W 3436 Gewinn 5/10 Rohren (Kerngewinn 7 cm)

Tab. 1: Stationsliste der Reise M 15/2.

20

GeoB-Nr. METEOR Datum GerAt 2'.eIt 81'. Linge \Yaaser- Kern· BemerkungenNr. 1991 Boden- Nord N W8stW tiefe gewinn

M15-2 berüh- SüdS OstE (m)rung

ÖSTLICHE RIO GRANDE SCHWELLE

1313-1 103/91 01.02. MC 19.33 31"39.7'S 30"02.0W 3698 Gewinn 8/10 Rohren (KerngewInn 8 cm)1313-2 SL12 21.49 31"39.8'S 30"02.2W 3700 KerngewInn 3,73 m

1314-1 105/91 02.02. SL12 09.26 31°10.0'S 3O"55.0W 4071 KerngewInn 8,82 m

1314-2 Me 11.36 31°10.1 'S 3O"55.0W 4073 Gewinn 10/10 Rohren (Kerngewinn 16 om)1314-3 RO 11.55 310Q9.9'S 3O"55.1W 4073 20 Wasserproben a250 ml für Delta 13C

NÖRDLICHE AlO GRANDE SCHWELLE

1315-1 106/91 03.02. SL12 07.45 ~50.1'S 31"05.0W 1947 Kernrohr bei 2,50 m abgeknickt

Kern LO. (Kerngewinn 1,76 m)1315-2 MC 09.01 28°50.1'S 31"05.0W 1949 Gewinn 8/10 Rohren (Kerngewinn 10 om)

1316-1 109/91 03.02. RO 28°15.8'S 31°41.1W 4226 18 Wasserproben a250 ml für Delta 13C

Abkürzungen: ROSL6

SL12

MC

F8-CTD

Multi-Wasserschöpfer

Schwerelot 6 m Länge

Schwerelot 12 m Länge

Multicorer

Featspeicher-CTD-Sonde (Seabird)

Tab. 1: Stationsliste der Reise M 15/2, Fortsetzung.

4.2.3 Multicorer-Beprobung

Nach dem Absetzen des Multicorers an Deck wurden die Kemrohre aus dem Gerät entnommen und mit

Gummistopfen verschlossen. Nach der Beprobung des überstehenden Wassers :tUr die öl3e-Analyse wurden die

einzelnen Rohre nach folgendem Schema beprobt:

25 cm2 Oberflächensediment für Magnetik-Untersuchungen

20 cm2 Oberflächensediment Tonminerale-Analyse

10 cm2 Oberflächensediment :tUr Be/Th-Analyse

I Spritzenprobe (10 cm3) Oberflächensediment für Faunenanalysen (0-1 cm)

240 cm2 für Untersuchungen zur Verteilung benthischer Foraminiferen, Konservierung mit

Ethanol, Anfärbung mit Bengalrosa Ueweils 1 cm Scheiben von 0-10 cm, 12-13 cm, 15-16 cm)

80-160 cm2 für Radiolarien-Untersuchungen (0-1 cm), konserviert mit Methanol

25 cm2 für Diatomeen-Untersuchungen (0-1 cm)

2 Serien von Spritzenproben (a 10 cm3 für geochemische, isotopengeochemischeund faunistische

Untersuchungen (1, 4, 7 cm, usw.)

21

Smear-Slides (parallel zu Spritzenproben bei 1, 4, 7 cm, usw.)

Beutelproben für Grobfraktionsanalyse (1-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20 cm bis max. Eindring

tiefe), gekühlt bei 4°e

2 Archivkerne (06,5 cm), gefroren bei -18°e

1 Kern (0 6,5 cm), organische Geochemie, e org, gefroren bei -18°e

1 Kern (0 6,5 cm), Sedimentphysik, gekühlt bei 4°e

4.2.4 Schwerelot-Kernbearbeitung

Vor dem Einsetzen in die Schwerelot-Rohre wurden die Liner zur späteren Orientierung der einzelnen Kern

segmente mit einem Längsstrich versehen. Nach der Kernentnahme wurden die Liner in 1 rn-Stücke zerschnit

ten, an den Enden mit Kappen versehen und gemäß Abbildung 7 beschriftet. Die Sedimentkerne werden bis zur

weiteren Bearbeitung und Beprobung bei 4oe gelagert. Geplant sind sedimentologische, sedimentphysikalische,

faunistische und isotopengeochemische Untersuchungen.

Beschriften:

210

210

GeoB 1307·1 Archiv ---..

GeoB 1307·1 Work ---..

310

310

illllllll!llllllllllt:lI1

Uner

Aufsägen:

GeoB 1307-1 Archiv

1307·1 WOfk

StatIonsnummer GeoB 1307·1Kerntiefe 210· 310 cm

Markierung tOr PaJäomagnetik Graue Bereiche nicht beschriften I

Abb. 7: Beschriftungsschema fiir Linerboxen.

22

4.3 Stratigraphie

(B. Donner)

Für die vorläufige Biostratigraphie an Bord (die Bearbeitung erfolgte auf der Reise M 16/1 !) wurden aus den

geöffneten Schwerelotkernen Proben im Abstand von 5 cm (oberste 50 cm) und 20 cm (ab 50 cm Tiefe bis

Kernende) entnommen. Das Volumen betrug hierbei jeweils 2 ml. Anschließend wurden die Proben über ein

63 IJm Sieb mit Süßwasser geschlämmt, im Wärmeschrank bei ca. 60°C getrocknet und in 5 ml Glasröhrchen

abgefiillt. Die hieran gemessene Rückstandsmenge diente der Erstellung einer vorläufigen Sandfraktionskurve.

