Veit-Kehler, Gritta
Carl von Ossietzky Universitä Oldenburg, Fachbereich Biologie, AG Zoomorphologie
D-26111 Oldenburg
During a study of meiobenthic copepod associations in the Potter Cove (Base Cientffica Jubany, King George Island, Antarctica) two new species of the harpacticoid families Thalestridae (Pseudotachidius jubanyensis sp. nov,) and Paramesochridae were discovered. They are interesting in two ways: for their comparatively large body-size, as for their reproductive performances. Their distribution and abundances along two scuba diving depth transects carried out in the inner and outer cove (5 m to 30 m depth) shows their preference for low energy and for muddy bottom situations. Measurements of total organic matter in the upper 3 cm layer of the sediment do not indicate a relation between copepod distribution and food supply. CIN analysis, however, indicates an important role of food quality for habitat choice. Only four big yolky eggs per clutch are in contrast to an average egg number of 12.6 per clutch in all other smaller sized harpacticoids of these transects. Therefore, as for their reproductive performance harpacticoid copepods exhibit several different ways along the "r-K-continuum". Other theories like bet-hedging and the abundance/intermittency scheme will be discussed.
Considering the comparatively low numbers of copepods (adults and copepodids) of maximum 137 individuals per 10 cm2 sediment surface including the upper 3 cm of the oxidized layer, body-size becomes important.
Both new species have a body volume five to twenty times higher than the average of all other harpacticoids found along the transects. This becomes evident even in early copepodid Stages. Despite the relatively low abundance of at most 11 copepodids and adults of the new species Pseudotachidius jubanyensis per 10 cm2 their body volume is comparable with the rest of the copepod association. Therefore, this species deserves more attention than is indicated by purely regarding its numbers.
Die neu entdeckten hydrothermalen Quellen am Bo- den der Bransfield Strait
K. Wallmann*, G. Bohrmann*, S. Petersen**, E. Suess*
G EOMAR-Forschungszentrum Technische Universitä Freiberg
Mehr als zehn Jahre nachdem die hydrothermale Aktivitä
in der Bransfield Strait durch Helium-Messungen in der Wassersäul und organisch-geochemische Sediment- untersuchungen nachgewiesen wurde, gelang es währen der FS POLARSTERN Expedition XVl2 im November 1997 erstmals warme Quellen am Boden der Bransfield Strait zu lokalisieren, zu photographieren und zu bepro- ben.
Die Fluidaustrittsstellen wurden auf einer vulkanischen Er- hebung (Hook Ridge bzw. Struktur F, 62'125, 57'18'W) im zentralen Bransfield Becken (King George Becken) in einer Wassertiefe von 1200 m gefunden. Mit dem ge- schleppten Videoschlitten OFOS (Ocean Floor Observati- on System) wurden am westlichen Gipfelbereich des Hook Ridge weiß Silikat-Präzipitat auf der Sedimentoberflä
ehe beobachtet und Temperaturanomalien von bis zu 0,1 ' C in drei Metern Höh übe dem Meeresboden gemes- sen. Proben aus der Wassersäul zeigten eine Erhöhun der Methankonzentrationen im bodennahen Bereich. Ne- ben den Silikatpräzipitate wurden etwas nördlic der
~ückenkuppe'brau verfärbt Präzipitat beobachtet;
wahrscheinlich handelt es sich dabei um Sulfide mit einem Überzu von Eisenoxihydroxiden. Die an anderen hy- drothermalen Quellen häufi auftretenden Muscheln (Gattung Calyptogena, Bathymodiolus) konnten nicht be- obachtet werden. Die erkennbare Megaepifauna wird von suspensionsfressenden Gruppen und Schlangensternen (Ophiuroidea) dominiert. Dabei ist auffällig da an den erkennbaren Fluidaustrittsstellen keine Megaepifauna an der Meeresbodenoberfläch beobachtet werden kann. In den umliegenden Gebieten, in einer Distanz von einigen 10 bis 100 m zu den Quellen, kommt es dagegen zu einer Aggregation von Schlangensternen. Diese hohe Dichte von Schlangensternen zeigt ein erhöhte Nahrungsange- bot an und läà vermuten, da an den hydrothermalen Quellen bakterielle chemoautotrophe Primärproduktio zu einer Anreicherung der Nährstoff führt
