Einführung in die Ozeanographie

Biogene Sedimente stammen aus den Überresten lebender Organismen, die sich beim Absterben der Organismen als Sediment absetzen. Es sind die „harten Teile“ der Organismen, die zu den Sedimenten beitragen; Dinge wie Muscheln, Zähne oder Skelettelemente, da diese Teile normalerweise mineralisiert sind und widerstandsfähiger gegen Zersetzung sind als die fleischigen „weichen Teile“, die sich nach dem Tod schnell verschlechtern.

Makroskopische Sedimente enthalten große Überreste wie Skelette, Zähne oder Schalen größerer Organismen., Diese Art von Sediment ist über den größten Teil des Ozeans ziemlich selten, da große Organismen nicht in genug konzentrierter Fülle sterben, damit sich diese Überreste ansammeln können. Eine Ausnahme bilden Korallenriffe; Hier gibt es eine große Fülle von Organismen, die ihre Überreste zurücklassen, insbesondere die Fragmente der Steinskelette von Korallen, die einen großen Prozentsatz tropischen Sandes ausmachen.

Mikroskopisches Sediment besteht aus den harten Teilen mikroskopisch kleiner Organismen, insbesondere deren Schalen oder Tests., Obwohl sehr klein, sind diese Organismen sehr reichlich vorhanden und da sie jeden Tag Milliarden sterben, sinken ihre Tests auf den Boden, um biogene Sedimente zu erzeugen. Sedimente, die aus mikroskopischen Tests bestehen, sind weitaus häufiger als Sedimente aus makroskopischen Partikeln und bilden aufgrund ihrer geringen Größe feinkörnige, matschige Sedimentschichten. Wenn die Sedimentschicht aus mindestens 30% mikroskopisch kleinem biogenem Material besteht, wird sie als biogenes Sickerwasser klassifiziert. Der Rest des Sediments besteht oft aus Ton.,

Die primären Quellen für mikroskopisch kleine biogene Sedimente sind einzellige Algen und Protozoen (einzellige amöbenähnliche Kreaturen), die entweder Calciumcarbonat (CaCO3) oder Siliciumdioxid (SiO2) absondern. Kieselsäuretests stammen aus zwei Hauptgruppen, den Kieselalgen (Algen) und den Radiolaren (Protozoen) (Abbildung 12.3.1).

Kieselalgen sind wichtige Mitglieder des Phytoplanktons, der kleinen, treibenden Algen-Photosynthesizer. Eine Kieselalge besteht aus einer einzigen Algenzelle, die von einer aufwändigen Kieselsäurehülle umgeben ist, die sie für sich selbst absondert., Kieselalgen gibt es in verschiedenen Formen, von länglichen Pennatformen bis hin zu runden oder zentrischen Formen, die oft zwei Hälften haben, wie eine Petrischale (Abbildung 12.3.1 links). In Gebieten, in denen Kieselalgen reichlich vorhanden sind, ist das darunter liegende Sediment reich an Kieselsäure-Kieselalgen und wird Kieselalgen genannt (siehe Kasten unten).

Radiolarier sind planktonische Protozoen (die sie zu einem Teil des Zooplanktons machen), die wie Kieselalgen einen Kieselsäuretest absondern., Der Test umgibt die Zelle und kann eine Reihe kleiner Öffnungen umfassen, durch die der Radiolar einen amöbenartigen „Arm“ oder Pseudopoden verlängern kann (Abbildung 12.3.1 rechts). Radiolarische Tests zeigen oft eine Reihe von Strahlen, die aus ihren Schalen herausragen und den Auftrieb unterstützen. Sickern, die von Kieselalgen-oder Radiolarientests dominiert werden, werden silikatöse Sickern genannt.

Wie die silikatischen Sedimente werden auch das Calciumcarbonat oder kalkhaltige Sedimente aus den Tests mikroskopischer Algen und Protozoen hergestellt; in diesem Fall die Coccolithophoren und Foraminiferane., Coccolithophoren sind einzellige planktonische Algen, die etwa 100 mal kleiner sind als Kieselalgen. Ihre Tests bestehen aus einer Reihe ineinandergreifender CaCO3-Platten (Coccolithen), die eine die Zelle umgebende Kugel bilden (Abbildung 12.3.2 links). Wenn Coccolithophoren sterben, sinken die einzelnen Platten aus und bilden einen Ruck. Im Laufe der Zeit verstärkt sich der Coccolithophor-Ausfluss zu Kalk. Die berühmten Weißen Klippen von Dover in England bestehen aus Coccolithophor-reichem Schlamm, der sich in Kreideablagerungen verwandelte (Abbildung 12.3.2 rechts).,

Foraminiferane (auch als „Forams“ bezeichnet) sind Protozoen, deren Tests oft gekammert sind, ähnlich wie die Schneckenschalen. Wenn der Organismus wächst, sekretiert er neue, größere Kammern, in denen er sich aufhalten kann. Die meisten Foraminiferane sind benthisch und leben auf oder im Sediment, aber es gibt einige planktonische Arten, die höher in der Wassersäule leben. Wenn Coccolithophoren und Foraminiferane absterben, bilden sie kalkhaltige Sickerstellen.,

Ältere kalkhaltige Sedimentschichten enthalten die Überreste einer anderen Art von Organismus, der Discoasters; einzellige Algen im Zusammenhang mit den Coccolithophoren, die auch Calciumcarbonat-Tests produzierten. Discoaster-Tests waren sternförmig und erreichten Größen von 5-40 µm (Abbildung 13.3.4). Discoaster sind vor ungefähr 2 Millionen Jahren ausgestorben, aber ihre Tests bleiben in tiefen, tropischen Sedimenten, die vor ihrem Aussterben liegen.

Aufgrund ihrer geringen Größe sinken diese Tests sehr langsam; Ein einzelner mikroskopischer Test kann etwa 10-50 Jahre dauern, um auf den Boden zu sinken! Angesichts dieses langsamen Abstiegs könnte eine Strömung von nur 1 cm/s den Test bis zu 15.000 km von seinem Ausgangspunkt entfernt durchführen, bevor er den Boden erreicht., Trotzdem stellen wir fest, dass die Sedimente an einem bestimmten Ort gut auf die Arten von Organismen und den Grad der Produktivität im Wasser oben abgestimmt sind. Dies bedeutet, dass die Sedimentpartikel viel schneller auf den Boden sinken müssen, damit sie sich unter ihrem Ursprungspunkt ansammeln, bevor die Ströme sie zerstreuen können. Was ist der Mechanismus für diese erhöhte Sinkrate?, Anscheinend sinken die meisten Tests nicht als einzelne Partikel; etwa 99% von ihnen werden zuerst von einem anderen Organismus verbraucht und dann aggregiert und als große Fäkalpellets ausgestoßen, die viel schneller sinken und in nur 10-15 Tagen den Meeresboden erreichen. Dies gibt den Partikeln nicht so viel Zeit, sich zu dispergieren, und das darunter liegende Sediment spiegelt die Produktion in der Nähe der Oberfläche wider. Die erhöhte Rate des Sinkens durch diesen Mechanismus wird als „fäkal“ bezeichnet.,“