Die biostratigraphische Einstung des Probenmaterials erfolgte anband planktischer Foraminiferen der Globoro

talia menardii-Gruppe. Es handelt sich hierbei um eng miteinander verwandte tropische Arten bzw. Unterar

ten, von denen beispielsweise Globorotalia menardii menardii eine Hauptverbreitung im Atlantik im Bereich

von 200N bis 100S aufweist. Das Arbeitsgebiet lag mit ca. 300S1300W südlicher, was sich in einer verringerten

Individuenanzahl bemerkbar machte. Dennoch war die Anzahl ausreichend, um alle gezogenen Schwerelotker

ne stratigraphisch einzustufen.

Vertreter der G. menardii-Gruppe zeichnen sich dadurch aus, daß sie während der letzten Millionen Jahre

zyklisch, d.h. regelmäßig nur während der Warmzeiten auftreten. ERICSON & WOLLIN (1968) haben aus

diesen Zyklen die Stadien Z bis Q abgeleitet, wobei Stadium Z als jünstes dem Holozän entspricht. Die Stadien

Grenzen zwischen ZN (12000 Jahre b.p.), XJW (130000 Jahre b.p.), WN (185000 Jahre b.p.) und VfU

(370000 Jahre b.p.) verlaufen annähernd parallel zu den 8180-Isotopenstadiengrenzen 1/2, 4/5,6/7 und 8/9.

Als weiterer zeitlicher Marker wurde die ebenfalls planktische Foraminifere Globorotalia truncatulinoides

herangezogen. Ihr einsetzendes Auftreten kennzeichnet den übergang PliozänlPleistozän. Wurde sie nicht im

Probenmaterial angetroffen, war dies als erster Hinweis auf das Vorliegen von tertiären Sedimenten anzusehen.

In diesem Fall wurde die Probe nach weiteren Tertiär-Leitarten durchsucht (spätes Pliozän: Globorotalia

miocenica, Globorotalia tosaensis; mittleres Pliozän: Globorotalia margaritae, Globigerinoides tri/obus

fistulosus; frühes Pliozän: Globorotalia exilis).

Von den gezogenen und beprobten 10 Schwerelotkernen wiesen acht nur holozäne und quartäre Sedimente auf.

Zwei (SL GeoB 1306-1, SL GeoB 1307-1) gingen in tertiäre Sedimente über, jedoch war hier die zeitliche Ab

folge nicht kontinuierlich, d.h. das Quartär nicht vollständig bis Ende des Tertiärs vorhanden.

Die grobe Abschätzung des Erhaltungszustandes der Foraminiferen und des Anteils der Bruchstücke innerhalb

der Probe ermöglichten Rückschlüsse auf die Karbonatlösung bzw.-erhaltung. Kerne aus Wassertiefen von

3400 bis über 4000 m zeigten einen deutlichen Trend zu mittelmäßiger bis schlechter Karbonaterhaltung

(Ausnahme: SL GeoB 1314-1), in Kernen aus Tiefen von 1900 bis 3300 m war die Karbonaterhaltung mittel

bis gut. Mit zunehmender Kerneindringtiefe war die Karbonaterhaltung nicht schlechter.

23

Ergebnisse der vorläufigen Stratigraphie

SüDLICHER HUNTER KANAL

SL GeoB 1306-2 Wassertiefe: 4058 m; Länge: 6,97 m (Abb. 8)

Vertreter der G. menardii-Gruppe fehlen in den oberen 240 cm dieses Kernes vollständig, eine stratigraphische

Einstufung in Warm- und Kaltzeiten nicht erfolgen kann. G. truncatulinoides ist jedoch in Massen vertreten

(quartäre Sedimente). Tiefer als 240 cm sind G. menardii anzutreffen, dagegen fehlen ab hier jegliche

G. truncatulinoides (Hinweis auf tertiäre Sedimente). Als weiterer Hinweisfür tertiäre Sedimente finden sich in

diesen Tiefen Globorotalia margaritae und Globorotalia exilis, Leitarten des mittleren und frühen Pliozän.

Eine tiefgreüende Veränderung bei 245 cm Tiefe läßt sich auch anband der Kernbeschreibung feststellen: es

erfolgt ein plötzlicher Farbwechsel von hellbraun nach rosa.

Die Karbonaterhaltung ist mittelmäßig bis schlecht, die Sedimentationsrate kann wegen mangelnder zeitlicher

Erfassung des oberen Kernabschnittes nicht bestimmt werden.

HUNTER KANAL

SL GeoB 1307-1 Wassertiefe: 4017 m; Länge: 6,77 m (Abb.9)

Auch an' diesem Kern sind die oberen 400 cm zwar als quartäre Sedimente erkennbar (G. truncatulinoides

vorhanden), eine Unterscheidung in Warm- und Kaltzeiten in den oberen 150 cm ist jedoch wegen zu geringer

G. menardii-Anzahl nicht möglich. Tiefer als 400 cm fehlt G. truncatulinoides, dagegen tritt Globorotalia

tosaensis (Anzeigerfür spätes Pliozän) auf. Ebenso wie im südlichen Hunter Kanal müssen hier entscheidende

Veränderungen stattgefunden haben, so daß Sedimente verschiedener Stadien des Quartär nicht vorhanden sind

und gleich ein Übergang ins Tertiär erfolgt. Die Karbonaterhaltung in diesem Kern ist durchgängig schlecht,

die Sedimentationsrate kann wiederum nicht bestimmt werden.

