Reconstruction of palaeo-currents via the investigation of sediment drifts
Final Report Abstract
Das Forschungsprojekt zielte darauf ab, Strömungsverläufe und Intensitäten im Argentinienbecken mit einer Vielzahl qualitativ hochwertiger seismischer Reflexionsprofile vom argentinischen Kontinentalrand zu untersuchen. Hauptaufgabe war es, sedimentäre Strukturen, die auf Bodenwasserströmungen hinweisen, zu detektieren, zu charakterisieren und zu kartieren, um Veränderungen der Tiefenwasserzirkulation in der geologischen Vergangenheit zu rekonstruieren. Typische parallel zum Kontinentalrand ausgerichtete sedimentäre Strukturen wie (1) vier Terrassen am Kontinenthang und -fuss, (2) die Terrassen separierende Kanäle, (3) eine mächtige, verschüttete Sedimentdrift und (4) deckenartige Driftkörper in der Tiefsee zeigen an, dass im südlichen Argentinienbecken hangparalleler (konturitischer) Transport über hangabwärts gerichteten (turbiditschen) Transport dominierte. Entlang des zentralen Kontinentalrandes war die Gewichtung der permanenten stetigen Bodenströmungen zu den kurzzeitigen, unregelmässigen Massentransport Prozessen dagegen zeitlich und räumlich variabel. Basierend auf einer detaillierten Untersuchung einer Sedimentterrasse am südlichen Kontinentalrand und einer Kartierung von Depozentrumsgeometrien der seismischen Einheiten am zentralen Kontinentalrand wurde eine Chronologie der Ablagerungsprozesse für das Känozoikum erstellt. Vier seismische Haupteinheiten oberhalb des Reflektors PLe (~65 Ma) werden von regionalen Diskordanzen regionaler Ausdehnung begrenzt. Während des Paläozän/Eozän (~65 - 34 Ma) durch hemipelagische Sedimentation unter relativ langsamen Bodenwasserbedingungen charakterisiert war, führte starke Zirkulation von Antarktischem Bodenwasser (AABW) während des Oligozäns und frühen Miozäns (~34 - 17 Ma) zu verbreiteter Erosion am Kontinentalhang und zum Aufbau einer grossen versetzten Sedimentdrift. Nach Ablagerung einer aggradierenden seismischen Einheit, die als repräsentativ für schwache Bodenströmungsaktivität während des Mittel-Miozänen Klimaoptimums (~17 - 14 Ma) interpretiert wird, fand vor ca. 14-12 Ma, durch die Ausbildung der tiefen Zirkumpolarströmung (LCDW), eine Reorganisation der Strömungsmuster statt, die zum Aufbau der Valentin Feilberg Terrasse führte. Am südlichen argentinischen Kontinentalrand setzte sich strömungskontrollierte Sedimentation unter moderaten Geschwindigkeiten vom mittleren bis zum späten Miozän (~12 - 6 Ma) fort, jedoch kam es zur gleichen Zeit, möglichenweise durch tektonische Hebung Südamerikas, am zentralen Kontinentalrand zu einer Verstärkung des hangabwärts gerichteten, gravitativen Sedimenttransports. Die das Pliozän bis Holozän umfassende seismische Einheit am südlichen Kontinentalrand deutet auf eine Verstärkung der Bodenwasserzirkulation nach ~6 Ma hin, die mit einer Reorganisation der Zirkulation nach Schliessung der Panamastrasse erklärt werden könnte. Am zentralen Kontinentalrand ist diese Einheit sehr heterogen und von talwärts und hangparallel interagierendem Sedimenttransport geprägt, was zur Entwicklung von Canyons, Strömungskanälen und hangangelagerten Driftkörpern geführt hat. Die verfügbaren seismischen Profile bilden eine hochwertige Vorerkundung, und die Ergebnisse des vorliegenden Projektes können als,Informationsgrundlage für zukünftige Bohrkampagnen in der Region genutzt werden. Diese könnten wichtige Aspekte der Tiefenzirkulationsgeschichte klären und bessere Datierungen ermöglichen.
Publications
- 2010. Seismic images of contourites forming continental slope terraces at the Argentine Margin: implications for past changes in thermohaline circulation. Geo-Temas 11: 59-60
Gruetzner, J., Uenzelmann-Neben, G. and Franke, D.
- 2011. Variations in bottom water activity at the southern Argentine margin: indications from a seismic analysis of a continental slope terrace. Geo-Marine Letters, 31(5): 405-417
Gruetzner, J., Uenzelmann-Neben, G. and Franke, D.
- 2012. Variations in sediment transport at the central Argentine continental margin during the Cenozoic. Geochem. Geophys. Geosyst., Vol. 13, Q10003
Gruetzner, J., Uenzelmann-Neben, G. and Franke, D.
(See online at https://doi.org/10.1029/2012GC004266)
