Stratigraphie und paläoklimatische Aussagen einiger Lotkerne aus dem Bereich des Island-Färöer-Rückens (Nordatlantik)

Zusammenfassung

Auf der skandischen und atlantischen Seite des Island-Färöer-Rückens wurden je zwei Tiefseekerne aus ca. 1200–2500 m zwischen 4–6 m Länge auf ihre Globigerinen-Anteile, O-Isotope (Paläotemperaturen), z. T¹²C/¹³C-Verhältnisse, sowie auf sedimentologische Besonderheiten und Benthos-Elemente untersucht. Es zeigt sich, daß die paläoklimatische und stratigraphische Deutung solcher im Grenzbereich zweier ozeanischer Räume unter komplizierten hydrographischen und glazialen Verhältnissen abgesetzter Sedimente außerordentlich schwierig und nur durchführbar ist, wenn alle Merkmale synoptisch betrachtet und ausgewertet werden. Aufarbeitungsvorgänge können die Globigerinen-Verhältnisse, isotopisch „leichtes“ Schmelzwasser die δ¹⁸O-Werte erheblich stören. Die nur während der Übergangsphase von Kalt- zu Warmzeiten in größerem Maße abgesetzten glazialmarinen Geschiebebrocken sowie Reaktionen des Benthos sind eine wichtige Interpretationshilfe.

Die Kerne der skandischen Seite reichen bis in die Riß-Kaltzeit, von der atlantischen Seite einer bis in das Eem, der andere bis in das Würm-Glazial. Während der Warmzeiten werden Temperaturen erreicht, die die heutigen leicht übersteigen können, die der Kaltzeiten schwanken zwischen −1 °C und + 3 °C. Die hohe Sedimentationsrate bleibt während der Kaltzeit relativ konstant, während der warmen Phase steigt sie nach S erheblich an. Während dieser Zeit wurden die Kerne des atlantischen Hanges durch „Overflow“-Prozesse geprägt. Ihre Lutite bis Sande enthalten besonders viele Sedimentanteile, die von der Schwelle selbst stammen und Hinweise auf deren geologische Natur und deren Alter geben. Die z. T. gekritzten Geschiebe in den glazialmarinen Diamiktiten besonders der Kerne der NE-Seite sind wahrscheinlich größtenteils aus der Arktis, Skandinavien, eventuell auch aus dem britischen Raum abzuleiten. Während der Glaziale erfolgte wahrscheinlich kein oder nur ein geringer Wasseraustausch zwischen beiden ozeanischen Bereichen, im Skandik herrschten damit möglicherweise geänderte Strömungsbedingungen.

Abstract

Two sediment cores, 4–6 m long, were taken from the north and two from the south of the Iceland-Faeroe Ridge (water depths 1200–2500 m).

Sedimentological and biostratigraphical investigations as well as oxygen and carbon isotope determinations were used to explain the palaeoclimatic conditions during the accumulation of the cored sediments in this boundary area of two adjacent, highly different oceanic environments. Only by investigation of as many parameters as possible satisfying results can be gained. Reworking of sediments can influence theGlobigerina-percentages, isotopically “light” melt water can seriously affect the δ¹⁸O-values. Ice-rafted material deposited primarily during the transition phase from a cold to a warm period proves to be of considerable importance for the interpretation of the cores.

The oldest sediments obtained from the region north of the Iceland-Faeroe Ridge are of Riss-Glacial age, those from south of the ridge of Eem Interglacial and Riss Glacial age, respectively. During warm (interglacial and/or interstadial) times temperatures as high or even higher than today were measured, during cold times temperatures range between −1 °C and + 3 °C. Sedimentation rates are high and nearly constant during cold times, but increase during warm intervals in the southern area of investigation. During these warm intervals sediments from the southwestern slope of the Iceland-Faeroe-Ridge are strongly influenced by “overflow” processes. Those sediments contain a considerable amount of ridge-derived material which gives evidence of the ridge's geologic character and age. Most of the partly scratched boulders in the glaciomarine diamictites, especially in the cores from NE of the ridge, can be derived from the Arctic region and Scandinavia; some boulders, however, may have come from the British Isles. During glacial times there was hardly any mixing between water masses north and south of the ridge, the current conditions might have been different.