ÖSTLICHE RIO GRANDE SCHWELLE


Die Stadien Y, X und W sind nachweisbar, d. h. der Kern ist älter als 130 000 Jahre. Das Holozän wird ledig

lich in seinen Anfangsstadien gestreift, da die erste Probennahme erst bei 4 cm Kerntiefe möglich war.

Die Karbonaterhaltung ist hier mittelmäßig bis schlecht und nimmt mit zunehmender Probentiefe ab. Die Se

dimentationsrate liegt bei durchschnittlich 1,5 cm/l000 Jahre.


Der Kern reicht zurück bis ins Warmstadium T, dessen Beginn jedoch bei 9,48 m Kernende nicht mehr mit

erfaßt wird. Während des Stadiums Y sind sogar die entsprechenden 8180-Isotopenstadien 2 bis 4 nachvoll

ziehbar. Das Alter liegt somit bei mehr als 370 000 Jahre (= Stadiengrenze VIU).

Die Karbonaterhaltung ist mittelmäßig bis schlecht, eine Abnahme mit zunehmender Eindringtiefe ließt sich

nicht nachweisen. Die Sedimentationsrate beträgt im Schnitt 1,5 cm/l000 Jahre.

GeoB 1306-2

Sandfraktion

24

Kernlänge: 6,97 m

Karbonaterhaltung

Wassertiere: 4058 m

G. menardii Zonierung

wenig viel schlecht gut selten hoeufig Ericson & Woliir

200

E 400U

c

(j)'+-

(j) 600

C'-(j)

~

800

Quartaer

Pliozaen

Abb.8: Anteile der Sandfraktion, Karbonaterhaltung und stratigraphische Einstufung des SL-Kems GeoB 1306-2.

GeoB 1307-1

Sandfraktion

Kernlänge: 6,77 m

Karbonaterhaltung

Wassertiere: 4017 m


wenig viel schlecht gut selten hoeufig Ericson & Wollir

200

E 400U

c

QJ'+-

QJ 600

C'-QJ~

Quartaer

Pliozaen

Abb.9: Anteile der Sandfraktion, Karbonaterhaltung und stratigraphische Einstufung des SL-Kems GeoB 1307-1.

GeoB 1308·2

Sandfraktion

25

Kernlänge: 3,44 m

Ka rbonaterhaltung

Wassertiere: 3613 m


wenig viel schlecht gut selten haeufig Ericson & Wollin

x

w

Abb. 10: Anteile der Sandfraktion, Karbonaterhaltung und stratigraphische Einstufung des SL-Kerns GeoB 1308-2.

GeoB 1309·2

Sandfraktion

Kernlänge: 9,48 m

Karbonaterhaltung

Wassertiere: 3963 m



E 400U

C

QJ4-

QJ 600+-'CL

QJy:

800

y

x

w

v

u

T


26


Dies ist ein Kern, an dem die Ergebnisse der G. menardii-Verteilung keine eindeutige stratigraphische Einstu

fung zulassen. Lediglich der Beginn des Holozäns ist klar einzustufen. Jedoch bereits der Verlauf innerhalb des

Stadiums Y und der Übergang nach X können mehrfach gedeutet werden, so daß vorangehende Stadien nicht

zuzuordnen sind. Dementsprechend kann keine Sedimentationsrate ermittelt werden. Die Karbonaterhaltung ist

fast durchweg mittelmäßig mit einem leichten Trend zu schlechterer Erhaltung zum Kernende hin.


Hierbei handelt es sich um den flachsten Kern der östlichen Rio Grande Schwelle. Die Karbonaterhaltung ist

erwartungsgemäß mittel bis gut, und es erfolgt auch keine Verschlechterung der Erhaltung zum Kernende hin.

Der Kern läßt eine Abfolge der Warm- und Kaltzeiten zurück bis ins Stadium T erkennen. Er ist einer der älte

sten gezogenen quartären Kerne, älter als 370000 Jahre (= Stadiengrenze VfU). Die Sedimentationsrate liegt

bei ca. 1 cm/1000 Jahre.


Dieser Kern kann bis an den Beginn des Stadiums V zurückverfolgt werden. Die Karbonaterhaltung ist durch

gängig mittelmäßig. Die Sedimentationsrate beträgt durchschnittlich 1 cm/1000 Jahre.

SL GeoB.1313-2 Wassertiefe: 3700 m; Länge: 3,74 m (Abb. 15)

Die Stadien Z bis V und das auslaufende U sind in diesem Kern gut erkennbar (älter als 370 OOOJahre). Die

Karbonaterhaltung ist überwiegend mittelmäßig. Die Sedimentationsrate liegt bei durchschnittlich

1 cm/1000 Jahre.


Dieser Kern reicht zurück bis ans Ende von Stadium T (älter als 370000 Jahre; = Stadiengrenze VfU). Inner

halb des Kaltstadiums W ist ein kurzer sprunghafter Anstieg an G. menardii zu verzeichnen, in einem Ausmaß,

wie er während einer Kälteperiode nicht auftreten dürfte. Klärung gibt die Kernbeschreibung: bei der betreffen

den Tiefe um 340 cm stören Turbidite die "normale" zeitliche Abfolge.

Die Karbonaterhaltung ist im Normalfall mittelmäßig bis schlecht. In den Kernabschnitten, in denen sie als

"gut" bezeichnet wird, ist die Formaniniferenzusammensetzung eine andere als in den übrigen Tiefen. Die

Individuenzahl steigt an diesen Tiefen enorm an, jedoch handelt es sich durchweg um sehr viel kleinere Orga

nismen, die erst bei 63facher Vergrößerung (nicht wie sonst üblich bei 25facher) bestimmt werden können. Die

Sedimentationsrate beträgt durchschnittlich 1,5 cm/1000 Jahre.

