6. Sedimentationsprozesse im Meer 1
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- Michaela Fleischer
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1 6. Sedimentationsprozesse im Meer 1 - Morphologie und Meeresregionen - Zusammensetzung des Meerwassers - Meeresströmungen - Wellen - Küsten und marine Deltas
2 0 MOR Meeresspiegel Morphologie des Meeresbodens 4 6 Ozeanboden Tiefseebene Tiefseerinne km Küste Flachsee (Schelf, 00 bis 500 m tief) Rand- und Binnenmeere Schelfkante > Kontinentalhang (4 ) Kontinentalfuß Tiefsee (ca. 5 km tief) MOR ( km breit,,5 km tief) Tiefseerinnen an Subduktionszonen (bis 11 km tief) Vulkaninseln Seamounts, Guyots, aseismische Rücken, ozean. Plateaus
3 Tiefenprofil Küste > Tiefsee: oben überhöht, unten im Maßstab
4 Mittelozeanische Rücken (Zentralatlantik): Spreading Abschnitte (a) aktive (b) und inaktive (c) Fracture zones c b a 1560 km
5 Aseismische Rücken (a): Tristan da Cunha (T), S Atlantik T a 000 km
6 Tiefseeebenen: Vulkanketten (Hotspot-Spuren, a) inaktive Fracture zones (b) b a Hawaii 000 km
7 Ozeanische Plateaus: Kerguelen-Plateau, S Indik Kerguelen-Island 900 km
8 Inselbogen: South Sandwich Islands, Südatlantik Vulkanketten (a) Tiefseerinne (b, hier ca m tief) back-arc Spreading Center (c) b c a 400 km
9 Zusammensetzung des Meerwassers: Salinität: 35 (33 38 ); wichtigste Kationen: Na +, K +, Ca +, Mg + ; wichtigste Anionen: Cl -, HCO 3-, SO 4 - Quellen: Lösungsfracht der Flüße, hydrothermale Kreisläufe am Meeresboden (MOR u.a.); Senken: chemisch-biogene Sedimente, hydrothermale Kreisläufe am Meeresboden
10 Ursachen von Meeresströmungen: Thermohaline Strömungen ( Dichte-getrieben ) Wind Gezeiten Wellen (Küstenlängstransport) Salinität, Temperatur und Dichte wichtiger ozeanischer Bereiche; Kurven = Linien gleicher Dichte (Zahl g/l) 33,5 S o/ oo 34,0 34,5 35,0 35,5 36,0 36,5 0 0 Ozeane, nördl. subtr. Grenze (~40 S) C Atlantik m Subantarkt. Wasserring zw. subtr. Grenze und subanarkt. Konvergenz Indik m C Subantarktisches Zwischenwasser Antarktischer Wasserring ( m) Antarktisches Bodenwasser Nordpolarmeer und Nordmeer-Wasser m 33,5 o oo 34,0 34,5 35,0 35,5 36,0 36,5 S / 0
11 Oberflächen- und Tiefenströmungen des Atlantiks
12 Die wichtigsten marinen Oberflächenströmungen Alaska Nord-Äqu.-S. Sargasso- See Äquatorial-S. Äq.-S. N.-Äq.-S. N.-Äq.-S. S.-Äq.-S. Äq.-S. Süd-Äquator-S. S.-Äq.-S. Westwind-Drift Vergleiche mit Folie 4 von LV-GG-Exogene Faktoren!