Résumé

Sur le côté scandique et atlantique de la crête d'Islande et des Faeroe, deux carrottes de sondage, de 4 à 6 m, dans les sédiments océaniques (profondeur de l'eau approximative 1200–2500 m) ont été analysées en ce qui concerne les Globigérines, les isotopes de ló (paléotemperatures), et en partie la proportion de¹²C/¹³C, ainsi que les particularités sédimentologiques et des éléments du benthos.

Il apparaît ainsi que l'interprétation paléoclimatique et stratigraphique de ces sédiments, déposés dans des relations hydrographiques et glaciales complexes à la limite de deux régions océaniques est extrêmement difficile et seulement réalisable si on observe et si on exploite synoptiquement toutes les caractéristiques.

Les manipulations des sédiments peuvent troubler considérablement les rapports Globigérines, et pour l'eau de fusion isotopiquement »légère«, les valeurs de δ¹⁸O. Les galets glacio-marins, déposés en abondance au cours de la période de transition de la saison froide à la saison chaude, de même que les réactions du benthos sont des auxiliaires importants pour l'interprétation.

Les carrottes prélevées du côté scandique remontent à la glaciation du Riss; du côté atlantique, l'une remonte à l'Eem et l'autre à la glaciation du Würm.

Durant les périodes chaudes, les températures atteignent les nôtres ou même les dépassent; dans les périodes froides elles oscillent entre −1 °C et +3 °C. La vitesse de sédimentation, élevée, demeure relativement constante au cours de la période froide, mais croît considérablement vers le sud pendant la période chaude. A cette époque les carrottes du versant atlantique ont été affectées par des processus »d'Overflow«. Leurs lutites et même leurs sables contiennent beaucoup de particules sédimentaires qui proviennent de la crête même et indiquent sa nature géologique et son âge.

Les galets parfois striés des diamictites glacio-marines, surtout ceux des carrottes de la partie du NE, proviennent pour la plupart probablement de l'Arctique, de la Scandinavie et éventuellement aussi de la région britannique.

Pendant les glaciations il ne s'est probablement pas produit, ou peu seulement, d'échange d'eau entre les deux régions océaniques. Dans le Scandique il régnait d'après cela probablement des conditions variables de courants.

Краткое содержание

Исследовали керны ра змерами от 4 до 6 м длины, отобранные по два с гл убины 1200–2500 м в атлантических и скандинавских район ах хребта Island-Färöer, на присутствие глоби герин, бентоса, а также их седиментологически й состав, соотношение и зотопов кислорода и, ч астично, изотопов углерода. Подчеркиваются труд ности, возникающие пр и интерпретации палео климата и стратиграфии в таки х пограничных района х двух водных бассейнов, где накопление осадков п ротекает при господс тве очень сложных гидроеголог ических и глациальных услови й, и необходимость точ ного учета всех синоптических данных для успешного её проведения, т.к. проц ессы переотложения могут изменить соотн ошения отложения гло бигерин, а приток изотопно боле е «легкой» воды тающих айсбергов может нару шить значение¹⁸0. Большую помощь при интерпрет ации оказывают тольк о глациально-морской о бломочный материал, отложивший ся в большом количест ве за переходной период от похолодания к поте плению, а также и реакц ия бентоса на изменение темпера туры.

Керны, взятые со скандинавс кой стороны, связаны с отложениями рисског о оледения, а собранные в районе Атлантическ ого океана — один с Ееm несколько выше сегод няшних, а в период олед ения — колебались между −1° C и −3° C. Скорость осад конакопления была в х олодные периоды относительно постоя нной; во время потепле ния она значительно возраст ает в южном направлении. В это же время керны атлантического скло на претерпели процессы «Overflow». Их лютит ы до песков содержат о собенно много осадочных компонент ов самого хребта, и тем самым указывают, как на геол огическую природу, так и на возра ст последнего. Ледник овые шрамы на диамиктитах, найденн ые в керне северно-вос точного района, говорят о веро ятном приносе их из арктики, скандинавии а, возмож но даже, с британских островов. Во время оле дения смешания вод об оих частей океана отсутствовал о, или же было очень незн ачительным; возможно, что на скандинавской стороне склона госпо дствовали иные гидродинамические у словия.