Nederlandse Samenvattingen

Nederlandse
Samenvattingen
Hoofdstuk 1: Over de relatie tussen Zeespiegelveranderingen, carbonaat platform morfologie en vlakwater carbonaat
productie tijdens het late Pleistoceen
In dit hoofdstuk zullen de karakteristieke eigenschappen van ’Highstand
shedding’ (meer sedimentproductie gedurende een hoge zeespiegelstand)
in de Indische Oceaan worden behandeld. Daarvoor zal gebruik worden
gemaakt van de sedimentaire opeenvolging van een diepzee val-kern van
de westelijke helling van het Malé atol (Malediven). Variaties in de sedimenteigenschappen in deze kern zullen worden gekoppeld aan globale en
regionale veranderingen in de zeespiegel gedurende de laatste 150.000 jaar.
Daarnaast worden de invloeden van globale en regionale veranderingen op
de positie van het lokale carbonaatproductievenster beschreven. Dit zal
worden aangevuld met een evaluatie van het effect van de unieke bathymetrische kenmerken van de Malediven op carbonaatproductie en carbonaatexport naar de helling van dit atol evenals de klimaat- en oceanografische configuratie van het totale systeem. Ten slotte zullen de sedimentatieprocessen
op de Malediven worden vergeleken met moderne carbonaatplatformen in
de westelijke Atlantische Oceaan.
Deze studie toont aan dat de hoeveelheden van geëxporteerd ondiep
watercarbonaat naar de locatie van de bestudeerde diepzeekern gedurende
marieneisotopen stadia 2 - 4 en 6 (glaciale periodes) uitzonderlijk laag
zijn geweest. Dit duidt erop dat destijds de zeespiegel minstens 45 meter
lager was dan vandaag (overeenkomstig met de huidige waterdiepte van
de bodem van de meeste atollen), dat het Malé atol blootgesteld was aan
oppervlakte verweringsprocessen en dat er geen ondiep watercarbonaat
werd geproduceerd op het platform en geëxporteerd naar de helling. In
XVII
Nederlandse Samenvattingen
tegenstelling tot glaciale periodes werden tijdens mariene isotopen stadia 1
en 5 (interglaciale periodes) grote hoeveelheden aan ondiep watercarbonaat
geproduceerd op het atol en geëxporteerd naar de helling, wat resulteerde
in grote hoeveelheden aragoniet in de sedimenten van de bestudeerde
diepzeekern. Daarvan kan worden afgeleid dat het platform onderwater
stond en de ondiep watercarbonaatproductie in volle gang was. De afwisseling van overstroming en blootstelling van het Malé atol door de tijd
kan worden bepaald uit variaties in de polariteit en daarmee de verbonden
veranderingen in de amplitudes van bijvoorbeeld de aragonietcurve. De
absolute hoeveelheden van zowel aragoniet als de fijne klei korrelgrootte
fractie (<63 µm) is een directe functie van waterdiepte op het betreffende
carbonaatplatform. Deze hoeveelheden kunnen gezien worden als indicatoren voor de positie van het carbonaatproductievenster, dat wil zeggen
de interactie tussen de stand van de zeespiegel en de waterdiepte in de
platform lagune: des te hoger de hoeveelheden van aragoniet in de sedimenten, des te meer van het platformoppervlak waar sedimentproducenten
kunnen groeien stond onderwater en vielen deze binnen de productiezone en
omgekeerd. Een vergelijking van de sedimentatiepatronen op de Malediven
met patronen op andere carbonaatplatformen in het westelijke deel van de
Atlantische Oceaan laat zien dat deze ook op dezelfde manier functioneren.
Hoofdstuk 2: Over de snelle karakterisering van diepzee carbonaten met behulp van röntgenfluorescentiespectrometrie
en multivariate statistiek.
In dit hoofdstuk zal de sedimentaire opeenvolging van de, in het voorgaande
hoofdstuk beschreven, boorkern worden aangevuld met de uitkomsten van
een analyse van de elementensamenstelling gecombineerd met een multivariate statistische analyse. Voor de elementensamenstelling zal gebruik
worden gemaakt van de zogenoemde röntgenfluorescentiespectrometrie.
