Teil 15 Vorlesung SS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00 AllgemeinerGeologie Teil 15 Vorlesung SS 2005 Mo, Di, Mi 8.15 – 9.00

Die Tiefsee

Der Atlantik Tiefsee-Ebenen (abyssal plains) > 5000m Tiefe Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Profil durch den Atlantik Sedimentbecken Tiefsee-Ebene Tiefe (km) N-amerikanische Platte Afrikanische Platte

Profil durch den mittelatlantischen Rücken

Tiefsee-Sedimente feinkörnige Sedimente (< 0.025 mm Durchmesser) Material: Ton, vulkanisches Glas, Quarz Sedimentationsrate sehr gering: ca. 1mm/1000J. ca. 10% der Sedimente durch Windtransport

Karbonat-Sedimentation bis ca. 3500 bis 4000 m Wassertiefe überwiegend Sedimente aus Schalen planktonischer Organismen Globigerinen Foraminiferen- Schlamm

Karbonat-Kompensationstiefe Plankton-Organismen mit Karbonatgehäusen Karbonat-Sedimente Karbonat-Kompensationstiefe mittelozeanischer Rücken Auflösung Tiefsee-Ebene Tiefenwasser ist kalt und unter hohem Druck. Deshalb Anreicherung von CO2 CO2 + H2O H+ + HCO3- CaCO3 + H+ + HCO3- Ca2+ + 2HCO3-

Anreicherung von Sauerstoff Fe2+ O2 Fe3+ Roter Tiefseeton

Tiefsee-Sedimente Roter Tiefseeton Sedimente aus Kieselsäureschalen oder Kieselsäureskeletten Diatomeen Radiolarien Radiolarit

Sedimentgesteine

Kreislauf der Gesteine

Sedimentgesteine klastische Sedimente chemische Sedimente organogene Sedimente

klastische Sedimente Transport: Abtragungsgebiet Meer Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Nomenklatur nach der Korngröße Die j-Skala j = -log2 D D = Durchmesser [mm] j=8 bedeutet: D=2-8 = 1/28 = 1/256

Die Phi-Skala j > 8 8 - 4 4 - (-1) -1 – (-6) mm: < 1/256 1/256 – 1/16 1/16 – 2 2 - 64 Ton Silt Sand Kies, Steine Tonstein Siltstein Sandstein Konglomerate Pelite Psammite Psephite

Indikatoren für Transport-Medium, -Weite, Herkunftsgebiet

Sortierung der Korngröße Siebanalyse: Siebkurven gut: z.B. äolisches Sediment mittel Sortierung gut mittel: z.B. fluviatiles Sediment schlecht schlecht: z.B. glaziales Sediment, Schlammströme (Muren, debris flow), Olistostrome

Sortierungskurven Summenkurve logarithmische Kurve

Transportweite Korngröße groß: geringer Transport klein: weiter Transport schlecht: geringe Transportweite Rundung der Körner gut: weiter Transport Reife des Sediments Feldspat vorhanden: geringer Transport kein Feldspat: weiter Transport

Transport und Korngrößen im Buntsandstein

Kornoberfläche Mattierung: Wüste, Windtransport

Ausbildung der Schichtung Gradierung: Turbidit Kreuzschichtung: Dünen, Flachsee, Fluß

Strömung Rippeln: asymmetrisch: Fluß-, Windtransport symmetrisch: Oszillation, Strand, Wattenmeer

Herkunft des Sediments Schwermineral-Spektren (r > 2.9 g/cm3): z.B. Zirkon: magmatische Herkunft z.B. Granat: metamorphe Herkunft

Nomenklatur (Klassifikation) Arenit = Sandstein Korngröße: z.B. Quarz-Arenit, Kalk-Arenit feldspatreich: Arkose Feldspat

