Laminite

Petrographie. -- In der Laminit-Fazies treten zwei petrographische Endglieder auf. Typ 1 ist eine sehr enge und ziemlich regelmäßige Wechsellagerung von Laminae aus

weißlich-gelbem Karbonatsilt ("Seekreide") und schwarzer organischer Mudde (Taf. 5 a-f).

Vor allem im unteren Teil der Laminit-Folge bestehen die hellen Laminae fast vollständig aus subhedralen bis euhedralen, oft gleichkörnigen Calcit-Kristallen von Siltgröße

(Taf. 5 e-f, 13 g-i). Zum Rand hin zeigen die Kristalle oft zunehmend besser entwickelte Kristallflächen, während das Zentrum porös und aus winzigen Kristallkeimen

zusammengesetzt erscheint (Taf. 5 f, 13 g-h). Typ 2 besteht aus Kalkmudde mit eng-oder weitständiger, sehr regelmäßiger hell-dunkel-Lamination (braun bis olivbraun);

zuoberst sind außerdem ca. 15 weißliche Laminae aus Coccolithen eingeschaltet (Taf. 4 a-f).

Einzelne geringmächtige Horizonte innerhalb der Laminitfolge sind undeutlich laminiert oder strukturlos (Abb. 75). Schrägschichtung tritt in den Laminiten sehr selten auf (Taf. 4 a-b).

Im Devil's Hole ist die Entwicklung am vollständigsten; dort geht Typ 1 nach oben in Typ 2 über (im Kern HS-DH /B zwischen 5,80-5,50 m; Abb. 75). Die Laminite gehen ohne allzu scharfe Grenze aus der Hydrobia-Mudde hervor (Taf. 5 a-b, 8 b). Nach oben schließen sich mit abnehmender Wassertiefe an: (1) ein Übergang in marine

Becken-Karbonate (Taf. 5 a-b), (2) ein Übergang in brackische Mudden (Kern HS-SP 03, Abb. 95), oder (3) scharf abgegrenzt marine Karbonate des etwas flacheren Wassers (Taf. 8 b).

Fossilien. -- Weil die Laminite im Devil's Hole Basin besonders mächtig und vielgestaltig sind (Abb. 75, s. unten), bezieht sich die folgende Beschreibung vor allem auf die dort angetroffene Abfolge. Zwei Typen von Laminit lassen sich unterscheiden.

Die hellen Laminae des Typs 1 enthalten vereinzelt Schalen der Schnecke Hydrobia bermudae. Ostracoden sind in manchen hellen Lagen häufig.

Diatomeen-Schalen sind an der Basis der Laminit-Folge relativ häufig (Abb. 25), aber stark korrodiert (Taf. 9 c-d). Die Ähnlichkeit mit einer publizierten graduellen

Lösungsserie (Battarbee 1988: fig. 6e) legt nahe, daß es sich um Reste von Cyclotella handelt. Weiter nach oben werden nimmt die Zahl der Diatomeen-Reste zunächst rasch ab, dann allmählich wieder zu (Abb. 25). Neben Cyclotella? treten in im Kern HS-DH /B (Abb. 75) in den Laminiten des Typs 1 die folgenden Diatomeen-Gruppen auf :

- unterhalb 5,86 m Kerntiefe

- oberhalb 5,68 m Kerntiefe

Oestrupia powelli, Thalassiotrix frauenfeldi, indet. Fragmente.

Im Kern HS-DH /B (Abb. 75) treten bei 5,60 m erstmals Dinoflagellaten-Zysten häufiger auf (Polysphaeridium); ≥ 30 cm tiefer fehlen sie praktisch völlig. Oberhalb 5,60 m wird die Lamination zunehmend der des Typs 2 ähnlicher.

In den Laminiten des Typs 2 finden sich mit Brachidontes sp.

Isognomon alatus

erstmals einzelne Schalenbruchstücke von Muscheln. Ein Bruchstück von Brachidontes, das sich rund 10 cm über den tiefsten Muschelresten fand, lieferte ein unkorrigiertes

14C-AMS-Alter von 7.280 ± 60 yr BP (Tab. 12).

