Mariner Transport und Ablagerung 2

7. Sedimentationsprozesse im Meer 2
- Transport und Ablagerung auf dem Schelf
- Chemische und biogene Sedimentation
- Meeresspiegelschwankungen
- Kontinentalhang und Tiefsee
Prof. Breitkreuz, TU-Freiberg, 2011/12
Schelf-Gebiete:
größte marine Sedimentationsrate (12 – 57 mm ka-1)
Sedimentquellen:
• Flüsse (Klima-Kontrolle! Siehe LV-Teil 4, Folie 18),
• marine Biosphäre,
• (äolisch, vulkanisch, extraterrestrisch)
Einteilung eines siliziklastischen Schelfs
ca. 10 m*
ca. 90 m*
*je nach Gebiet sehr unterschiedl.!
Unterhalb der Sturmwellenbasis:
- niedrig-energetische Sedimentation (pelagisch: terrestrisch, biogen, extraterrestrisch)
- kleine Turbidite aus Sturmgebieten
- bodenberührende Strömungen (Gezeitenströmungen, große Oberflächenströmungen (z.B.
Golfstrom))cross stratification
Hummocky
- Tsunami-Wellen
Durham,
UK, source: Picasa “Steve”
Meeresspiegelschwankungen
- eustatische
- glazioeustatische (in Kühlhauszeiten)
- regionale (Subsidenz, Tektonik)
- Überlagerung der eustatischen und regionalen
Schwankungen
z.B. langfristige große Schwankungen durch
Änderungen der MOR-Spreadingraten
möglich:
Ein kompleter Zyklus von einem
Meeresspiegelhochstand zum
nächsten = Sequenz
(>
Sequenzstratigraphie)
Küstenebene – Schelf – Tiefseefächer =
Ein gekoppeltes System
Glazioeustasie: Beispiel Nordsee
Flachmarine Karbonate:
- Warmwasser-Karbonatplattformen und Atolle
- Kaltwasserriffe
Barriere-Riff vor NE-Australien
Wichtige Karbonat-Produzenten:
• Korallen
• Schwämme
• Muscheln, Schnecken
• Bryozoen, Hydrozoen, Algen
• Foraminiferen
Bahamas Karbonat-Platform
Bahamas Karbonat-Plattform
Sedimentationsrate:
ca. 0,4 mm a-1
Oolith (Uni Frankfurt)
Karbonat-Riffe im Tiefwasser
(bis 1200 m):
Auf Sickerquellen (cold seeps) und in Bereichen
starker Bodenströmung
Madrepora, azooxanthellate
Steinkoralle; R. Frühwald, Erlangen
C. Dullo, Geomar
Verbreitung von Tiefwasserkarbonaten;
R. Frühwald, Erlangen
Entwicklungsstufen ozeanischer Vulkaninseln
Entwicklungsstufen
ozeanischer Vulkaninseln
Ponhei Island, Mikronesien:
Vulkaninsel (erloschen) mit Barriereriff
9 km
Nach Garrison 1993
Entwicklungsstufen
ozeanischer Vulkaninseln
Wake Island, W Pazifik: Atoll
2,9 km
Nach Garrison 1993
Marine Evaporite*
Bildungsvoraussetzungen:
fast bis vollständig abgeschnürter Meeresteil in aridem Klima
Verdunstung von 1000 m
Meerwasser ergibt
ca. 16 m Evaporite.
Vereinfachte Abfolge des Salinarzyklus
Mineral
Formel
Beginn Calcit
CaCO3
Dolomit
Ca Mg(CO3)2
Gips
Ca[SO4] · 2H2O
Anhydrit
CaSO4
Steinsalz, Halit NaCl
Glauberit
Na2SO4 · CaSO4 · K2SO4· 2H2O
Polyhalit
MgSO4 · 2CaSO4
Kalisalz, Sylvin KCl
Ende
Carnallit
MgCL2 · KCl · 2H2O
*Im Gegensatz zu terrestrischen Evaporiten in bestimmten Playa-Systemen,
vgl. Folie 14 in Teil 5, terrestrischer Transport
Rezent keine wesentliche marine
Salzbildung
Das Kara-Bogaz Gol wird vom
Kaspischen Meer gespeist
1995
1985
(D. Völker, FU-Berlin, NASA)
In den letzten 700 Ma wiederholt
ausgedehnte marine
Evaporitbecken mit mächtigen
Salzbildungen
Salzstöcke und Salzkissen in Norddeutschland:
Entstehung: Oberperm (ca. 250 Ma), Bewegungen bis heute
Quelle K & S 2004
Deutschland: 13 % der Kalisalz-Weltproduktion
Aktive Salz-Gletscher im Zagros-Gebirge, Iran (Quelle: TU-Clausthal)
Kontinentalhang vor der
Ostküste Nordamerikas
Tiefsee Canyon vor Californien
Hangrutsch am Kontinentalhang oder in
Tiefsee-Canyons (verschiedene Auslöser)
Driscoll et al. 2000
Monotone Abfolge tiefmariner distaler Turbidite
Grand Banks Erdbeben 1929
Magnitude 7,2
Tsunami 4 – 12 m
in Neufundland, 51 Tote
Als Folge entwickelte sich ein
großer Turbidit, der mehrere
Telegrafenkabel zerriss.
Schematischer Aufbau eines Tiefseefächers
Ganges
Der Bengalenfächer im Indischen Ozean:
20°
Der größte rezente Tiefseefächer der Erde
Indien
10° N
Bengalen
Fächer
Indischer
Ozean
0°
4500
0
Prodelta
70°
20°
15°
10°
5°
0°
5°S
0
post-20 Ma Ablagerungen
10
10
20 Ma Isochrone
ozeanische Kruste
20
km
1000
km
Delta
25°N
0
500
post-Kollision/prä-20 Ma
ausgedünnte Übergangskruste
des Kontinentalrandes
km
80°
90° E
TiefseeSedimente
CCD
(Carbonate
Compensation
Depth)
0
1
niedrige Breite
kontinentnah
Lösung
2
3
4
CaCO3
SiO2
Eintrag
Lysokline
resistente
Foraminiferen
Kompensationstiefe
5
Steigende Rate von Eintrag und Lösung
Sedimentationsraten der Tiefsee
im Vergleich mit anderen marinen Ablagerungsräumen:
Sediment oder Ablagerungsraum
Radiolarienschlamm (marin)
Globigerinenschlamm (marin)
Roter Ton (marin)
Tiefseerinnen (marin)
Mississippidelta (marin)
Bengalen-Fächer (marin)
Schelfe (marin)
Halit (Steinsalz, subaquatisch)
mm / ka
2–10
3–6
1–15
1–200
Ø 200
Ø 50
12–57
10–100
Pelagische Sedimentation:
• biogen
• terrestrisch (fluviatil, äolisch)
• vulkanogen
• extraterrestrisch
Nächste LVs:
• 19.1.12 fällt aus
• 23. und 26.1.12: Prof. Schneider
• 30.1.12 fällt aus
Klausur: 2.2.12, 18 Uhr:
• Audimax: GTB, GöK
• WIN 1005: alle anderen
Vielen Dank und viel Erfolg!