High resolution paleoenvironmental and chronological investigations of Norse landnám at Tasiusaq, Eastern Settlement, Greenland

High-resolution paleoenvironmental data from a peat profile with a small pollen source area are used to reconstruct the impacts of landnám on vegetation and soils at a Norse farm complex (∅2 at Tasiusaq) comprising two farms in the Eastern Settlement of Greenland. Analyses include the AMS ¹⁴C dating of plant macrofossil samples and the use of Bayesian radiocarbon calibration to construct improved age-depth models for Norse cultural horizons. The onset of a regional landnám may be indicated by the clearance of Betula pubescens woodland immediately prior to local settlement. The latter is dated to AD 950-1020 (2σ) and is characterised by possible burning of Betula glandulosa scrub to provide grassland pasture for domestic stock. Clearance and grazing resulted in accelerated levels of soil erosion at a westerly farm. This was followed by an easterly migration of settlement and agriculture. Site constraints prevent an assessment of the demise of the easterly farm, but pressures of overgrazing and land degradation may have been the major factors responsible for the abandonment of the earlier farm.     

Cr-spinel/olivine and Cr-spinel/liquid nickel partition coefficients from natural samples

The Nernst partition coefficient of nickel (D^Ni) between Cr-spinel and silicate melt in natural systems has been investigated using mid-ocean ridge basalts (MORB) and other volcanic rocks. The Cr-spinel/olivine D^Ni values in volcanic rocks are between 1.2 and 0.3, indicating that the Cr-spinel/liquid D^Ni values vary from slightly higher to significantly lower than the olivine/liquid D^Ni values in natural systems. The Cr-spinel/liquid D^Ni values from the MORB samples vary between 6 and 11, slightly higher than those from the S-bearing experiments of Satari et al. [Satari P., Brenan J. M., Horn I. and McDonough W. F. (2002) Experimental constraints on the sulfide- and chromite-silicate melt partitioning behavior of rhenium and platinum-group elements. Economic Geology97, 385-398]. The results of the MORB samples and the experiments of Satari et al. (2002) indicate a negative correlation between the Cr-spinel/liquid D^Ni and the X_Cr values in Cr-spinels (Cr cation number on the basis of 3 total cations in the spinel structure). Variations of Cr-spinel/liquid D^Ni values with Cr-spinel compositions can be estimated from an empirical equation based on the results of the MORB samples and the experiments by Satari et al. (2002). The choice of Cr-spinel/liquid D^Ni = 10 for numerical modeling by Righter et al. [Righter K., Leeman W. P. and Hervig R. L. (2006) Partitioning of Ni, Co, and V between spinel-structured oxides and silicate melts: importance of spinel composition. Chemical Geology227, 1-25] is reasonable for basaltic systems. For picritic and komatiitic systems a lower value of ∼5 is more appropriate.     

Iron isotope fractionation in subterranean estuaries

Dissolved Fe concentrations in subterranean estuaries, like their river-seawater counterparts, are strongly controlled by non-conservative behavior during mixing of groundwater and seawater in coastal aquifers. Previous studies at a subterranean estuary of Waquoit Bay on Cape Cod, USA demonstrate extensive precipitation of groundwater-borne dissolved ferrous iron and subsequent accumulation of iron oxides onto subsurface sands. Waquoit Bay is thus an excellent natural laboratory to assess the mechanisms of Fe-isotope fractionation in redox-stratified environments and determine potential Fe-isotope signatures of groundwater sources to coastal seawater. Here, we report Fe isotope compositions of iron-coated sands and porewaters beneath the intertidal zone of Waquoit Bay. The distribution of pore water Fe shows two distinct sources of Fe: one residing in the upward rising plume of Fe-rich groundwater and the second in the salt-wedge zone of pore water. The groundwater source has high Fe(II) concentration consistent with anoxic conditions and yield δ⁵⁶Fe values between 0.3 and −1.3‰. In contrast, sediment porewaters occurring in the mixing zone of the subterranean estuary have very low δ⁵⁶Fe values down to −5‰. These low δ⁵⁶Fe values reflect Fe-redox cycling and result from the preferential retention of heavy Fe-isotopes onto newly formed Fe-oxyhydroxides. Analysis of Fe-oxides precipitated onto subsurface sands in two cores from the subterranean estuary revealed strong δ⁵⁶Fe and Fe concentration gradients over less than 2m, yielding an overall range of δ⁵⁶Fe values between −2 and 1.5‰. The relationship between Fe concentration and δ⁵⁶Fe of Fe-rich sands can be modeled by the progressive precipitation of Fe-oxides along fluid flow through the subterranean estuary. These results demonstrate that large-scale Fe isotope fractionation (up to 5‰) can occur in subterranean estuaries, which could lead to coastal seawater characterized by very low δ⁵⁶Fe values relative to river values.     