Ostracoden sind in Laminiten des Typs 2 nicht selten. Folgende Gruppen wurden im Kern HS-DH /B (Abb. 75) gefunden:

Aglaiocypris sp. (Larve), im unteren Abschnitt, Bairdia sp., im oberen Abschnitt,

Loxocorniculum sp., Neocaudites sp. (Larve),

Puriana rugipunctata (Larve), im unteren Abschnitt, Xestoleberis cf. punctata,

Xestoleberis sp. A,

indet. Süßwasser-Cypriden, im unteren Abschnitt.

Bei den insgesamt nicht sehr häufigen Diatomeen überwiegen brackisch bis marine Flachwasserformen:

Biddulphia pulchella (Taf. 11 e, g), Cocconeis disculoides,

Diploneis weissflogii, im unteren Abschnitt,

Diploneis sp., im oberen Abschnitt (Taf. 11 f, h), Grammatophora oceanica, im unteren Abschnitt, aff. Mastogloia, im mittleren Abschnitt,

Navicula marina,

Oestrupia powelli, im unteren Abschnitt,

Paralia sulcata, die weitaus häufigste Art (Taf. 11 a-b, d), Surirella fastuosa (Taf. 11 c),

Trachyneis sp., im unteren Abschnitt,

Triceratium favus var. quadrata (Taf. 11 l-n), einzelne indet. Spezies.

Die Bestimmung und ökologische Interpretation der in der Laminit-Fazies auftretenden Diatomeen ist noch nicht abgeschlossen. Im Kern HS-DH /B werden Dinozysten von Polysphaeridium von 5,60 m zu 5,20 m Kerntiefe viel zahlreicher. Die weißlichen Laminae im höchsten Teil der Laminit-Fazies bestehen praktisch monospezifisch aus Coccolithen und Coccosphären von Gephyrocapsa oceanica (Taf. 4 c, 9 a-b). An

keiner anderen Stelle der holozänen Abfolge in den Bermuda inshore waters spielen Coccolithen eine so große Rolle.

Vorkommen. -- Die Laminit-Fazies war beschränkt auf die tiefsten Teile des damaligen Wasserkörpers: Patton's Deep und Church Basin (North Basin), Devil's Hole (South Basin).

Die maximalen Mächtigkeiten liegen im South Basin bei 220 cm, im North Basin dagegen bei nur 30 cm (Abb. 22). Lateral keilt die Laminit-Fazies rasch aus oder

verzahnt sich mit dunkler Feindetritusmudde (Abb. 128). Laminite des Typs 2 treten nur im South Basin auf. Im Devil's Hole Basin liegen mehr als 1150 hell-dunkel-couplets der Typen 1 und 2 vor (Abb. 26), im Patton's Deep nur rund 250 couplets des Typs 1.

Interpretation: Die Laminit-Fazies entstand unter dysaeroben bis anaeroben Bedingungen am Boden der tiefen Becken. Das Porenwasser war anoxisch. Die Salinität stieg über den gesamten Ablagerungszeitraum generell an, konnte aber kurzfristig stärker schwanken. Die detaillierte Rekonstruktion der Salinitäts-Entwicklung, unter anderem durch den Vergleich planktischer und benthischer Diatomeenreste aus derselben Schicht, ist langwierig und noch nicht abgeschlossen.

Wie das Arten-Spektrum von Ostracoden und Diatomeen aber schon jetzt zeigt, sind die Laminite des Typs 1 unter oligohalinen bis mesohalinen Bedingungen entstanden.

Diatomeen deuten auf ein flaches, eutrophes Süßwasser-Milieu, ebenso manche Ostracoden. Gerade bei den z.T. recht kleinen Diatomeen könnte aber auch die

Umlagerung aus flacheren Gebieten eine Rolle spielen. Die Eutrophierung nach dem eher oligotrophen Planorbis-Intervall hängt möglicherweise mit dem stärker eindringenden Meerwasser zusammen, dem halophobe Arten unter Wasser und am Ufer des Sees zunehmend zum Opfer gefallen sein müssen. Dadurch gelangten in dieser Phase vermutlich erhöhte Mengen totes organisches Material in den See und, nach der Remineralisation, als Nährstoffe in den Wasserkörper.

Ob die Calcit-Kristalle in den hellen Laminit-Lagen des Typs 1 in der freien Wassersäule oder in Algen-Bakterien-Matten am Boden ausgefällt worden sind, ist bislang nicht klar.

Erhöhte Alkalinität und Temperatur waren sicher die Auslöser der Kalkfällung. Mit der relativ hohen Alkalinität ging die schlechte Erhaltung der Diatomeen einher. Die hellen Lagen sind sehr wahrscheinlich im Sommer entstanden.