Door middel van deze techniek kunnen de relatieve hoeveelheden van de
volgende elementen worden gemeten: aluminium, broom, calcium, chloor,
ijzer, kalium, mangaan, rhodium, silicium, strontium en titanium. Deze
elementen zullen vervolgens worden gekoppeld aan (1) variaties in de productie en export van ondiepe watercarbonaten van het ondiepe platform
naar de diepe helling; (2) aan variaties in de influx van terrestrisch ma-
XVIII
Nederlandse Samenvattingen
teriaal door wind en rivieren en aan de veranderingen in de pelagische
biogene productie. Tot deze proxyrecords behoren aragoniet, de fijne klei
korrelgrootte (<63 µm), calciet met lage hoeveelheden magnesium en het
totale gehalte aan organische koolstof. De niet-gekalibreerde gehaltes aan
elementen zijn als invoer voor een hoofcomponentenanalyse gebruikt. Deze
hoofdcomponentenanalyse produceert meerdere nieuwe variabelen (hoofdcomponenten), welke informatie van de totale dataset bevatten. Deze
variabelen kunnen zodoende worden gebruikt als nieuwe vertegenwoordigers van specifieke milieucondities zoals het klimaat, de oceanografie en
specifieke sedimentologische processen.
De uitkomst van deze studie laat zien dat de toepassing van röntgenfluorescentiespectrometrie op periplatformcarbonaten mogelijk is en dat een
grote verscheidenheid van processen en condities kunnen worden beschreven,
welke bijzonder goed te ontcijferen en te interpreteren zijn. Daarnaast
is deze analysemethode een goedkope en efficiënte manier om complexe
sedimentaire reeksen gedetailleerd te beschrijven. Het blijkt dat hoge
hoeveelheden strontium indicatief zijn voor warme perioden (interglacialen)
en de export van ondiepe watercarbonaten van het platform naar de helling
representeren. Hoge gehaltes van broom treden op tijdens koude periodes
(glacialen) en tonen een hoge pelagische productie aan. Hoge hoeveelheden
aluminium, ijzer, kalium, silicium en titaan duiden op een aanvoer van
terrestrisch materiaal door wind (stof) en rivieren (kleimineralen).
Concluderend kan worden gezegd dat drie elementen aluminium, broom
en strontium toereikend zijn om de afzettingsgeschiedenis van deze diepzee
carbonaten op de Malediven tijdens het Pleistoceen te bepalen, gelet
op de oorsprong van de componenten, de activiteit van het carbonaatproductievenster, de pelagische productie en de influx van terrestrisch
materiaal.
Hoofdstuk 3: Over de invloed van de versterking van
stromingen op de sedimentatie op hellingen in de Inner Sea
van de Malediven.
In dit hoofdstuk zal de sedimentaire data van twee boorkernen worden
gelinkt aan sub-bottom profielen. Deze boorkernen zijn genomen
respectieve-lijk op de helling van Ari en Malé atol, waarbij laatste werd
XIX
Nederlandse Samenvattingen
geïntroduceerd in de voorgaande hoofdstukken. Sub-bottom profielen werden gemaakt met een zogenoemde Parasoundsysteem. Deze profielen zijn
door het uitzenden van akoestische golfen, welke worden gereflecteerd aan
grenzen tussen sedimentaire lagen, gemaakt. Door de tijdinterval tussen
het uitzenden van een akoestische golf en de terugkeer van deze te meten,
kan de diepte van een specifieke laag worden bepaald of de overgang van
een laag tot de volgende. De tijdinterval is ook afhankelijk van de dichtheid
van het water, de fysicalische eigenschappen van het sedimentaire gesteente
en natuurlijk de feitelijke diepte waarvan de diepte zal worden bepaald. De
penetratie van deze akoestische golfen bevindt zich tussen de 5 tot en met
ongeveer 75 meter. Met deze data zal een vergelijking worden gemaakt
tussen de afzettingsmechanismen aan de westelijke en oostelijke kanten van
de Inner Sea van de Malediven carbonaatplatform, waarbij variaties in de
sedimentaire data van de twee boorkernen in acht zullen worden genomen.
De uitkomst van deze studie laat zien dat twee verschillende afzettingsmechanismen actief zijn op telkens de westelijke en oostelijke kanten van
de Inner Sea. In het oostelijke gedeelte is tijdens interglaciale en glaciale
periodes een milieu terug te vinden welke wordt gekarakteriseerd door enkel
afzetting. Het westelijke gedeelte van de Inner Sea wordt gekarakteriseerd
door een afwisseling tussen interglaciale sedimentatie en glaciale erosie.
