6. Sedimentationsprozesse im Meer 1

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1 . Sedimentationsprozesse im Meer MOR Meeresspiegel Tiefseebene Tiefseerinne Morphologie des Meeresbodens Tiefenprofil Küste > Tiefsee: oben überhöht, unten im Maßstab - Morphologie und Meeresregionen - Zusammensetzung des Meerwassers - Meeresströmungen - Wellen - Küsten und marine Deltas 8 Ozeanboden km Küste Flachsee (Schelf, bis m tief) Rand- und Binnenmeere Schelfkante > Kontinentalhang ( ) Kontinentalfuß Tiefsee (ca. km tief) MOR ( km breit,, km tief) Tiefseerinnen an Subduktionszonen (bis km tief) Vulkaninseln Seamounts, Guyots, aseismische Rücken, ozean. Plateaus

2 Mittelozeanische Rücken (Zentralatlantik): Spreading Abschnitte (a) aktive (b) und inaktive (c) Fracture zones Aseismische Rücken (a): Tristan da Cunha (T), S Atlantik Tiefseeebenen: Vulkanketten (Hotspot-Spuren, a) inaktive Fracture zones (b) b c b T a a a km Hawaii km km

3 Ozeanische Plateaus: Kerguelen-Plateau, S Indik Kerguelen-Island Inselbogen: South Sandwich Islands, Südatlantik Vulkanketten (a) Tiefseerinne (b, hier ca. 7 m tief) back-arc Spreading Center (c) c a b Zusammensetzung des Meerwassers: Salinität: ( 8 ); wichtigste Kationen: Na +, K +, Ca +, Mg + ; wichtigste Anionen: Cl -, HCO -, SO - Quellen: Lösungsfracht der Flüße, hydrothermale Kreisläufe am Meeresboden (MOR u.a.); Senken: chemisch-biogene Sedimente, hydrothermale Kreisläufe am Meeresboden 9 km km

4 Ursachen von Meeresströmungen: Thermohaline Strömungen ( Dichte-getrieben ) Wind Gezeiten Wellen (Küstenlängstransport) Oberflächen- und Tiefenströmungen des Atlantiks Die wichtigsten marinen Oberflächenströmungen Salinität, Temperatur und Dichte wichtiger ozeanischer Bereiche; Kurven = Linien gleicher Dichte (Zahl + g/l), S o/ oo,,,,,, Ozeane, nördl. subtr. Grenze (~ S) C Atlantik - m C Subantarkt. Wasserring zw. subtr. Grenze und subanarkt. Konvergenz Indik - m Nord-Äqu.-S. Äquatorial-S. Alaska Süd-Äquator-S. Sargasso- See Äq.-S. S.-Äq.-S. N.-Äq.-S. Äq.-S. S.-Äq.-S. N.-Äq.-S. Subantarktisches Zwischenwasser Antarktischer Wasserring ( - m) Antarktisches Bodenwasser Nordpolarmeer und Nordmeer-Wasser 8 - m, S o/ oo,,,,,, Westwind-Drift Vergleiche mit Folie von LV-GG-Exogene Faktoren!

5 Wind-erzeugte Meeresströmung: Ekman-Transport durch Coriolis-Effekt Der erdumspannende Strömungspfad der ozeanischen Klimapumpe Gezeiten in der Nordsee und rund um die Britischen Inseln: Tidenhub in m (links) und resultierende max. Strömungsgeschwindigkeiten (rechts) in Knoten ( Knoten =, m/s) W E Bergen N Bergen N Wellen, erzeugt durch: Wind/Stürme Impakt Bergrutsch Erdbeben/Vulkanausbrüche Tsunami >> Nettotransport 9 rechts (Nordhalbkugel) Edinburgh Liverpool London, 78 9, Le Havre <, Bremen Antwerpen Edinburgh Liverpool London, Le Havre, <, W E Bremen Antwerpen Vergleiche mit Folie von -LV-GG-terrestrischer Transport! Tiefwasserwelle: Geschwindigkeit wird von der Wellenlänge kontrolliert (langwellige Wellen sind schneller) tiefes Wasser Flachwasserwelle (Orbitalbewegung berührt den Meeresboden): Geschwindigkeit wird von der Meerestiefe kontrolliert flaches Wasser L Wellenbasis

6 Sich überlagernde Wellen im westlichen Zentralatlantik Tsunami-Wellen Katsushika Hokusai (7 89) Verstärkte marine Abrasion von Landspitzen durch Abbremsen der Wellen im Flachwasser >> langfristiges Resultat: Ausgleichsküsten Strandsand Kliffschutt Andaman See Landspitze Bucht Beispiel einer Tiefenlinie m Kenji Satake, National Institute Advanced Industrial Science and Technology, Japan Aleuten-Beben (..): T = min., L = km, 8 km/h; H =. m, Welle hatte in, km Bodenkontakt! Vor Hawaii m Wellen zu m Brechern: Tote.

7 Beugung und Interferenz Abbremsen im Flachwasser Schräg auftreffende Wellen verursachen den Küstenstrom (long shore current) und somit einen effektiven küstenparallelen Sedimenttransport Die Barriere-Insel Sylt: Produkt des Küstenlängstransports 7 E 8 9 E küstenparallele Strömung O S T S E E N Leba Lebasee Slupsk P O L E N Gdynia Danziger Bucht Sopot Gdansk Elblag Baltisk Kaliningrad R U S S L A N D 7

8 Wellen-dominierte Küste, E USA Siliziklastische Küsten, Endglieder: - Wellen-kontrolliert - Gezeiten-kontrolliert Macrotidal km 8

9 Küstendynamik: Durchbrechen einer Barriere-Insel während einer Sturmflut Delta und Ästuare 9

10 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. Mississippi-Delta: Fluß-dominiert Delta-Ebene zwischen den Distributary Channels: Lakustrin bis brackischsumpfig, oft von marinen Sturmfluten überspült Ganges-Bramaputra-Delta (Ausschnitt): Gezeiten-dominiert Distributary channels Distributary channels Senkrecht zur Küste orientierte Sandbarren und Inseln

11 Nil-Delta: Wellen-dominiert Suez-Kanal Distributary channel Küsten-paralleler Transport der fluviatilen Bodenfracht Distributary channel Zusammenfassend: a Marine Deltasysteme: oft sehr langlebig (einige Mio Jahre) hohe Sedimentationsraten mit hohem biogenen Anteil starke Küstendynamik, insbesondere bei starken Meeresspiegelschwankungen Syn- bis postsedimentäre Dynamik hohe Subsidenz Rutschungen interne vertikale N Sedimentbewegungen (z.b. E Schlammdiapire) Abschiebungen ( growth b faults ) Schlammvulkane (Methan!) wichtige Erdöl- Erdgasfelder! Warri Port Harcourt G 7 wichtige Abschiebungen sonstige Störungen Ölfelder Calabar km SSW Kontinentalhang Küste Beispiel einer Zeitlinie Deltaabfolge Kreide NNE terrigene Sande Ozeanische Kruste marine Tone Niger-Delta 8 obere kontinentale Kruste km km untere kontinentale Kruste km