Spuren von eplosiven Eruptionen in kretazischen bis quartären Sedimenten des Indischen Ozeans
Mineralogie, Petrologie und Geochemie
Zusammenfassung der Projektergebnisse
Die Untersuchung der Provenanz von weit verbreiteten Tephraablagerungen ist wichtig, um systematische Veränderungen in den Quellen, der Verbreitung, und den Veränderungen des regionalen explosiven Vulkanismus abzuleiten. Lange Tephrazeitreihen sind vor allem in den erbohrten Tiefseesedimenten erhalten und verfügbar. In diesem Projekt etablierten wir eine robuste Tephrochronostratigraphie für 235 primäre marine Tephras, welche während der IODP-Expeditionen 353, 354 und 362 gesammelt wurden, ergänzt durch ältere Bohrkerne der ODP und DSDP Legs 22, 119, 120, 121 und 183. Zweiundzwanzig weit verbreitete, von Inselbögen stammende Tephra-Schichten, assoziiert mit einzelnen Eruptionen, können durch geochemische Fingerabdrücke zwischen mehreren Bohrlöchern korreliert werden. Diese liefern neun Quartäre und 13 Neogene zeitliche Verbindungspunkte in der Sedimentsequenz. Die Provenanzanalyse der marinen Tephra-Schichten, welche auf der Glaszusammensetzung basiert, weist 11 dieser Schichten einer Toba-ähnlichen Quelle zu, die von 24 Ma bis 75 ka reicht, wobei die jüngste Korrelation der sogenannte „Young Toba Tuff“ ist. Basierend auf Verteilungsmustern, Mächtigkeitszerfall und Zusammensetzungen können weitere 11 Tephren dem nördlichen Sumatra-Inselbogen oder dem Andaman-Inselbogen zugeordnet werden. Quartäre Tephra-Volumina und Magmamassen für die (Co-Ignimbrit-)Fallouts, einschließlich der vier großen Toba-Ereignisse, werden auf der Grundlage der zusammengestellten marinen Tephra-Verteilung geschätzt, und durch bekannte proximale Ignimbrit-Volumen ergänzt und reichen von 129 km3 DRE (Haranggaol Dacite Tuff; Magnitude M=7,5) bis 5.600 km3 DRE (DRE= dense rock equivalent) für den Young Toba Tuff (M=8,9). Letzterer liegt zwischen den bisher publizierten Abschätzungen. Erste Schätzungen des minimalen Eruptionsvolumens für die Tephren des Neogens implizieren Eruptionsstärken im Bereich von M= 6,5 bis M= 7,5. Dies weist auf eine kontinuierliche Geschichte großer explosiver Eruptionen aus dem Sumatra-/Andaman-Bogen seit dem Neogen hin. Durch die Einbeziehung neuer Zirkonalter in bestehende Altersmodelle, schließen wir auf mindestens zwei Hauptphasen des hochexplosiven Inselbogenvulkanismus vom frühen Miozän bis zum Pleistozän, sowie drei Episoden im Zusammenhang mit explosivem Ozeaninselvulkanismus, deren Hinweise auf dem Kerguelen-Plateau, dem Broken Ridge und in der Nähe von Réunion gefunden wurden. Dies wird auch durch das vulkanogene Signal in den Hintergrundsedimenten unterstützt. Insgesamt lässt die neue Quartäre Tephrazeitreihe eine großen Eruption alle 200.000 Jahre erkennen, die von Sumatra stammt.
Projektbezogene Publikationen (Auswahl)
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Release of mineral-bound water prior to subduction tied to shallow seismogenic slip off Sumatra. Science, 356(6340), 841-844.
Hüpers, Andre; Torres, Marta E.; Owari, Satoko; McNeill, Lisa C.; Dugan, Brandon; Henstock, Timothy J.; Milliken, Kitty L.; Petronotis, Katerina E.; Backman, Jan; Bourlange, Sylvain; Chemale, Farid; Chen, Wenhuang; Colson, Tobias A.; Frederik, Marina C. G.; Guèrin, Gilles; Hamahashi, Mari; House, Brian M.; Jeppson, Tamara N.; Kachovich, Sarah; ... & Zhao, Xixi
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Understanding Himalayan erosion and the significance of the Nicobar Fan. Earth and Planetary Science Letters, 475(c(2017, 10)), 134-142.
McNeill, Lisa C.; Dugan, Brandon; Backman, Jan; Pickering, Kevin T.; Pouderoux, Hugo F.A.; Henstock, Timothy J.; Petronotis, Katerina E.; Carter, Andrew; Chemale, Farid; Milliken, Kitty L.; Kutterolf, Steffen; Mukoyoshi, Hideki; Chen, Wenhuang; Kachovich, Sarah; Mitchison, Freya L.; Bourlange, Sylvain; Colson, Tobias A.; Frederik, Marina C.G.; Guèrin, Gilles; ... & Thomas, Ellen
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Sedimentology, stratigraphy and architecture of the Nicobar Fan (Bengal–Nicobar Fan System), Indian Ocean: Results from International Ocean Discovery Program Expedition 362. Sedimentology, 67(5), 2248-2281.
Pickering, Kevin T.; Pouderoux, Hugo; McNeill, Lisa C.; Backman, Jan; Chemale, Farid; Kutterolf, Steffen; Milliken, Kitty L.; Mukoyoshi, Hideki; Henstock, Timothy J.; Stevens, Duncan E.; Parnell, Charlie & Dugan, Brandon
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Data report: chemical compositions of marine tephra layers in the Indian Ocean, IODP Expeditions 353 and 362. Proceedings of the International Ocean Discovery Program (c(2023, 4, 4)). International Ocean Discovery Program.
Kutterolf, S.O.; Schindlbeck, J.C.; Pank, K.; Wang, K-L. & Lee, H-Y.