13 Wind-erzeugte Meeresströmung: Ekman-Transport durch Coriolis-Effekt Der erdumspannende Strömungspfad der ozeanischen Klimapumpe >> Nettotransport 90 rechts (Nordhalbkugel)
14 Gezeiten in der Nordsee und rund um die Britischen Inseln: Tidenhub in m (links) und resultierende max. Strömungsgeschwindigkeiten (rechts) in Knoten (1 Knoten = 0,5 m/s) 0 5 W 5 E 60 Bergen 60 N 60 Bergen 60 N Edinburgh Liverpool 10 London , ,5 4 Le Havre < 0, Bremen Antwerpen Edinburgh 3 Liverpool 1 London ,5 0,5 <0, Le Havre W 0 5 E Bremen Antwerpen Vergleiche mit Folie 4 von 5-LV-GG-terrestrischer Transport! 55 50
15 Wellen, erzeugt durch: Wind/Stürme Impakt Bergrutsch Erdbeben/Vulkanausbrüche Tsunami Tiefwasserwelle: Geschwindigkeit wird von der Wellenlänge kontrolliert (langwellige Wellen sind schneller) Flachwasserwelle (Orbitalbewegung berührt den Meeresboden): Geschwindigkeit wird von der Meerestiefe kontrolliert tiefes Wasser L Wellenbasis flaches Wasser
16 Sich überlagernde Wellen im westlichen Zentralatlantik 310 m
17 Tsunami-Wellen Katsushika Hokusai ( ) Andaman See Kenji Satake, National Institute Advanced Industrial Science and Technology, Japan Aleuten-Beben (1.4.46): T = 15 min., L = 150 km, 800 km/h; H = 0.5 m, Welle hatte in 4,3 km Bodenkontakt! Vor Hawaii 6 m Wellen zu 16 m Brechern: 150 Tote.
18 Verstärkte marine Abrasion von Landspitzen durch Abbremsen der Wellen im Flachwasser >> langfristiges Resultat: Ausgleichsküsten Strandsand Kliffschutt Landspitze Bucht Beispiel einer Tiefenlinie
19 Beugung und Interferenz Abbremsen im Flachwasser
20 Schräg auftreffende Wellen verursachen den Küstenstrom (long shore current) und somit einen effektiven küstenparallelen Sedimenttransport
21 Die Barriere-Insel Sylt: Produkt des Küstenlängstransports 17 E 18 küstenparallele Strömung 19 0 E 55 N O S T S E E Kaliningrad Leba Lebasee Baltisk RUSSLAND Gdynia Slupsk P O L E N Danziger Bucht Sopot Gdansk Elblag
22 Wellen-dominierte Küste, E USA 100 km
23 Siliziklastische Küsten, Endglieder: - Wellen-kontrolliert - Gezeiten-kontrolliert
24 Macrotidal
25
26 Küstendynamik: Durchbrechen einer Barriere-Insel während einer Sturmflut
27 Delta und Ästuare
28 Schnitt durch ein progradierendes Delta: Fluviatile Suspension überschichtet das dichtere Meerwasser; im Kontakt mit dem Meerwasser koagulieren die Tonminerale und sinken als größere Flocken herab.
29 Mississippi-Delta: Fluß-dominiert Delta-Ebene zwischen den Distributary Channels: Lakustrin bis brackischsumpfig, oft von marinen Sturmfluten überspült Distributary channels
30 Ganges-Bramaputra-Delta (Ausschnitt): Gezeiten-dominiert Distributary channels Senkrecht zur Küste orientierte Sandbarren und Inseln
31 Nil-Delta: Wellen-dominiert Küsten-paralleler Transport der fluviatilen Bodenfracht Suez-Kanal Distributary channel Distributary channel
32 Zusammenfassend: a Marine Deltasysteme: oft sehr langlebig (einige 10 Mio Jahre) hohe Sedimentationsraten mit hohem biogenen Anteil starke Küstendynamik, insbesondere 5 bei starken Meeresspiegelschwankungen Syn- bis postsedimentäre Dynamik hohe Subsidenz Rutschungen interne vertikale 4 N Sedimentbewegungen (z.b. 5 E Schlammdiapire) Abschiebungen ( growth b faults ) Schlammvulkane (Methan!) wichtige Erdöl- Erdgasfelder! 6 Warri 6 Port Harcourt G 7 wichtige Abschiebungen sonstige Störungen Ölfelder Calabar 0 50 km SSW Kontinentalhang Küste Beispiel einer Zeitlinie Deltaabfolge Kreide NNE 0 0 terrigene Sande 10 Ozeanische Kruste marine Tone Niger-Delta 8 obere kontinentale Kruste 10 0 km km untere kontinentale Kruste 0 km
6. Sedimentationsprozesse im Meer 1
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