Ostracoden und vor allem Diatomeen zeigen im Kern HS-DH /B zwischen

5,86 - 5,68 m den ersten kräftigen marinen Einfluß. Hier traten erstmals typisch

ästuarine Formen auf. Auch die häufige Dinozyste Polysphaeridium ist charakteristisch für Ästuare. Nach oben verstärkte sich der marine Einfluß. Die Laminite des Typs 2 sind unter mesohalinem bis marinem Wasserkörper entstanden. Unter den Ostracoden waren jetzt auch Taxa, die auf Mangrove-Detritus leben.

Zwei Prozesse haben offenbar bei der Bildung der Laminite entscheidend

zusammengewirkt: Unterschichtung durch Meerwasser und Eutrophierung. Durch Unterschichtung mit Meerwasser entstanden in den Tiefs zumindest zeitweilig

meromiktische Bedingungen. Selbst wenn die erhöhte Salzkonzentration und damit auch das Monimolimnion gelegentlich abgebaut worden sein sollten, dürfte das eutrophe Gewässer infolge der starken Produktion in der Wassersäule weiterhin sauerstoffarme Bedingungen im Profundal aufgewiesen haben. In der Frühphase der Laminit-Ablagerung, charakterisiert durch Laminite vom Typ 1, scheinen episodisch poikilaerobe Bedingungen (im Sinne von Oschmann 1991) geherrscht zu haben: bei kurzfristigem Anstieg des

Sauerstoffgehalts im Bodenwasser breiteten sich opportunistische Ostracoden-Spezies individuenreich auf dem Boden des Devil's Hole Basin aus. Denkbar wäre, daß solche kurzfristigen Belüftungsereignisse durch episodische winterliche Holomixis oder erhöhte frühsommerliche O₂-Produktion in benthischen Algen-Cyanobakterien-Matten

hervorgerufen wurden.

Aus ¹⁴C-Daten sind Sedimentationsraten für die Laminite schwierig zu ermitteln.

Unkorrigierte ¹⁴C-Alter (Tab. 12) begrenzen den Zeitraum der Laminit-Ablagerung auf nach 9.210 ± 50 yr BP bis deutlich vor 6.420 ± 60 yr BP.

Zuverlässigere Abschätzungen der Sedimentationsrate sind aus der Warvenzählung unter der Annahme möglich, daß ein couplet einem (Kalender-)Jahr entspricht (Abb. 26).

Demnach stieg die durchschnittliche Sedimentationsrate von rund 1.000 Bubnoff im unteren Teil (im wesentlichen Laminite des Typs 1) auf etwa 2.450 Bubnoff im oberen Teil der Laminit-Fazies an. Auf ¹⁴C-Jahre umgerechnet, wären die Sedimentationsraten rund 5-10 % höher als angegeben. Die Ursache der mit zunehmender Salinität ansteigenden Sedimentationsrate war vermutlich verstärkte biogene Karbonatproduktion.

Die Coccolithen-Lagen im höchsten Teil der Laminit-Fazies (Taf. 4 c) sind ungewöhnlich, weil Gephyrocapsa oceanica bevorzugt pelagisch, in 0 - 150 m Wassertiefe lebt. Sie gehört nicht zu den Arten, die für sehr küstennahe Gebiete charakteristisch sind (Siesser &

Haq 1987) und wird z.B. im Golf von Mexico zu dessen Mündung hin häufiger (Pierce &

Hart 1979). Im heutigen Harrington Sound z.B. dominieren Dinoflagellaten die saisonalen Blüten. Im Herbst können auch Diatomeen häufig sein (Odebrecht 1981, von Bodungen et al. 1982). Gephyrocapsa oceanica bevorzugt aber offenbar nährstoffreiche Gewässer wie z.B. Auftriebsgebiete und erreicht ihre größte Häufigkeit bei Salinitäten um 35,5 ^o/_oo (pers. Mitt. M. Cepek, Univ. Bremen). Ihr Auftreten gegen Ende der Laminit-Sedimentation zeigt an, daß zu jener Zeit annähernd vollmarine Salinitäten im Harrington Sound erreicht waren.

Ähnlich wie in der Planorbis-Seekreide verbergen sich in den Laminiten hochfrequente Rhythmen mit solarmagnetischen Frequenzen (s. unten).