NÖRDLICHER RIO GRANDE-RÜCKEN


Dieser kurze Kern erreicht lediglich das Stadium X (älter als 13 OOOJahre). Die Karbonaterhaltung ist erwar

tungsgemäß gut (flache Station!). Die Sedimentationsrate liegt bei ca. 1 cm/1000 Jahre.

GeoB 1310-2

Sandfraktion

27

Kernlänge: 5,26 m

Ka rbonaterhaltung

Wassertiere: 3348 m


wenig viel schlecht gut selten hoeufig Ericson & Wollin

--- 1=_= _?

?

?

------;;>-------


GeoB 1311-1

Sandfraktion

Kernlänge: 7,37 m

Ka rbonaterhaltung

Wassertiere: 2901 m


wenig viel schlecht gut selten hoeufig Ericson & Wollin

200

800

x

wv

u

T


GeoB 1312·2

Sondfraktion

28

Kernlänge: 4,08 m

Ko rbonoterholtung

Wassertiere: 3436 m

G. menordii Zonierung

wenig viel schlecht gut selten haeufig Erieson & Wollin

y

xw

v

Abb. 14: Anteile der Sandfraktion, Karbonaterhaltung und stratigraphische Einstufung des SL-Kems GeoB 1312-2.

GeoB 1313·2

Sondfraktion

Kernlänge: 3,74 m

'. Ko rbonoterholtung

Wassertiere: 3700 m

G. menordii Zonierung


x

w

v


GeoB 1314-1

29

Kernlänge: 8,82 m Wassertiere: 4071 m

Sandfraktion Ka rbonaterhaltung G. menardii

wenig viel schlecht gut selten haeufig

Zonierung

Ericsan & Wollin

y

x

w

v

u

T


GeoB 1315-1 Kernlänge: 1,76 m Wassertiere: 1947 m

Sandfraktion Karbonaterhaltung G. menardii

wenig viel schlecht gut selten haeufig

Zonierung

Ericson & Wollin

y

x


30

4.4 Wasserprobenentnahme für ö13C - Analysen

(T. Bickert)

Grundlage fiir paläozeanographische Rekonstruktionen ist das Abbild der heutigen ozeanischen Zirkulation im

Sediment. Als ein Informationsträger wird dafiir das l3C/l2C - Verhältnis benutzt, gemessen an gelöstem

Kohlenstoff im Wasser bzw. am Karbonat von Foraminiferenschalen im Oberfachensediment.

Es wurde an jeder Kernstation aus den Multicorer-Rohren das klare, über dem Sediment stehende Bodenwasser

beprobt (Tab. 2). Zusätzlich erfolgte an fünf Stationen im Bereich des Hunter Kanals und der östlichen Rio

Grande Schwelle eine Wasserentnahme aus der Rosette des I:tM: Kiel aus jeweils 20 ausgewählten Wassertiefen

(Tab. 3). -Jeweils 250 ml Wasser wurden blasenfrei in Braunglasflaschen abgefüllt, mit 1 ml gesättigter HgCI2

Lösung vergiftet und die zugeschraubten Flaschen anschließend mit flüssigem Wachs gasdicht versiegelt. Bis

zur Weiterverarbeitung der Proben im Labor - Extraktion und Reinigung des gelösten CO2 aus dem Wasser

unter Vakuum und anschließende massenspektrometrischer Isotopenbestimmung - werden die Proben bei 4oegekühlt gelagert.

GeoB-Nr. METEOR Datum Proben- zelt Breite Länge w...,- BemerkungenNt. 1991 nummer Boden- Nord N W8stW tiefe

M15-2 beruh- Süd 8 OstE (m)rung

MULTICORER - PROBEN

1303-1 077/91 24.01. 01 11.04 30"16.6'8 35°17.0W 1313 Rohr 702 Rohr 7

1306-1 088/91 28.01. 03 09.32 35°12.4'8 ~45.9W 4050 Rohr 104 Rohr 1

1307-2 095/91 30.01. 05 04.36 33°36.1'8 2r39.9W 4010 Rohr 106 Rohr 1

1308-1 096/91 3O.Q1. 07 14.10 ~47.2'8 2r45.0W 3618 Rohr 108 Rohr 1

1309-3 098/91 31.01. 09 09.57 31°40.0'8 28°39.9W 3963 Rohr 110 Rohr 1

1310-1 100/91 31.01. 11 17.06 31°35.2'8 28°54.1W 3347 Rohr 112 Rohr 1

1311-2 101/91 01.02. 13 03.14 31°30.7'8 ~.9W 2899 Rohr 114 Rohr 1

1312-1 102/91 01.02 15 11.28 31°40.0'8 W39.6W 3436 Rohr 716 Rohr 7

1313-1 103/91 01.02. 17 19.33 31°39.7'8 3Q001.9W 3698 Rohr 718 Rohr 7

1314-2 105/91 02.02. 19 11.36 31°10.1 '8 3O"55.0W 4072 Rohr 120 Rohr 1

1315-2 106/91 03.02. 101 09.01 28°50.2'8 31005.0W 1948 Rohr 1102 Rohr 1

Tab. 2: Multicorer-Stationen der Wasserprobenentnahme fiir 813C-Analysen.