Drei TV-geführt Greifer wurden erfolgreich am Hook Ridge eingesetzt. Mit dem TV-G PS471091 wurden Sedi- mente geborgen, die hydrothermal beeinfluß sind und bei Messungen an Deck von FS Polarstern noch Temperatu- ren bis 24 OC aufwiesen. Sie enthielten groß Mengen weiß- schwarz- und braungefärbte Präzipitate die wahr- scheinlich aus amorphem SiOà Eisensulfiden und Eisen- oxihydroxiden bestehen. Die Sedimente wurden unter Inertgas ausgepreßt um das Porenwasser abzutrennen und zu analysieren. Die Messungen an den im TV-G PS471091 geborgenen Oberflächensedimente und Flui- den zeigen, da6 die hydrothermalen Quellen des Hook Ridge durch den diffusen Austritt von warmen und salz- armen Fluiden gekennzeichnet sind. Die hohen Kieselsäu regehalte und die charakteristischen hellen Si02-
Präzipitat an der Sedimentoberfläch und innerhalb der Sedimente belegen, da die Fluide zumindest teilweise gegenübe amorphem Si02 übersätti sind. Die Cl- Gehalte im Porenwasser (530 mM) und die pH-Werte im Sediment (pH=5.5) sind niedriger als im Bodenwasser, dagegen konnten deutliche Anreicherungen von Kiesel- säure Sulfid, Phosphat, Ammonium und gelöste anor- ganischem Kohlenstoff im Porenwasser festgestellt wur- den. Besonders die erhöhte Ammoniumwerte zeigen, da die am Hook Ridge austretenden Hydrothermallösun gen stark durch Wechselwirkungen mit den Sedimenten beeinfluß werden.
Zusätzlic wurden fün Schwerelotkerne im westlich an den Hook Ridge angrenzenden King George Becken in Wassertiefen von Ca. 1 900 m genommen. Die Sediment- kerne aus den Einsätze PS471061, PS471062 und PS471063 zeigen an der Basis eine hydrothermale Beein- flußung sie wurden am östliche Rand des Beckens di- rekt angrenzend zum Hook Ridge genommen. Die niedri- gen pH-Werte und hohen Chloridgehalte an der Basis die- ser Kerne könne nicht durch frühdiagenetisch Reaktio- nen im Sediment erzeugt werden und sind daher als Hin- weis auf den Eintrag von Fluiden zu werten. Die Anwe- senheit von salzreichen Fluiden in den Kernen PS471061, PS471062 und PS471063 sowie von salzarmen Fluiden in den Sedimenten aus den TV-G-Einsätze PS471091, PS471089 und PS471087 deuten möglicherweis darauf- hin, da es im hydrothermalen Konvektionssystem des Hook Ridge zu einer Phasentrennung kommt.
Möglich Transportwege von Eisen in den Südliche Ozean
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Radium- und Neodym-Isotope als Tracer fü Einträg aus kontinentalen Schelfgebieten und der AtmosphärH.-J. walterl, E. ~ e ~ n e r ~ , C. ~anfland', M. M. Rutgers van der ~ o e f f ' , B. ~ i e k m a n n l , G. ~ u h n l , C. ~ e a n d e l ~
1 Alfred-Wegener Institut fü Polar- und Meeresforschung, Am Handelshafen 12, 27576 Bremerhaven
2 Universitä Tübingen Institut fü Geochemie, Wilhelmstr. 56, 72074 Tübinge
3 LEGOS (CNRSICNESIUPS), Obsewatoire Midi-Pyrenees, 14 Ave E. Belin, 31 400, Toulouse, France
Die Verfügbarkei von Eisen in der euphotischen Zone kann im Südliche Ozean limitierend fü die Primärproduktio und damit fü die Aufnahme von Kohlendioxid aus der Atmosphär sein (DE BAAR et al., 1995). Der Eintrag von Eisen und eine möglich damit verbundene Steuerung des Klimas wird deshalb viel diskutiert (MARTIN, 1990). Ziel unserer Studie ist es, die bisher wenig untersuchten Transportwege von Eisen in das Oberflächenwasse des Südatlantik einzugrenzen. Fü das Eisen stehen drei potentielle Quellen und Transportmechanismen zur Verfügung a) Auftrieb von Tiefenwasser b) Eintrag aus kontinentalen Schelfgebieten C) terrigener Staubeintrag.
