The potential of dust detection by means of µXRF scanning in Eifel maar lake sediments

Mittels kontinuierlicher und hochauflösender μXRF-Geochemieanalysen wird die Variabilität äolischer Sedimente der letzten 60.000 Jahre rekonstruiert. Dazu werden zwei Sedimentbohrkerne jeweils aus einem Maarsee und einem Trockenenmaar (Eifel, Deutschland) untersucht. Beide Kerne umfassen das letzte Glazial, einschließlich des MIS-3, des LGM und MIS-2, Transition I als auch das Holozän. Die energiedispersive RFA-Messungen der Eagle III μXRF wird direkt an Harz imprägnierten Proben angewendet. Diese sogenannten Tränklinge bilden die Grundlage für die Herstellung von petrographischen Dünnschliffen und somit können die Messergebnisse direkt mit einer Mikrofaziesanalyse verglichen werden. Anhand eines Sedimentkerns wird gezeigt, dass eine Quantifizierung der μXRF-Ergebnisse mittels der undamentalparametermethode geeignete ist. Eine Überprüfung der Ergebnisse findet dabei mit wellenlängen-dispersiven RFA-Messungen an diskreten Proben statt. Die Ergebnisse zeigen, dass sich jedes einzelne Maar in der lithologischen Zusammensetzung und damit auch geochemisch unterscheidet. Deshalb wird auf die grundlegenden Prozesse der Elementdeposition in die Seen eingegangen, die mit der Ablagerung von Sedimenten, der Variabilität der chemischen Verwitterung oder der Wasserzirkulation in Zusammenhang stehen. Mittels Hauptkomponentenanalysen standardisierter Variablen ist darüber hinaus die objektive Ableitung eines äolischen Sedimentsignals möglich. Es wird gezeigt, dass dieser Ansatz verlässliche Ergebnisse für alle untersuchten Zeitabschnitte liefert, solange für die Interpretation weitere Kenntnisse über die Lithologie und Paläoökologie zur Verfügung stehen. Das auffälligste Element zur Charakterisierung von Staub ist in beiden untersuchten Kernen Kalzium. Die höchsten Werte (>5 Gew.-%) werden während vollglazialer Bedingungen erreicht. Kalzium hat einen wesentlichen Einfluss auf den Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse. Eine zusätzliche Kombination der Kalziumgehalte mit dem Staubfaktor der Hauptkomponentenanalyse sowie Grauwertmessungen verbessert den Nachweis äolischen Staubs in laminierten Seesedimenten zusätzlich. In beiden Kernen konnten Sedimente mit erhöhten Staubkonzentrationen geochemisch nachgewiesen werden: Während des MIS-3 sind das vor allem das größte Heinrich-Ereignis H4 sowie der Anstieg des atmosphärischen Staubgehalts während der Wiedervereisung der Inlandsgletscher. Weiterhin ist das gesamte MIS-2 einschließlich LGM und der Jüngeren Dryas von starker Staubdeposition charakterisiert. Eine erhöhte Staubkonzentration ist ebenfalls ab dem Subboreal nachgewiesen und wird als anthropogene Aktivität gedeutet.researc