31

GeoB Nr. METEOR Pr. AC Druck GeoB Nr. METEOR Pr. AC Druck GeoB Nr. METEOR Pr. AC DruckNr. Nr. Nr. (db) Nr. Nr. Nr. (db) Nr. Nr. Nr. (db)

M15-2 M15-2 M15-2

1306-2 88/91 21 01 4068.5 1307-3 95/91 41 01 4053.0 1309-1 98/91 61 01 4020.4

22 03 3896.8 42 02 3932.0 62 03 3694.0

23 04 3700.1 43 03 3698.0 63 04 3495.9

24 05 3498.8 44 05 3498.0 64 05 3202.3

25 07 2899.6 45 06 3199.0 65 06 2901.9

26 06 2599.3 46 07 2996.0 66 07 2588.3

27 09 2296.9 47 - 67 08 2293.1

28 10 2102.3 48 10 2099.8 68 09 2101.0

29 11 1904.0 49 11 1890.0 69 10 1897.9

30 12 1704.9 50 12 1699.8 70 11 1699.5

31 13 1499.9 51 13 1499.6 71 12 1499.8

32 15 1202.9 52 15 1199.9 72 13 1352.3

33 17 902.1 53 17 900.6 73 14 1199.3

34 18 750.7 54 18 749.0 74 15 1049.8

35 19 600.4 55 - 75 16 900.1

36 20 436.3 56 20 449.9 76 18 599.4

37 21 301.6 57 21 300.1 77 20 299.7

38 22 202.6 58 22 199.4 78 21 199.7

39 23 101.0 59 23 99.6 79 22 99.4

40 24 29.8 60 24 33.0 80 23 24.8

GeoB Nr. METEOR Pr. RO Druck GeoB Nr. METEOR Pr. RO Druck

Nr. Nr. Nr. (db) Nr. Nr. Nr. (db)

M15-2 M15-2

1314-3 105/91 81 01 4088.9 1316-1 109/91 103 01 4290.0

82 03 3900.0 104 03 4099.2

83 04 3648.3 105 04 3900.2

84 05 3403.2 106 05 3699.7

65 06 3150.6 107 07 3299.8

86 07 2897.6 108 10 2700.4

87 08 2600.4 109 11 2397.5

86 09 2298.5 110 12 2096.1

89 10 1998.7 111 13 1795.9

90 12 1649.0 112 14 1498.3

91 14 1247.4 113 16 1096.6

92 15 1001.3 114 18 600.7

93 17 729.5 115 19 649.3

94 18 648.0 116 20 500.2

95 19 550.8 117 21 350.0

96 20 400.0 118 22 199.7

97 21 198.4 119 23 99.2

98 22 148.5 120 24 25.3

9923 79.9100 24 29.4

Tab. 3: Rosetten-Stationen der Wasserprobenentnahme :für S13C-Analysen.

32

4.5 Test der Festspeicber-CTD

(T. Bickert)

Der von physikalischen Ozeanographen des I:fM Kiel und von Geowissenschaftlern der Universität Bremen

gemeinsam durchgefiihrte Fahrtabschnitt bot die gute Gelegenheit, die von der Arbeitsgruppe Meeresgeologie

neu angeschaffte Festspeicher-CTD Seacat SBE 19-02 der Firma Sea-Bird Electronics Inc. auf ihre Leistungs

fähigkeit hin zu überprüfen. Diese Sonde ist ausgerüstet mit einem Drucksensor (0-6800 m), einer Leitfähig

keitszelle (0-7 S/m), einem Temperaturfiihler (-1 - +310c) und einem Sensorfür gelösten Sauerstoff. Die Daten

werden zeitgesteuert mit einer vorzuwählenden Meßfrequenz von 2/n Hz in einer 256 kByte-Speichereinheit

(entspr. 28800 Meßzyklen) binär abgelegt und anschließend über eine serielle Schnittstelle ausgelesen. Das

Software-Paket Seasoft 3.4 erlaubt dann die Umwandlung der Rohdaten in das ASCII-Format bei gleichzeitiger

Interpolation der Daten auf 5 dbar-Intervalle.

Zum direkten Vergleich mit der Kieler CTD Mark III wurde die Festspeicher-CTD an der Rosette des I:fM

befestigt. Die insgesamt 5 Testprofile ergaben eine gute Übereinstimmung der gemessenen Werte. Die Abwei

chung der Druckwerte - verglichen über die Messungen zu jeweils gleichen Zeiten - lag innerhalb der :für den

Seacat angegebenen Genauigkeit von 0,5% des gesamten Druckbereichs, nachdem der durch den Einschaltvor

gang bedingte Offset von -13,5 dbar (nach etwa 120 sec) auf 0 dbar korrigiert wurde. Eine Temperaturabhän

gigkeit des Drucksensors konnte nach einem Sondertest (Abb. 18) ausgeschlossen werden.

Die Temperatur- bzw. Salinitätsabweichung der Festspeichersonde waren im Mittel kleiner als 0,02°C bzw.

0,008°/00 Salzgehalt. Größere Schwankungen von bis zu 0,15°C (Abb. 19) bzw. 0,12°/00 traten vor allem in den

Profilabschnitten mit großen Gradienten auf, möglicherweise infolge der geringen Drucksensorabweichungen.

Die Sauerstoffwerte des Seaeat stimmten überraschend auf ± 0,5 mlIl mit den von Mitarbeitern des IfM: Kiel

titrierten Sauerstoffgehalten überein. Dabei ist jedoch mit zunehmender Alterung des Sensors mit einer schnell

größer werdenden Abweichung zu rechnen, die ständig Nachkalibrierung erfordert.

Das Festspeicher-CTD soll auf künftigen Expeditionen routinemäßig die geologische Probennahme mit oze

anographischen Daten unterstützen. Die Sonde wird dabei, um zusätzliche Stationszeit zu sparen, etwa 100 m

über Multicorer, Kastengreifer oder Multinetz an den Draht angeklemmt. Das Verfahren wurde an einer Sta

tion erfolgreich getest.