Deze verschillen tussen het westelijke en oostelijke gedeelte kunnen worden
verbonden aan verschillen in de respectievelijke geomorfologische configuratie van ieder gedeelte en in onmiddellijke omgeving van de boorkernen. De
geomorfologische configuratie beïnvloedt de richtingen en de sterktes van
stromingen, welke wederom zijn gekoppeld aan de Indische moesson. Specifiek in het westelijke gedeelte worden de stromingen geamplificeerd door
een zogenoemde "funneling effect", wat inhoudt dat de stromingssnelheden
en daarmee de kracht van de erosie door deze stromingen steeds sterker
toenemen waardoor minder ruimte voor de watermassa van de stroming
beschikbaar is. Deze geamplificeerde stromingen kunnen doorgaans grover
sediment eroderen en opnieuw afzetten dan een stroming op de Malediven
die niet geamplificeerd is. Dit sedimentatiemodel wordt onderbouwd door
de sub-bottom profielen welke de locaties van de twee boorkernen afdekken.
XX
Nederlandse Samenvattingen
Hoofdstuk 4: Sedimentatiepatronen in de Inner Sea van de
Malediven tijdens het late Pleistoceen
In dit hoofdstuk zal het sedimentatiesysteem van de Inner Sea van de
Malediven worden gekarakteriseerd met behulp van drie boorkernen, welke
zijn geboord langs een oost-west transect. Twee van deze kernen zijn al
beschreven en geïnterpreteerd in de hieraan voorafgaande hoofdstukken.
De proxy data van deze drie zal worden vergeleken en geïnterpreteerd
met betrekking tot interglaciale - glaciale variaties en de afstand tot het
dichtstbijzijnde atol. Verschillen in de afzettingspatronen zullen worden
beschreven alsmede de invloed van de moesson op carbonaat productie en
sediment distributie binnen de Inner Sea van de Malediven. Deze patronen
zullen vervolgens worden vergeleken met afzettingen van de grote Bahama’s
Bank.
De uitkomsten van deze studie laten zien dat sedimentaire pakketten
ononderbroken over het transect terug kunnen worden gevonden als deze
tijdens een interglaciale periode zijn afgezet. Sedimentatiesnelheden tijdens
deze interglaciale periodes zijn in het algemeen hoog geweest in het westelijke en oostelijke gedeelte van de Inner Sea en laag in het centrale deel
van dit sedimentaire bekken. Deze karakteristieke sedimentatiepatronen
zijn typisch voor het zogenoemde ’Highstand shedding’, waarbij vlakwater
carbonaatsediment wordt afgezet op de distale gedeeltes van een helling
en relatief weinig sediment bereikte gedeeltes welke verder verwijderd zijn
van het platform. Specifiek tijdens het mariene isotopen stadium 5 waren
de sedimentatie snelheden hoger in het westelijke gedeelte van de Inner
Sea. Dit kan worden gekoppeld aan een groter carbonaatproductievenster
en een daarmee verbonden intensievere highstand shedding of een sterkere
interglaciale moesson waardoor de export van vlakwatercarbonaat werd
geamplificeerd en deze vormde een sediment keg aan de kant onder de
wind.
Glaciale sedimentaire pakketten zijn gekarakteriseerd door graduale afnemende sedimentatie snelheden vanaf het oostelijke naar het westelijke
deel van de Inner Sea. Zij gaan over in een modus waarbij geen sedimentatie
plaatsvindt in het uiterste westelijke deel. Vergeleken met het interglaciale
scenario zijn de sedimentatiesnelheden het laagst in het centrale deel van de
Inner Sea waardoor maar een kleine verandering kon worden waargenomen
XXI
Nederlandse Samenvattingen
in het oostelijke deel. Dit patroon kan met hoge waarschijnlijkheid worden
verbonden aan een versterkte glaciale moesson, waarbij geamplificeerde
westelijke stromingen door de smalle kanalen tussen de atollen worden
geperst en zodoende sediment naar het westen en noordwesten kon worden
getransporteerd. Deze klimatische en oceanografische configuratie leidde
tot de export van vlakwatercarbonaten vanaf het Ari atol naar de open
oceaan.
Een vergelijking tussen de glaciale en interglaciale scenario’s met andere
carbonaatplatformen in de Indische en Atlantische oceaan brengt aan het
licht dat significante overeenkomsten bestaan met betrekking tot de compositie van sedimenten, de distributie van sedimenten op een helling-bekken
transect en de daar achterliggende processen. Door stromingen gecontroleerde afzettingen komen vaak voor op hellingen van carbonaatplatformen en sedimentaire bekkens (Santaren kanaal, Malediven), kanalen tussen
meerdere platformen (Malediven) en op de plateaus zelf (Marion Plateau).
Deze zogenoemde driftafzettingen en de daarmee verbondene sedimentaire
structuren in seismische profielen moeten met zorgvuldigheid worden geïnterpreteerd, namelijk als regressieve-progradationale afzettingssystemen of
als afzettingssystemen die schakelen van progradational naar stromingsgedomineerd.
XXII