Die Porositäten toniger Keuper- und Jura-Sedimente Südwestdeutschlands

After a short review of the basic principles governing compaction of clayey sediments, investigations of the porosities of Mesozoic shales from southwestern Germany are reported. The results reveal the influence of grain size, mineral content, temperature, and organic matter on the porosity of shales. All these and other factors have to be considered when evaluating primary porosities of shales at the time of deposition.     

Baryt und ankerit aus Ammoniten des Berner Juras (Schweiz)

Barite has been found for the first time in the Swiss Jura (Hirni, Passwang). Small, white crystals of barite with yellow ankerite grow on calcite in different chambers of a Bajocian ammonite. Chemical data (by microprobe analysis) and lattice parameters (refined by leastsquares from powder patterns) are given for the two minerals. There is a distinct correlation between the cell dimensions and the chemical composition for both of them. The genesis is discussed.     

Discussion of the Möller radiation chart

Summary M?ller's assumptions for the carbon dioxide-water vapor overlap region, which lead to the construction of his radiation chart, are reinvestigated in the light of modern theory. A new radiation chart, taking into account the carbon dioxide-water vapor overlap, is constructed using water vapor and carbon dioxide absorption data as furnished byM?ller andElsasser respectively. The results of the radiative fluxes computed from the new chart are compared with equivalent results using the original M?ller and the revised Elsasser radiation diagrams, as well as with measurements.

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Zusammenfassung Die Berechtigung derM?llerschen Annahme zur getrennten Behandlung von Kohlens?ure- und Wasserdampfabsorption zwecks Konstruktion eines atmosph?rischen Strahlungsdiagrammes wird im Lichte der modernen Theorie diskutiert. Ein neues Strahlungspapier wird vorgelegt, das die gleichzeitige Anwesenheit von Kohlens?ure und Wasserdampf im gleichen Spektralbereich berücksichtigt. Dieses beruht auf Wasserdampf- und Kohlens?uredaten, die vonM?ller undElsasser vorgegeben wurden. Nach dem neuen Strahlungsdiagramm berechnete Werte werden mit Me?werten und theoretischen Werten verglichen, die mit dem ursprünglichen M?llerschen und mit dem verbesserten Elsasserschen Strahlungspapier ermittelt wurden.

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Résumé Au vu des théories modernes, on discute l'hypothèse formulée parM?ller et sa justification, hypothèse selon laquelle il est nécessaire de traiter séparément l'absorption du dioxyde de carbone et celle de la vapeur d'eau lors de l'établissement d'un diagramme du rayonnement atmosphérique. On propose alors un nouvel abaque qui tient compte de la présence simultanée du dioxyde de carbone et de la vapeur d'eau dans la même région spectrale. Cet abaque s'appuie sur les valeurs données parM?ller et parElsasser, valeurs valables pour ces deux gaz. On compare le résultat de calculs effectués avec ce nouvel abaque à des mesures et à des valeurs théoriques ces dernières étant basées tant sur les travaux originaux deM?ller que sur l'abaque amélioré deElsasser.