4.6 Sedimentphysik

U. Bleil, L. Brück, F. Pototzki

Sedimentphysikalische Analysen des M 15/2 Kemmaterials aus dem Gebiet der Rio Grande Schwelle wurden

während des späteren Fahrtabschnittes M 16/1 an Bord von FS METEOR durchgefiihrt. Sie urnfaßten folgende

Arbeiten:

33

-15o

-10

Pressure (dbars)

-5 o 5

I---T

---P

I

100

200

400

300

500

10 20 30

Temperature rC)

40 50

Abb.18: Test der Temperaturabhängigkeit des SBE 19-2 Drucksensors.

GeoB 1305CTD - Ver,leich

........-------~_----....:=---------~I0.2 I

0.15

0.1-ta....0.05

rrlcarnI 0

1-41-41-4

~-0.05

""'"M - -0.1Eot11I

-0.15~......Q

-0.2

-0.25

-0.3 .0 1 2 3 4,

(Tausender)preaure ldbarl

Abb. 19: Vergleich der Temperaturprofile von Mark III und SBE 19-2 auf Station GeoB 1305 (Station 85).

35

Messung der Kompressionswellengeschwindigkeit,

Messung der elektrischen Leitfähigkeit,

Messung der magnetischen Suszeptibilität,

Beprobung für paläo- und gesteinsmagnetische Untersuchungen.

Für Einzelheiten der verwendeten Meßverfahren und -apparaturen sowie der Methoden zur (vorläufigen)

Datenauswertung wird auf die Fahrtberichte M 16/1 und M 16/2 verwiesen.

Die Meßreihen der Kompressionswellengeschwindigkeit, der aus der elektrischen Leitfahigigkeit bestimmten

Dichte und der magnetischen Suszeptibilität sind in den nachfolgenden Abbildungen als Tiefenprofile der

einzelnen Schwerelotkerne dargestellt. Dabei blieben solche Daten grundsätzlich unberücksichtigt, die auf

grund teils identifizierter, teils noch näher zu klärender meßtechnischer Probleme nicht als hinreichend gesi

chert gelten können oder für die eine weitergehende, detaillierte Auswertung erforderlich ist. Zur Skalierung

der Abbildungen (Abb. 20-29) wurden einheitlich minimale Werte von 1450 m/s für die Kompressionswellen

geschwindigkeit, von 1400 kg/m3 für die Dichte und von ±O·lO-6 für die magnetische Suszeptibilität festgelegt.

Der dargestellte Meßbereich ist dem jeweiligen Variationsintervall der einzelnen Parameter in den verschiede

nen Kernen angepaßt. Alle Meßdaten sind in SI Einheiten angegeben. Bedingt durch zeitweilige apparative

Schwierigkeiten konnten Messungen der Dichte nur für die Schwerelotkerne 1306-2 (Abb.20), 1307-1

(Abb. 21) und 1308-2 (Abb. 22) durchgeführt werden.

Im Vergleich zu den während der vorhergehenden Jahren untersuchten Sedimenten des östlichen Südatlantik

zeigen die gemessenen physikalischen Parameter des Kemmaterials aus dem Gebiet der Rio Grande Schwelle

teilweise auffällige Besonderheiten. Für die typisch pelagischen Ablagerungen unterschreitet die Dichte in

keinem Fall den relativ hohen Wert von 1400 kg/m3, andererseits sind Werte über 1550 kg/m3 die Ausnahme.

Die Variationen der Kompressionswellengeschwindigkeit bleiben im wesentlichen auf etwa 1500 bis 1650 m/s

beschränkt; eine systematische Abhängigkeit von der Wassertiefe ist nicht erkennbar. Für die magnetische

Suszeptibilität ergeben sich ausschließlich positive, wiederum relativ hohe Werte zwischen einigen 10,5 bis

10-4 SI, die im Mittel mit zunehmender Wassertiefe eine leicht ansteigende Tendenz aufweisen.

Auffälligstes Merkmal der Kernlogs aller gemessenen physikalischen Parameter sind mehr oder minder deutli

che zyklische Änderungen, für die sich in den Kernbeschreibungen allerdings keine unmittelbare Erklärung

findet. Auch ist offensichtlich keine einfache systematische Korrelation von Phasen und Amplituden dieser

Variationen zwischen den unterschiedlichen physikalischen Parametern gegeben.

Die Amplituden sind in der magnetischen Suszeptibilität ganz besonders klar ausgeprügt. Auf ihrer Basis

erscheint eine regionale Korrelation der Schwerelotkerne aus Wassertiefen oberhalb von etwa 3900 m im

Gebiet der östlichen (1308-2, Abb. 22; 1310-2, Abb.24; 1311-1, Abb. 25; 1312-2, Abb. 26; 1313-2, Abb. 27)

und nördlichen (1315-1, Abb. 29) Rio Grande Schwelle möglich, die im Mittel auf eine Zunahme der spätquar

tären Sedimentationsraten mit größeren Wassertiefen deuten.

SL 1306-2

600

100

200

Illtllllltllllllllllllltllllllllllllllllll!llt 0o 1 I ! ! I I J I l l I j t

600

700 I! , , , 1 ! ! , , , , ! I I I , , ! , I ! , ! I IJllllllIIJIIIIII!!I!!IIII!!IIIIIIIII!I!!11!11700

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0l(j 0 lD 0 0 l(j 0 lD 0 l(j 0 0 0 0~ l(j lD 'l:> ~ ~ l(j lD 'l:> t.O ....... C\l .C'j ...q<- - - - - ....... - - - -Vp (mjs) Dichte (kgjm3 ) Suszeptibili taet (10E-6 SI)

Abb.20: Sedimentphysi.k.a1ische Parameter des SL-Kems 1306-2.

