Circum-Antarctic Stratigraphy and Paleobathymetry: Development of Grid-based Simulations
Final Report Abstract
Die sedimentären Abfolgen der Tiefsee bilden ein Archiv der vorglazialen bis glazialen Entwicklung der Antarktis und der damit verbundenen Auswirkungen der Tektonik sowie Änderungen in der ozeanischen Zirkulation. Eine Identifizierung der vorglazialen und vollständig glazialen Komponenten und ihrer Übergänge in den sedimentären Abfolgen ist Voraussetzung für die Erarbeitung von zirkumantarktischen Sedimentmächtigkeitsgittern zur Rekonstruktion der vergangenen Topographien und Bathymetrien. Diese sind wiederum wichtige Grundlagen für verbesserte Paläoklimamodelle. Ein 3300 km langes Transekt durch das Weddellmeer bestehend aus seismischen Mehrkanaldaten verschiedener Institute und eine mehr als 2000 km langes Transekt vom Amundsenmeer zum Rossmeer wurden zusammengestellt, um seismische Horizonte zu interpretieren, beckenweite Stratigraphien zu definieren und die vorglazialen bis vollständig glazialen Sedimentsequenzen und ihre Übergänge zu identifizieren. Tiefsee-Transekte wurden gewählt, weil hier die Reflektoren größtenteils ungestört von Schelfprozessen zu verfolgen sind und einen Einblick in den hohen Sedimentationstransport liefern, der durch expandierende Eisschilde, die Sedimente von Schelf in die Tiefsee tragen, bedingt ist. Nur wenige vorhandene Bohrlochdaten erlauben eine Alterskontrolle der Sequenzen, eher für die oberen Einheiten vom Miozän bis ins Pleistozän. Das Alter des Basements ist durch magnetische Spreizungsanomalien bekannt. In einigen Fällen widersprechen die neuen Analysen früher publizierten Modellen. Die seismisch bestimmten sedimentären Einheiten und Basishorizonte sind meistens kontinuierlich entlang der Transekte zu verfolgen, zeigen aber laterale Änderungen in den projizierten Altern bei gleichbleibenden Sedimentationsprozessen auf. Im zentralen Bereich des Weddellmeeres zeigt sich eine bis zu 1240 m mächtige Anlagerung aus vorglazialen Sedimenten, der auf die Existenz eines kretazischen Proto-Weddellwirbels hindeuten lässt. Der Basisreflektor der vorglazialen-glazialen Übergangseinheit, die den initialen Vorschub der ersten Eisschilde bis zum inneren Schelf aufzeigt, hat ein Modellalter von 26.6-15.5 Millionen Jahre von Südwest- in Nordostrichtung. Diese Einheit ist kontinuierlich entlang des Transekts zu verfolgen und besitzt eine Mächtigkeit von bis zu 800 m nahe der Antarktischen Halbinsel. Aufgrund dieser Beobachtung lässt sich ein erstes Aufsetzen des westantarktischen Eisschildes auf dem inneren Schelf im Oligozän und des Eisschildes der antarktischen Halbinsel für das Miozän abschätzen. Im Amundsenmeer sind die Sedimentpakete vom vorglazialen bis zum vollständig glazialen Perioden im zentralen Abschnitt vor dem westlichen Marie-Byrd-Land am mächtigsten. Dort ist auch das Basement als großräumige Depression angelegt. Sedimentäre Driftkörper bzw. Konturite in der Übergangszone von vorglazialen zu glazialen Einheiten lassen Bodenströmungsaktivitäten in Rossmeerbereich ableiten. Die laterale Altersverteilung unterstützt die Hypothese eines ersten Eisvorschubs auf den Schelf bereits im Oligozän. Unter Nutzung eines neuen plattenkinematischen Modells des Südpazifiks, der in diesem Projekt entwickelten neuen Seismostratigraphie vom Kontinentalfuß der Westantarktis und des thermischen Subsidenzverhaltens ozeanischer Kruste ist eine neue Residualbathymetrie des Basement für den Südpazfik berechnet worden. Die Ergebnisse zeigen Regionen großer Anomalien der Basementtiefen am Kontinentalrand nahe des westlichen Marie-Byrd-Landes. Vergleiche mit publizierten seismotomographischen Modellen des Mantels lassen regionale Mantelprozesse für die Abweichung vom normalen lithosphärischen Subsidenzverhalten alter ozeanischer Kruste als mögliche Ursache erscheinen. Dieser Prozess ist ein wichtiger Faktor in der Berechnung paläobathymetrischer Gittermodelle.
Publications
- (2012). Deep-sea pre-glacial to glacial Sedimentation in the Weddell Sea and southem Scotia Sea from a cross-basin seismic transect. Marine Geology
Lindeque, A., Martos, Y., Gohl, K., Maldonado, A.
(See online at https://doi.org/10.1016/j.margeo.2012.11.004)
