english version
English Page

 
 
 
 
 
TERTIÄRE  SEDIMENTE  AUF  DEM  KAINAN  MARU  SEAMOUNT  UND  DEM  NÖRDLICHEN  GUNNERUSRÜCKEN,  SÜDLICHER  INDISCHER  OZEAN 
 
 

Prof. Dr. Werner Ehrmann

Dr. Claus-Dieter Hillenbrand
Alfred-Wegener-Institut für Polar- und Meeresforschung, Bremerhaven


 
Hintergrund:
In diesem Projekt wurde die tertiäre Geschichte der Antarktis mit Hilfe von Sedimenten vom Kainan Maru Seamount und dem nördlichen Gunnerusrücken im südlichsten Indischen Ozean rekonstruiert. Die Zusammensetzung der Sedimente wurde untersucht, um Aufschlüsse über das Klima der Vorzeit, die antarktische Vereisungsgeschichte, die Paläo-Ozeanographie, die Transportprozesse und die Ablagerungsbedingungen zu erhalten. Das Arbeitsgebiet liegt zum einen nahe genug an der Antarktis, um die dort ablaufenden Prozesse in Sedimenten zu dokumentieren, zum andern aber weit genug von der Antarktis entfernt, um eine Datierung der Sedimente mit Hilfe von Biostratigraphie und Paläomagnetik zu erlauben (Abb. 1). 

 
 
Untersuchungen:
Während der Expedition ANT-VIII/6 des Forschungsschiffes "Polarstern" konnten tertiäre Sedimente an Erosionsstrukturen am Kainan Maru Seamount und am nördlichen Gunnerusrücken mit dem Kolben- und Schwerelot beprobt werden (Abb. 1). Die untersuchten Sedimente dokumentieren die Zeitintervalle 30,1-29,0 Ma (Unteroligozän), 14,1-12,8 Ma (Mittelmiozän), 8,8-6,5 Ma (Obermiozän) und 5,1-2,7 Ma (Pliozän). Bei unseren Untersuchungen wird besonderes Gewicht auf die Korngrößenverteilung und die Zusammensetzung der Tonmineralfraktion gelegt. 

 
 

Abb. 1: a Lage des Arbeitsgebietes in Bezug auf die Antarktis. Schelfeise in weiß; wichtige submarine Erhebungen in grau. Oberflächenzirkulation (schwarze Pfeile) und Tiefen/Bodenwasserzirkulation (weiße Pfeile) nach Orsi et al. (1995, 1999), Whitworth et al. (1998) und Schröder & Fahrbach (1999). AIS/LG: Amery Schelfeis / Lambertgletscher, AR: Astridrücken, GR: Gunnerusrücken, KMS: Kainan Maru Seamount, KN: Kapp Norvegia, KP: Kerguelenrücken, MR: Maudkuppe, PB: Prydz-Bucht, RIP: Riiser-Larsen Halbinsel.
 b Detailkarte von Gunnerusrücken und Kainan Maru Seamount mit der Lage der untersuchten Sedimentkerne. Bathymetrie nach Gersonde et al. (1998).


 
 
Erste Ergebnisse:
(1) Unsere Untersuchungen belegen, daß die Sedimente von Kainan Maru Seamount und Gunnerusrücken geeignet sind, die känozoischen Umweltbedingungen zu rekonstruieren.

(2) Die Sedimente bestehen vor allem aus Diatomeenschlämmen und diatomeenführenden Ton-Siltsteinen. Sie deuten auf eine Ablagerung südlich der Polarfront hin.

(3) Eisberge erreichten das Untersuchungsgebiet während aller Zeitintervalle, die durch Sedimente belegt sind. Die Intensität des Eisbergtransportes war jedoch sehr variabel.

(4) Die Tonmineralvergesellschaftungen werden von Illit und Smektit dominiert, während Chlorit und Kaolinit nur in Spuren vorkommen. Illit und Chlorit kommen aus physikalischer Verwitterung von Gesteinen der Ostantarktis. Smektit und Kaolinit stammen wahrscheinlich aus der Erosion alter Schelfsedimente, Kaolinit möglicherweise auch aus der Erosion permotriassischer Sedimente auf dem antarktischen Festland.

(5) Die unteroligozänen Sedimente (30,1-29,0 Ma) zeigen, daß die Oberflächentemperaturen hoch genug waren, um eine kieselige Phytoplanktonproduktion zu erlauben und die Eisberge bereits südlich des Arbeitsgebietes abzuschmelzen. Die Umweltbedingungen am Kainan Maru Seamount unterschieden sich wesentlich von denen auf der Maudkuppe und dem Kerguelenrücken, Strukturen, die sich in ähnlicher Breitenlage befinden (Abb. 1). Dies führt zu der Annahme, daß der Ozean bereits damals in verschiedene Zonen untergliedert war.

(6) Die 14,1-13,5 Ma alten mittelmiozänen Sedimente deuten auf ähnliche Bedingungen wie im Oligozän hin. Die Diatomeenschlämme, die vor 13,5-13,1 Ma entstanden, zeigen relativ warme Bedingungen an, mit ganzjähriger kieseligen Phytoplanktonproduktion und geringerer Smektitanlieferung. Die 13,1-12,8 Ma alten Sedimente schließlich belegen eine Intensivierung der ostantarktischen Vereisung, was sich in einem erhöhten Eintrag an eistransportiertem Material äußert.

(7) Im Vergleich zu den älteren Sedimenten haben die obermiozänen Sedimente (8,7-6,5 Ma) höhere Gehalte an schlecht kristallinen und biotitähnlichen Illiten und an Silt. Diese Änderungen zeigen eine weitere Intensivierung der Vereisung an. Die starken Schwankungen in den Gehalten der einzelnen Parameter weisen auf einen wesentlich dynamischeren Eisschild hin.

(8) Die pliozänen Sedimente (5,1-2,7 Ma) weisen noch deutlicher Zyklen auf, die im Zusammenhang mit glazialen und interglazialen Bedingungen stehen. Die Dauer eines Zyklus ist etwa 400.000 Jahre.


 
Veröffentlichung:

Hillenbrand, C.-D. & Ehrmann, W. (2003): Palaeoenvironmental Implications of Tertiary Sediments from Kainan Maru Seamount and Northern Gunnerus Ridge. - Antarctic Science, 15 (4): 522-536.