100

200

--5300 t- ) -j C- e:- -:::J [- ~ -1300'-'

(J,).....;:::l(J,)....,

I() ~ 400 t:- .cd -j t- (- -:::J t:-- --=::-- -1400('f"l l-< -=(J,)

::.::::

500 r- ) . -j I- '----- ~ I-- --s--... ---l 500

SL 1307-1

100

--= =1 600

I t 1IIIlIIIIIIIIIIIIIIII' 11' [1110o I I I Li I I I I , I I I I I I I I II

100

600

200@~ ] f~ ] n ]200

--5300 t- I -j c- ~ -j r-'" --1300'-'

iJ.)'+-<;jiJ.)

~ 400 E- ~ -j E- ~ -j E-? -j400w

~-..J

iJ.)

~

500 r- \ -j r-~ -j 1-) -i 500

700 I I I I 11I I ! I I I I I ! I I I I ! 1I " I I I I I I I I I I I I I I I I II11 I1 I III I1 I!I 11I I I I I I II! 1'11'7000 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0lC? lO lC? lO lO 0 lO 0 lO 0 0 0'::i" lO ~ l'- co "<t' "<t' lO lO 0 0 0M ~ M M ~ M ~ M M M C\1 C":I

Vp (m/s) Dichte (kg/m3 ) Suszeptibilitaet (10E-6 SI)

Abb.21: Sedimentphysikalische Parameter des SL-Kems 1307-1.

SL 1308-2

100

300

1I1I111II1111111I1111I11111111 iO0, I I I I I I I I I I I I I I I

100

400 I , , I I I , , ! ! J II!!!! I!!! II! II!!! I! ll! 11111111400

0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0l!? 0 l!? 0 0 l!':i 0 l!':i 0 0 0 0-.:t' l!? l!? e.o -.:t' -.:t' l!? l!':i e.o ...... C\l C"')...... ..-4 ...... ...... ...... ...... ...... ...... ......Vp (m/s) Dichte (kg/m3 ) Suszeptibilit~et (lOE-6 SI)

300

---Sü

'-"

Cl)

'E 200 I ~ .--j t- ~ --j t- ~ -1200Cl)

00~

~M~Cl)

::.::


oo..,j<

ooC"j

o 0o 0.-t C\I

@11111111111111111111111111111111111111111111183 1000ool(j

o

Suszeptibilitaet (10E-6 SI)

Sedimentphysikalische Parameter des SL-Kerns 1309-2.

10000 0 0 0 0 0Uj 0 Uj 0 l(j 0"'<t' Uj Uj ~ 1:0 i"-M M M M M .-t

Vp (m/s)

Abb.23:

8L 1309-2

0 0

100 100

200 200

300 300

-...400S 400

c..>'-"

Q)

500 t=- -:::j I I .!=- ~ -3500'+-t <;jQ)

...,J

600 ~c=

~ I I ~ :::== ~600wi=1 z c \0... 1"Q)

~

700 700

800 800

900 900

SL 1310-2

500

100

ooC":>

ooC\l

oo......

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Abt>. 24: SOOimentphysiJailische Parameter des SL-Kems 1310-2.

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Sedimentphysikalische Parameter des SL-Kems 1311-1.

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Vp (m/s) Suszeptibilitaet (lOE-6 SI)


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46

Die Schwerelotkerne aus Wassertiefen unterhalb von etwa 3900 m können derzeit ohne weitergehende Infor~

mationen nicht in dieses Schema einbezogen werden. Im Gebiet der östlichen Rio Grande Schwelle (1309-2,

Abb. 23; 1314-1, Abb. 28) sind mehrere Turbidite mit Mächtigkeiten zwischen etwa 10 bis über 100crn in die

Sedimentfolgen eingeschaltet. Dabei handelt es sich im wesentlichen um Foraminiferen-Sande, wie sie ähnlich

in der DSDP Bohrung 518 im Vema Kanal beschrieben wurden. In den physikalischen Parametern zeichnen

sich diese Turbidite durch drastisch erhöhte Kompressionswellengeschwindigkeiten um 1650 m/s und markan

te Minima der magnetischen Suszeptibilität aus.

Im unteren Teil des Schwerelotkerns 1307~1 (Abb. 21) aus dem Hunter Kanal wurden zwei wenige cm rnächti~

ge vulkanische Aschelagen identifiziert. Die magnetische Suszeptibilität erreicht hier mit 3.10-3 SI einen ma

ximalen Wert, wie er für basaltische Gesteine typisch ist, und mit nahezu 1900 m/s wurde auch die größte

Kompressionswellengeschwindigkeit aller Sedimente dieses Fahrtabschnittes gemessen. Die beiden Aschelagen

werfen nicht zuletzt deshalb interessante Fragen auf, weil sie weder in einem der anderen Schwerelotkerne

noch in einer der DSDP Bohrungen dieses Gebietes beobachtet wurden. Aufgrund der relativ weit östlichen

Lage der Kemstation 1307 dürfte als Quelle eine ozeanische Insel (Tristan da Cunha ?) wahrscheinlich sein.

5. Literatur

ERICSON, D.B. & G. WOLLIN (1968): Pleistocene climates and chronology in deep-sea sediments. -Science,

162, 1227-1234.