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With 4 Figures     

Aplicación del cálculo de las diferencias al problema del efecto de embalse

Resumen Presentamos una solución numérica del problema del efecto de embalse con ayuda de una ecuación lineal inhomogénea en diferencias finitas de primer orden, suponiendo una ley lineal del desagüe. Este método numérico es de maneje cómodo para un cálculo aproximado.

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Zusammenfassung Es wird die numerische Bestimmung der Seeretention mittels der Lösung einer linearen inhomogenen Differenzengleichung 1. Ordnung dargelegt. Dieses numerische Verfahren ist für eine Näherungsrechnung besonders geeignet.

     

Ergebnisse von Temperaturmessungen im Gemünder Maar/Eifel

Zusammenfassung Auf Grund von Messungen im Gemünder Maar/Eifel in den Jahren 1959 und 1960 wird der Jahresverlauf der Temperatur in verschiedenen Tiefen und das Verhalten der Sprungschicht diskutiert. Zusammen mit Registrierungen der Globalstrahlung in Köln ergibt sich ein Einblick in den Wärmehaushalt des Sees.

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Summary Based on measurements in the Gemünder Maar/Eifel during the years 1959 and 1960, the annual variation of water temperature in different depths and the behaviour of the discontinuity layer (thermocline) are discussed. Taking into consideration records of global radiation in Cologne, and estimation of the thermal economy of the lake is possible.

     

Der Pyroxentuff vom Heilsberg im Hegau

Zusammenfassung Das Tuffvorkommen vom Heilsberg bei Gottmadingen im Hegau wurde neu kartiert und mineralogisch untersucht. Die Korngrößenverteilung zeigt ein deutliches Maximum bei 0,6–1,2 mm. Der Tuff besteht aus 40% magmatogenem Material und 60% Bestandteilen des durchschlagenen Untergrundes. Die magmatogenen Komponenten sind 17% Einzehnineralien, 10% Grundmasse und 13 % Auswürflinge. Unter den Einzelmineralien wiegt der Pyroxen (Fassait) vor, daneben kommen Amphibol, Biotit und Magnetit, ferner Apatit und Analcim sowie einige seltenere Mineralien vor. Für Pyroxen, Amphibol, Biotit und Magnetit werden chemische Analyse und optische Eigenschaften mitgeteilt. Die größte Menge der magmatogenen Auswürflinge sind kugelförmige Lapilli, die hinsichtlich ihrer Entstehung genauer untersucht und chemisch analysiert wurden. Seltener sind grobkristalline, dunkle und belle Bomben, deren Mineralgehalt und chemische Zusammonsetzung genauer beschrieben werden. Sic stellen wahrscheinlich Differentiate des Heilsbergmagmas dar. Die ehemals glasige, magmatogene Grundmasse des Tuffs liegt heute als ein Gemenge von Montmorillonit und Calcit vor.Aus den nichtmagmatogenen Bestandteilen kann auf den Untergrund im Bereich des Heilsbergvulkans geschlossen werden. Aus dem Deckgebirge wurden Tertiär, Mahn, Dogger, Jura, Keuper und Muschelkalk nachgewiesen. Das Grund-gebirge besteht hauptsächlich aus granodioritischen bis granitischen Gesteinen und enthält auffallenderweise nur wenig Gneise. Der Herd der Eruption dürfte mindestens 4000 m tief liegen.Der Chemismus des Heilsbergmagmas ist hornblenditisch. Es ist dem Magma der Melilithite verwandt und leitet zu den Phonolithen des Hegau über. Das Gestein ist als hornblenditischer Pyroxen-Analcim-Tuff zu bezeichnen.Zwei unabhängige Bestimmungen nach der K-Ar-Methode ergaben für den Biotit des Tuffs ein obermiozänes Alter von 14,0 bzw. 14,5 Mill. Jahren.Mit 2 Textabbildungen