Traditionelles Forschungsobjekt im kontinentalen Jungpaläozoikum sind Feuchtbiotope in Graufazies. Im Unterperm finden sich dort jedoch nur konservative, verarmende Biozönosen karbonischen Charakters. Moderne, zum Mesozoikum überleitende Faunen- und Floren entwickeln sich in trockeneren Arealen der Rotfazies bzw. instabilen Environments. Das schmale, nur 22 x 6 km große Döhlen-Becken, ein syn-depositional basin im Bereich des Elbe-Lineament, liefert mit der direkten Nachbarschaft von 'lowland', 'upland' und 'extra-basinal' Biotopen ein singuläres Forschungsobjekt für die Interaktion von Klima, Geomorphologie und Vulkanismus im Kontext zu globalen Klimaprozessen und der Evolution von Floren und Faunen im Übergang zum Mesophytikum/Mesozoikum. Die zu untersuchenden, von vulkanischen Aschefällen (bis zu 50 Prozent der Sedimente) dominierten Bio- und Lithofaziesmuster sollen zusammen mit geochemischen Signalen in Siliciten, Kohlen und Bitumina Aufschluss über obige Interaktion zwischen abiotischen und biotischen Faktoren und Prozessen geben. Schwerpunkt sind Genese und Fossilführung von Pyroklastiten und Cherts.
The ratio of 18O to 16O in cherts and other chemical sediments has increased by about 15‰ over geological time, but the cause of this increase is debated. Here, we provide a 1D sediment-column model designed to investigate the role of diagenesis, and specifically the heat flow through marine sediments, in setting the chert oxygen isotope ratios. The model simulates the transformation of amorphous silica (opal-A) to crystalline quartz via an intermediate phase by using a silicon mass balance that is driven by the kinetics and thermodynamics of silica phase dissolution and (re)precipitation. The model demonstrates that heat flow through marine sediments influences the rate, and therefore depths, temperatures, and oxygen isotope compositions, at which cherts form. The implication is that because global heat flow from the solid Earth has decreased through geological time, heat flow is an important contributing factor to the long-term trend in chert oxygen isotope composition.
The model is provided as a set of Matlab scripts (".m" files) and assorted input datasets provided as standard plain text files. The model is described in full in the manuscript "Chert oxygen isotope ratios are driven by Earth's thermal evolution" by Michael Tatzel, Patrick J. Frings, Marcus Oelze, Daniel Herwartz, Nils K. Lünsdorf, and Michael Wiedenbeck, and in the online Supporting Information associated with the manuscript. Once downloaded and unzipped, the files should be added to the local Matlab search path. The parameters of interest can be changed in the first few lines of 'chertKineticModel.m'. No other files need to be opened or modified. These files have been tested in Matlab R2020a running on Mac OS X 12.2.1 and in Matlab R2022b on Mac OS X 12.6.1.