Size and abundance of late Pleistocene reticulofenestrid coccoliths from the eastern Indian Ocean in relation to temperature and aridity

Measurements on coccolith abundance and mass can be used as a signal of primary productivity and pelagic calcification in response to environmental change. The Leeuwin Current (LC) is known to transport warm and low-salinity waters from the Indo-Pacific Warm Pool (IPWP) southwards along the coast of West Australia. Along with the onset of continental aridity during late Neogene, increased strength of the LC may have played a role in reef expansion on the Northwest Shelf.In this study the morphological variation in size and mass of reticulofenestrid coccoliths was assessed in material from IODP Site U1461 in the eastern Indian Ocean spanning the past 500 ka. Both the absolute abundance of all reticulofenstrid coccoliths (Emiliania huxleyi, Reticulofenestra spp., Gephyrocapsa spp. and Pseudoemiliania spp.) was determined, as well as the relative abundance of large versus small coccoliths. Coccolith size and mass were measured quantitatively under circularly polarized light. The data was compared to variations in sea surface temperatures (SST) of the LC, and to continental aridity of Australia. SST fluctuations could influence coccolithophore productivity by affecting their metabolic rate, whereas continental aridity may influence the influx of terrestrial matter by wind.The investigated interval is dominated by small species of Gephyrocapsa. Peak values of absolute abundance and mass were observed during Marine Isotope Stage (MIS) 11, an interglacial period of extended warmth and humidity. These results coupled with high densities of aragonite needles in the same samples indicate the sediments were diluted by material overflowing from the adjacent shallow- water carbonate platform, analogous to the whiting events observed in the modern-day Bahamas. A decrease in abundance of Gephyrocapsa caribbeanica at 240 ka can be linked to the timing of their last common occurrence (LCO), within MIS 7. The subsequent shift to Gephyrocapsa oceanica as the dominant large species may indicate an ecological replacement of G. caribbeanica, or signify warm and low-salinity waters.

Alternate abstract:

Mätningar av abundans och massa hos coccoliter kan användas som en signal för primärproduktion och pelagisk förkalkning som resultat av miljöförändringar. Leeuwin Current (LC) är känd för att transportera varmt vatten och vatten med låg salthalt från Indo-Pacific Warm Pool (IPWP) söderut längs kusten i västra Australien. Tillsammans med början av kontinental torka under sen Neogen kan ökad styrka hos LC ha spelat en roll i expansionen av rev på nordvästsockeln. I denna studie bedömdes den morfologiska variationen i storlek och massa hos coccoliter i material från IODP plats U1461 i östra Indiska oceanen från de senaste 500 000 åren. Både den absoluta abundansen av alla reticulofenstridcoccoliter (Emiliania huxleyi, Reticulofenestra spp., Gephyrocapsa spp. och Pseudoemiliania spp.) bestämdes, liksom den relativa abundansen av stora jämfört med små coccoliter. Storlek och massa av coccoliter mättes kvantitativt under cirkulärt polariserat ljus. Uppgifterna jämfördes med variationer i havsytans temperatur (SST) hos LC, och med kontinental torrhet i Australien. SST-fluktuationer kan påverka produktiviteten hos coccolitoforider genom att påverka deras metabolism, medan kontinental torrhet kan påverka inflödet av markmaterial med vind. Det undersökta intervallet domineras av små arter av Gephyrocapsa. Toppvärden av absolut abundans och massa observerades under marinisotopsteget (MIS) 11, en interglacial period med förlängd värme och fuktighet. Dessa resultat kombinerat med hög densitet av aragonitnålar i samma prover indikerar att sedimenten späddes ut med material som svämmade över från den intilliggande grunda karbonatplattformen, vilket är jämförligt med de vitningshändelser som har observerats i dagens Bahamas. En minskning i abundans av Gephyrocapsa caribbeanica vid 240 ka kan kopplas till tidpunkten för deras senaste gemensamma förekomst (LCO) inom MIS 7. Den efterföljande övergången till Gephyrocapsa oceanica som den dominerande stora arten kan indikera en ekologisk ersättning av G. caribbeanica, eller indikera varmt vatten med låg salthalt.