Spurenfossilien sind versteinerte Strukturen, die auf oder in einem Substrat durch die Lebensprozesse antiker Organismen entstanden sind, darunter Spuren, Pfade, Höhlen, Bohrungen und andere Strukturen. Ichnozönose, eine Reihe von Spurenfossilien, die die Arbeit einer bestimmten benthischen Gemeinschaft darstellen, ist ein leistungsstarkes Werkzeug zur Rekonstruktion sedimentärer Umgebungen und zur Ermittlung paläoumweltbezogener Faktoren.
Trübungsströme sind ein wichtiger Vermischungsweg für geschichtete Gewässer in modernen sauerstoffarmen Becken. Diese Dichteströme transportieren Sedimente und sauerstoffreiches Wasser aus Flachwasserumgebungen in tiefe Becken, was die Chemie und den Sauerstoffgehalt des Tiefbeckenwassers erheblich verändern kann. Durch Trübungsströme verursachte Sauerstoffanreicherungsereignisse in sauerstoffarmen Becken wurden jedoch selten direkt in den geologischen Aufzeichnungen nachgewiesen.
Kürzlich hat Assoc. Prof. Zheng Quanfeng und Prof. Cao Changqun vom Nanjing Institute of Geology and Paleontology of the Chinese Academy of Sciences (NIGPAS) führten hochauflösende sedimentologische und ichnologische Studien am oberen Teil der Talung-Formation in Shangsi, Stadt Guangyuan, Provinz Sichuan, durch , Südwestchina, um den dynamischen Prozess der durch Trübungsströme induzierten benthisch-marinen Sauerstoffanreicherung aufzudecken, der durch aufeinanderfolgende Ichnozönosen nachgewiesen wird. Diese Studie wurde veröffentlicht in Geologische Zeitschrift am 11. Juli.
Die Forscher fanden heraus, dass der untersuchte Abschnitt hauptsächlich aus Hintergrundsedimentation von Schwarzschiefer und schneller Ereignissedimentation von feinkörnigem Calciturbidit bestand. Der Schwarzschiefer wies feine Laminierungen und eine schwache Bioturbation auf und es fehlten primäre Gänge (Gänge, die während der Ablagerung des Schwarzschiefers entstanden sind), was auf anoxische benthische Meeresbedingungen hinweist. Der Calciturbidit war stark bioturbiert und enthielt reichlich Primärhöhlen.
Basierend auf übergreifenden Beziehungen und Merkmalen der Baufüllung erkannten sie drei aufeinanderfolgende Ichnozönosen in den typischen Calciturbiditen: die Frühphase der Ichnozönose Thalassinoides/Scolicia (ein fragwürdiger Ichnogenus), einschließlich Thalassinoides/Scolicia, Zoophycos und Planolites, die die größte aufweist maximalen Baudurchmesser (MBD) und maximale Eindringtiefe (MPD) und stellt den höchsten Sauerstoffgehalt unter den drei Ichnozönosen dar; die spätere Planolites-Zoophycos-Ichnozönose, einschließlich Zoophycos, Planolites, große Chondrite und kleine Chondrite, die die moderate MBD und MPD aufweist und den moderaten Sauerstoffgehalt darstellt; die neueste Phase der Zoophycos-Ichnozönose, bestehend aus monospezifischen Zoophycos-Höhlen, die die kleinste MBD und MPD aufweist und den niedrigsten Sauerstoffgehalt darstellt.
Die Thalassinoides/Scolica-Ichnozönose entstand ganz am Ende und unmittelbar nach der Einlagerung der Turbidite und stellte den Höhepunkt der durch die Trübung verursachten Sauerstoffanreicherung dar. Die Planolites-Zoophycos-Ichnozönose entstand in einem späteren Stadium nach der Einlagerung der Turbidite, was auf einen vergleichsweise stärker reduzierten Zustand des Grundwassers hinweist. Die Zoophycos-Ichnozönose entstand in einem weiteren späteren, aber relativ langen Stadium nach der Einlagerung der Turbidite, was auf einen viel stärker reduzierten Zustand des Grundwassers hinweist.
„Diese Studie hat gezeigt, dass Trübungsströmung ein wirksames Mittel ist, um Grundwasser in sauerstoffarmen Becken lokal mit Sauerstoff anzureichern, was erhebliche Auswirkungen auf benthische Gemeinschaften hat“, sagte Zheng.
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Quan-Feng Zheng et al., Dynamischer Prozess der durch Trübungsströme induzierten benthisch-marinen Sauerstoffanreicherung, nachgewiesen durch sequentielle Ichnozönosen: Ein Beispiel aus einem sauerstoffarmen Becken im späten Perm, Geologische Zeitschrift (2023). DOI: 10.1002/gj.4837