Nomenklatur nach den Komponenten Litharenit Grauwacke, Tonmatrix Quarz-Arenit Arkose Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Komponenten gerundet: Psephite Komponenten gerundet: Konglomerate Komponenten eckig: Brekzien

Korn- und matrixgestützte Konglomerate (Brekzien) korngestützt matrixgestützt Konglomerat Brekzie

Komponenten Alle Komponenten aus dem gleichen Gestein: monomikt Komponenten aus verschiedenen Gesteinen: polymikt

Konglomerate, Brekzien

Bankinterne Brekzie

Molasse-Sedimente Old-Red-Konglomerate (Schottland)

Transgressionskonglomerate Alte Landoberfläche

Die Sardische Diskordanz

Transgressions-Konglomerat Huttons Diskordanz (Siccar Point bei Edinburg)

chemische Sedimente

Karbonate Kalk (Kalzit) CaCO3 Dolomit (Ca,Mg) CO3 Chemische Fällung: Ca2+ + 2HCO3- CaCO3 + H20 + CO2

Karbonat-Fällung anorganisch: langsame Fällung im Gleichgewicht Kalzit D3d (trigonal-skalenoedrisch) organisch: Fällung im Ungleichgewicht Aragonit D2h (orthorhombisch)

anorganische Karbonat-Sedimentation Karbonat-Plattformen auf dem Schelf

Bahama Banks Große Bahamabank (0 – 20m) Grand Bahama Island Kleine Bahamabank (0 – 20m) NASA-Photo S-66-62909, Gemini XII

Bahamas, Sedimentationsbereiche Riffe Karbonat-Sedimente keine Sedimente vom Festland Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Karbonat-Sedimentation Riff Korallen- und Algen-Sedimente Sand Ooide Schlamm Riff Ooide Riff Schlamm Ooide Korallen- u. Algen-Sedimente

Ooide, Oolithe Konzentrische Aragonit-Lagen Dünnschlif eines Oolithes Kristallisationskeim Ooid-Sand Ooide entstehen im Gezeitenbereich

Biologische Sedimente

Algenrasen und Stromatolithen Stromatolithen, Briovérien, Bretagne Algenrasen Stromatolithen

rezente Stromatolithen Shark Bay, West-Australien Aus Stanley, 1999

Riffe

Riffkorallen (Bahamas)

Rezente Riffbildner, Korallen Korallen leben in flachem Wasser bis ca. 20m Tiefe. Da sie in Symbiose mit Grünalgen leben, brauchen sie Licht. Bauplan einer Koralle Korallen gehören zu den Anthozoa (Coelenteraten)

Saumriff: parallel zur Küste Rifftypen Saumriff: parallel zur Küste Atoll: auf einem Seamount

Atolle Tuamoto-Archipel

Atoll mit zentralem Vulkan Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher)

Subsidenz und Riffwachstum Ein Vulkan entsteht über einem Hot spot Der Vulkan erlischt, ein Atoll entsteht. Lagune Subsidenz der Platte, das Riff wächst. Lagune Weitere Subsidenz, das Riff bedeckt den Vulkan- rest vollständig

Aufbau eines Riffs Back Reef Lagune Küste Riff Riff-Schutt (Talus) Fleckenriffe Riff-Schutt (Talus)

Fleckenriffe in den Malediven

Fossile Riffe weitere fossile Riffbildner: Archäocyathiden Schwämme Rudisten Bryozoen

Devonisches Riff Windjana Gorge, Norwest-Australien

Devonisches Riff im Barrandium unterdevonisches Riff (Konéprus bei Prag)

Mesozoische Riffe Das Sella-Massiv in den Dolomiten

passiver Kontinentalrand Kruste Vulkan- bogen Tiefsee- rinne Schelf Turbidite Tiefsee Graben- füllung Platte 1 Platte 2 Platte 3 Akkretionskeil kont. Kruste 3 kont. Kruste 1 Platte 1 Platte 3 kont. Kruste 3 kont. Kruste 1 3 1