IRSL Signals from Maar Lake Sediments Stimulated at Various Temperatures

Optisch stimulierte Lumineszenz (OSL) und infrarot stimulierte Lumineszenz (IRSL) wurden an sieben Feinkorn Proben von Kern JW3 aus dem Trockenmaar Jungfernweiher gemessen. Zwei verschiedene post-IR IRSL Messprotokolle (blaue Detektion) wurden an den polymineralischen Feinkörnern (4–11 μm) angewandt. Diese Protokolle beinhalten eine Stimulation mit IR bei 50°C für bis zu 200 s vor einer weiteren IR Stimulation bei erhöhten Temperaturen bei 225°C für 100 s oder 290°C für 200 s. Die OSL von Quarz sättigt bei Dosen von 260–300 Gy und die De-Werte, die mit IRSL bei 50°C (IR50) erhalten werden, nehmen mit der Tiefe nicht zu. Dies weist darauf hin, dass auch dieses Signal bei ~500 Gy in Sättigung geht. De-Werte des post-IR IRSL Signals bei 225°C (pIRIR225) und 290°C (pIRIR290) nehmen jedoch mit der Tiefe von ~800 Gy bis ~1400 Gy zu, und zeigen ein korrigiertes Minimalalter von ~200 ka für die jüngsten Sedimente an. Die durchschnittlichen im Labor gemessene Fadingraten liegen für IR50 bei 4.09 ± 0.02%/decade und für pIRIR225 bei 2.55 ± 0.14%/decade. Für Probe JWS1 wurde für pIRIR290 ein g-value von 0.52 ± 1.12%/decade gemessen. Sowohl fading korrigierte pIRIR225 als auch unkorrigierte pIRIR290 De-Werte der jüngsten Probe (~16 m unterhalb der heutigen Erdoberfläche) weisen auf ein Alter von ~250 ka für die oberste Probe hin. Für die ältesten Proben, die in ~94 m unterhalb der heutigen Erdoberfläche genommen wurden, wurden Alter von bis zu ~400 ka gemessen.researc

Terrigenous plant wax inputs to the Arabian Sea : implications for the reconstruction of winds associated with the Indian Monsoon

Author Posting. © The Authors, 2005. This is the author's version of the work. It is posted here by permission of Elsevier B. V. for personal use, not for redistribution. The definitive version was published in Geochimica et Cosmochimica Acta 69 (2005): 2547-2558, doi:10.1016/j.gca.2005.01.001.We have determined the accumulation rates and carbon isotopic compositions (δ13C) of long-chain (C24–C32) terrigenous plant wax fatty acids in 19 surface sediment samples geographically distributed throughout the Arabian Sea in order to assess the relationship between plant wax inputs and the surrounding monsoon wind systems. Both the accumulation rate data and the δ13C data show that there are three primary eolian sources of plant waxes to the Arabian Sea: Africa, Asia, and the Arabian Peninsula. These sources correspond to the three major wind systems in this region: the summer (Southwest) monsoon, the winter (Northeast) monsoon, and the summer northwesterlies that blow over the Arabian Peninsula. In addition, plant waxes are fluvially supplied to the Gulf of Oman and the Eastern African margin by nearby rivers. Plant wax δ13C values reflect the vegetation types of the continental source regions. Greater than 75% of the waxes from Africa and Asia are derived from C4 plants. Waxes delivered by northwesterly winds reflect a greater influence (25–40%) of C3 vegetation, likely derived from the Mesopotamian region. These data agree well with previously published studies of eolian dust deposition, particularly of dolomite derived from the Arabian Peninsula and the Mesopotamian region, in surface sediments of the Arabian Sea. The west-to-east gradient of plant wax δ13C and dolomite accumulation rates are separately useful indicators of the relationship between the northwesterly winds and the winds of the Southwest monsoon. Combined, however, these two proxies could provide a powerful tool for the reconstruction of both southwest monsoon strength as well as Mesopotamian aridity.This work was supported by a SGER grant from the National Science Foundation to D.O. and a Schlanger Ocean Drilling Fellowship to K.D

El Niño variability off Peru during the last 20,000 years

Here we present a high-resolution marine sediment record from the El Niño region off the coast of Peru spanning the last 20,000 years. Sea surface temperature, photosynthetic pigments, and a lithic proxy for El Niño flood events on the continent are used as paleo–El Niño–Southern Oscillation proxy data. The onset of stronger El Niño activity in Peru started around 17,000 calibrated years before the present, which is later than modeling experiments show but contemporaneous with the Heinrich event 1. Maximum El Niño activity occurred during the early and late Holocene, especially during the second and third millennium B.P. The recurrence period of very strong El Niño events is 60–80 years. El Niño events were weak before and during the beginning of the Younger Dryas, during the middle of the Holocene, and during medieval times. The strength of El Niño flood events during the last millennium has positive and negative relationships to global and Northern Hemisphere temperature reconstructions