Als Tracer fü den Eintrag von Eisen aus Schelfgebieten kann das radiogene Isotop
^ ~ a benutzt werden. Es bildet sich im Sediment durch den Zerfall von ^ ~ h und reichet? sich im Bodenwasser stark an. Aufgrund seiner Halbwertszeit von 5.8 Jahren kann ein ^ ~ a - ~ i ~ n a l aus den Schelfgebieten Südamerika oder der Antarktischen Halbinsel mit dem Antarktischen Zirkumpolarstrom (ACC) durch laterale Advektion weit in östlich Richtung in den Südatlanti transportiert werden.
Einträg aus der Atmosphär könne durch Messung der Konzentrationen von Aluminium im Oberflächenwasse nachgewiesen werden (HELMERS UND RUTGERS VAN DER LOEFF, 1993). Die Neodym-lsotopie von Schwebstoffen im Oberflächenwasse bietet zusätzlic die Möglichkeit die Liefergebiete von äolische Staub einzugrenzen, da die benachbarten Kontinente durch weitgehend unterschiedlliche Nd-lsotopenzusammensetzungen charakterisiert sind (BASILE et al., 1997).
Währen der Polarstern-Expeditionen ANT XVl2 und XVl3 wurden auf mehreren Nord-Sü Schnitten durch den ACC und das Weddellmeer Oberflächenprobe fü die Analyse von ^ ~ a sowie der Neodym-lsotopie von Schwebstoffen gesammelt.
Von der räumliche Verteilung von ^ ~ a erwarten wir uns Auskunft darüber ob und inwieweit die südamerikanische und antarktischen Schelfgebiete potentielle Transportwege von Eisen in den Südatlanti sind. Übe die Nd-lsotopie der Schwebstoffe ergeben sich Hinweise übe möglich Einträg von äolische Staub von Patagonien und der Antarktischen Halbinsel.
Es gibt Anzeichen dafür da der äolisch Transport von Staub in Glazialzeiten erheblich größ war als in den Interglazialzeiten (BASILE et al., 1997), was zu einer glazialen "Eisendüngung des Südliche Ozeans geführ haben könnt (KUMAR et
al., 1995). Allerdings gibt es fü diese Hypothese bis heute keinen direkten Beweis.
Wir sind dieser Frage nachgegangen und haben Proben aus den glazialen und interglazialen Abschnitten zweier Sedimentkerne des westlichen Südatlantik (53's und 59's) auf ihre Neodym-lsotopie hin untersucht. Erste Ergebnisse fü die Sedimentproben zeigen eine systematische Variation der ^ ~ d / ^ ~ d - Isotopenverhältniss mit den Glazial-Interglazial-Zyklen. In beiden Kernen sind die Nd-lsotopenverhältniss in den Glazialzeiten radiogener als in den Interglazialen.
Diese Beobachtung belegt einen erhöhte Eintrag einer Mantelkomponente währen der Glazialstadien, die aus den Bereichen mit jungem Vulkanismus (z.B.
Patagonien, Antarktische Halbinsel) stammen muß Inwieweit äolische Transport vorliegt ist Gegenstand laufender Untersuchungen.
Literatur:
DE BAAR H.J.W., J.T.M. DE JONG, D.C.E. BAKKER, B.M. LOSCHER, C. VETH, U. BATHMANN,
UND V. SMETACEK (1995) Importance of iron for plankton blooms and carbon dioxide drawdown in the Southern Ocean. Nature, 373, 412-415.
MARTIN J.H. (1 990) Glacial-interglacial COo change: the iron hypothesis.
Paleoceanography, 5, 1-1 3.
HELMERS E. AND M.M. RUTGERS VAN DER LOEFF (1 993) Lead and aluminium in Atlantic surface waters (50° to 50°S reflecting anthropogenic and natural sources in the eolian transport. Journal of Geophysical Research, 98, C1 1 : 261-273.
BASILE l., F.E. GROUSSET, M. REVEL, J. R. PETIT, P.E. BISCAYE, N.I. BARKOV (1 997) Patagonian origin of glacial durst deposited in East Antarctica (Vostok and Dome C) during glacial stages 2, 4, and 6. Earth and Planetary Science Leiters, 146, 573-589.
KUMAR, N., R.F. ANDERSON, R.A. MORTLOCK, P.N. FROELICH, P.KUBIK, B. DITTRICH- HANNEN, AND M. SUTER (1995) Increased biological productivity and export production in the glacial Southern Ocean. Nature, 378, 675-680.