6. Danksagung

Im Namen aller wissenschaftlicher Teilnehmer möchten wir uns sehr herzlich bei Kapitän Bruns und seiner

Besatzung für die ausgezeichnete Zusammenarbeit, für ihre Geduld und für die gute Atmosphäre an Bord

bedanken. Der Dank geht aber auch an die Mitarbeiter der Leistelle METEOR, der Deutschen Forschungs

gemeinschaft und des Bundesministeriums für Forschung und Technologie und nicht zuletzt an die Kollegen

daheim, die vor und während der Reise wichtige Unterstützung gegeben haben.

In dieser Reihe bereits erschienen:

Nr. 1 Wefer, G., E. Suess und Fahrtteilnehmer

Bericht über die POLARSTERN-Fahrt ANT IV/2, Rio de Janeiro - Punta Arenas,

6.11. - 1.12.1985.

60 Seiten, Bremen, 1986.

Nr.2 .

Nr.3

Nr.4

Nr.5

Nr.6

Nr.7

Nr.8

Hoffmann, G.

Holozänstratigraphie und Küsteniinienvedagerung an der andalusischen

Mittelmeerküste.


Wefer, G., U. Bleil, P.J. Müller, H.D.Schulz, W.H. Berger, U. Brathauer, L. BfÜck,

A. Dahmke, K. Dehning, M.L. Duarte-Morais, F. Fürsich, S. Hinrichs, K. Klockgeter,

A. Kölling, C. Kothe, J.F. Makaya, H. Oberhänsli, W. Oschmann, J. Posny, F. Rostek,

H. Schmidt, R. Schneider, M. Segl, M. Sobiesiak, T. Soltwedel, V. Spieß

Bericht über die METEOR-Fahrt M 6/6, Libreville - Las Palmas, 18.2. - 23.3.1988.


Wefer, G., G.F. Lutze, T.J. Müller, O. Pfannkuche, W. Schenke, G. Siedler, W. Zenk

Kurzbericht über die METEOR-Expedition Nr. 6, Hamburg - Hamburg,

28.10.1987 - 19.5.1988.


Fischer, G.

Stabile Kohlenstoff-Isotope in partikulärer organischer Substanz aus dem

Südpolarmeer (Atlantischer Sektor).


Berger, W.H. und G. Wefer

Partikelfluß und Kohlenstoffkreislauf im Ozean.

Bericht und Kurzfassungen über den Workshop vom 3.-4. Juli 1989 in Bremen.


Wefer, G., U. Bleil, R.D. Schulz, W.H. Berger, T. Bickert, L. BfÜck, U. Claussen,

A. Dahmke, K. Dehning, Y.H. Djigo, S. Hinrichs, C. Kothe, M. Krämer, A. Lücke,

S. Matthias, G. Meinecke, H. Oberhänsli, J. Pätzold, U. Pflaumann, U. Probst,

A. Reimann, F. Rostek, H. Schmidt, R. Schneider, T. Soltwedel, V. Spieß

Bericht über die METEOR - Fahrt M 9/4, Dakar - Santa Cruz, 19.2. - 16.3.1989.


Kölling, M.

ModelIierung geochemischer Prozesse im Sickerwasser und Grundwasser.


NT. 9

NT. 10

Nr. 11

Nr.12

Nr.13

Nr.14

Nr. 15 .

Nr.16

Heinze, P.-M.

Das Auftriebsgeschehen vor Peru im Spätquarilir.


WiHems, H., G. Wefer, M. Rinski, B. Donner, H.-J. Bellmann, L. Eißmann,

A. Müller, B.W. Flemming, H.-C. Höfle, J. Merkt, H. Streif, G. Hertweck,

H. Kuntze, J. Schwaar, W. Schäfer, M.-G. Schulz, F. Grube, B. Menke

Beiträge zur Geologie und Paläontologie Norddeutschlands: Exkursionsführer.


Wefer, G., N. Andersen, U. Bleil, M. Breitzke, K. Dehning, G. Fischer, C. Kothe,

G. Meinecke, P.J. Müller, F. Rostek, J. Sagemann, M. Scholz, M. Segl, W. Thiessen

Bericht über die METEOR-Fahrt M 12/1, Kapstadt - Funchal, 13.3.1990 - 14.4.1990.


Dahmke, A., H.D. Schulz, A. Kölling, F. Kracht, A. Lücke

Schwermetallspuren und geochemische Gleichgewichte zwischen Porenlösung und

Sediment im Wesermündungsgebiet.

BMFT-Projekt MFU 0562, Abschlußbericht.

Bremen, Februar 1991.

Rostek, F.

Physikalische Strukturen von Tiefseesedimenten des Südatlantiks und ihre Erfassung in

Echolotregistrierungen.


Baumann, M.

Die Ablagerung von Tschemobyl-Radiocäsium in der Norwegischen See

und in der Nordsee.


Kölling, A.

FfÜhdiagenetische Prozesse und Stoff-Flüsse in marinen und ästuarinen Sedimenten.

140 Seiten, Bremen, Mai 1991.

SFB 261 (Hrsg.)

1. Kolloquium des Sonderfofschungsbereichs 261 der Universität Bremen

(14.Jurn 1991): Der Südatlantik im Spätquartär: Rekonstruktion von Stoff

haushalt und Stromsystemen. Kurzfassungen der Vorträge und Poster.

66 Seiten, Bremen, Juni 1991.

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aus dem Fachbereich Geowissenschaften der Universität Bremenelib.suub.uni-bremen.de/ip/docs/00010167.pdf · Biologie Geologie Geologie Geologie Meeresphysik Spurenstoffphysik Meeresphysik