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 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 ForaminiferenSchlamm Globigerinen 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 CaCO3 + H+ + HCO3- H+ + HCO3Ca2+ + 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 Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Meer 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 4 - (-1) -1 – (-6) mm: < 1/256 1/256 – 1/16 1/16 – 2 2 - 64 8-4 Ton Silt Tonstein Siltstein Pelite Sand Sandstein Psammite Kies, Steine Konglomerate Psephite Indikatoren für TransportMedium, -Weite, Herkunftsgebiet Sortierung der Korngröße Häufigkeit [%] Siebanalyse: Siebkurven gut: z.B. äolisches Sediment Sortierung gut mittel: z.B. fluviatiles Sediment mittel schlecht Korndurchmesser [mm] schlecht: z.B. glaziales Sediment, Schlammströme (Muren, debris flow), Olistostrome Häufigkeit [%] Sortierungskurven Korndurchmesser [mm] Summenkurve Häufigkeit [%] logarithmische Kurve 100 10 1 Korndurchmesser [mm] Transportweite Korngröße groß: geringer Transport klein: weiter Transport Rundung der Körner schlecht: geringe Transportweite 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) Korngröße: Arenit = Sandstein z.B. Quarz-Arenit, Kalk-Arenit Feldspat feldspatreich: Arkose Nomenklatur nach den Komponenten lithische Komponenten Litharenit Grauwacke, Tonmatrix Quarz Quarz-Arenit Feldspat Arkose Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) 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 Umgezeichnet nach Press & Siever, 1995 (Spektrum Lehrbücher) Karbonat-Sedimentation Riff Ooide Riff Schlamm Riff Korallen- und Algen-Sedimente Sand Ooide Korallen- u. Algen-Sedimente Ooide Schlamm Ooide, Oolithe Konzentrische Aragonit-Lagen Dünnschlif eines Oolithes Kristallisationskeim Ooide entstehen im Gezeitenbereich Ooid-Sand Biologische Sedimente Algenrasen und Stromatolithen Algenrasen Stromatolithen Stromatolithen, Briovérien, Bretagne 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) 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 Vulkanrest vollständig Aufbau eines Riffs Back Reef Riff Riff-Schutt (Talus) Fleckenriffe 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 kont. Kruste 10 0 10 20 30 km passiver Kontinentalrand VulkanSchelf Grabenfüllung 10 0 10 20 30 km Turbidite Platte 1 Tiefseerinne Tiefsee bogen Platte 2 Platte 3 Akkretionskeil kont. Kruste 1 kont. Kruste 3 Platte 1 Platte 3 10 0 10 20 30 km kont. Kruste 3 kont. Kruste 1 1 3