Sedimentologie

Großräumige Sedimentstrukturen am Meeresboden werden gemeinsam mit der Sektion „Geophysik“ durch Sedimentecholote, wie dem Parasound-System an Bord von Forschungsschiffen visualisiert. Kleinere Sedimentstrukturen wie Schichtung, Bioturbation oder der Gehalt der vom Eis transportierten Gesteinsstückchen (IRD, > 2 mm) werden entweder auf Radiographien untersucht, die bei der Dokumentation der Sedimentkerne angefertigt werden oder mit einem Computertomographen (CT) visualisiert.

Physikalische Sedimentparameter, wie die Schallgeschwindigkeit, Nassdichte und magnetische Suszeptibilität werden sowohl mit dem Multi-Sensor-Core-Logger am ganzen Kern, als auch zur Kalibrierung und Bestimmung des Wassergehaltes und der Korndichten an Einzelproben gemessen. Hierzu werden die Proben gefriergetrocknet, geteilt und analysenfein aufgemahlen. Wichtig ist hierbei eine Bestimmung des Salzgehaltes der gefriergetrockneten Probe (durchaus 2-10 %), damit Einwaagen oder Konzentrationen korrigiert werden können.

Eine wesentliche Aufgabe der Sedimentologie ist die Erkundung der Ablagerungsdynamik und somit der Bestimmung und Auftrennung des Sedimentes nach Korngrößenfraktionen wie Kies (> 2 mm), Sand (2-0,063 mm), Silt (63-2 µm) und Ton (< 2 µm). Jede dieser Fraktionen kann noch weiter unterteilt und die Zusammensetzung separat analysiert werden, um Information über Sedimentherkunft (Provenienz) und Transportprozesse zu erhalten. Die Sand- und die Kiesfraktionen (Grobfraktion) werden durch Siebung abgetrennt. Die Trennung der Silt- und Tonfraktion (Feinfraktion) erfolgt durch Sedimentation in Standzylindern nach der Atterberg-Methode. Die Korngrößenanalyse der Feinfraktionen wird ebenfalls über Sedimentation nach der Stokes’schen Gleichung mit zwei Sedigraphen durchgeführt. Es besteht außerdem die Möglichkeit Korngrößenverteilungen mit Laser- oder Coulter-Analysatoren an den AWI Standorten Potsdam und Sylt zu bestimmen.

Kornformen und die chemische Elementzusammensetzung einzelner kleiner Partikel werden mit dem Rasterelektronenmikroskop (REM) und kombinierter energiedispersiver Röntgenfloureszenzanalyse (EDX) bestimmt.

Die mineralogische Zusammensetzung einer Probe erkunden wir mit einem Röntgendiffraktometer (XRD) sowohl an der aufgemahlenen Gesamtprobe (Bulk) als auch an Filterkuchen-Texturpräparaten der Tonfraktion. Die Konzentrationen der Tonmineralgruppen Chlorit, Illit, Smektit und Kaolinit wird nach der Biscaye (1965) Methode bestimmt. Die Verhältnisse dieser Tonminerale können nicht nur Auskunft über die Herkunft, sondern auch über Verwitterungsbedingungen an der Sedimentquelle geben.