Pleistocene to Holocene benthic foraminiferal assemblages from the Peruvian continental margin

Zeynep Erdem and Joachim Schönfeld

Plain Language Abstract

The majority of modern foraminifera pursue a benthic lifestyle, and they constitute an important group of organisms in benthic ecosystems with high levels of environmental adaptation, contributing significantly to biogeochemical cycling. Foraminiferal tests are readily preserved in the near-surface sediments after reproduction, thus providing a fossil record of environmental changes, such as bottom-water temperature, surface ocean productivity, or bottom and pore water ventilation. Foraminifera are therefore important tools for reconstructions of oceanographic conditions in the past. This study presents the benthic foraminiferal species inventory and assemblage composition observed in sediment cores that were recovered from offshore Peru. The sediment samples cover the last 22 thousand years including the transition from the last ice-age to the present warm period, thus, a major climatic event. Additionally, a documentation with incident light and scanning electron microscopic images of common species from the samples is presented, a timely contribution to our knowledge of Peruvian benthic foraminifera.

Resumen en Español

Asociaciones de foraminíferos bentónicos pleistocenos a holocenos del margen continental peruano

El inventario de foraminíferos bentónicos y la composición de sus asociaciones fueron documentados a lo largo de cinco testigos sedimentarios del margen peruano entre 3°S y 18°S a profundidades de agua de 500 a 1250 m, cubriendo el límite inferior de la Zona Mínima de Oxígeno (ZMO). El énfasis fue puesto en determinados intervalos temporales de los últimos 22 mil años cuando prevalecieron condiciones climáticas y oceanográficas distintas a las actuales. En total, tres especies aglutinadas y 186 calcáreas fueron reconocidas. Bolivina costata, Bolivinita minuta, Cassidulina delicata y Epistominella exigua fueron las más abundantes. Las distribuciones de foraminíferos revelaron un cambio marcado en la composición de las asociaciones particularmente en los testigos más profundos durante y luego de la deglaciación. La diversidad declinó y las especies de Bolivina se volvieron dominantes. Estos cambios tuvieron lugar gradualmente a lo largo de milenios y no se registraron fluctuaciones de alta frecuencia. Este patrón provee evidencia de condiciones ecológicas relativamente estables y cambios lentos en la circulación de las aguas de fondo durante la última deglaciación.

Resumen en lenguaje sencillo
La mayoría de los foraminíferos modernos tienen un estilo de vida bentónico y constituyen un grupo importante de organismos en los ecosistemas bentónicos, con altos niveles de adaptación ambiental, contribuyendo significativamente al ciclo biogeoquímico. Las tecas de los foraminíferos se preservan en la superficie o cerca de la superficie sedimentaria luego de la reproducción, proveyendo así un registro fósil de los cambios ambientales, tales como temperatura de agua, productividad oceánica superficial, o ventilación de aguas de fondo o porales. Los foraminíferos son, por ende, herramientas importantes para las reconstrucciones de condiciones oceanográficas del pasado. Este estudio presenta el inventario de especies de foraminíferos bentónicos y composición de asociaciones observado en testigos de sedimentos que fueron obtenidos en el offshore de Perú. Las muestras sedimentarias cubren los últimos 22 mil años, incluyendo la transición desde la última edad de hielo al presente período cálido, por ende, un importante evento climático. Adicionalmente, se presenta la documentación de imágenes con luz incidente y microscopio electrónico de barrido de especies comunes, una contribución oportuna a nuestro conocimiento de los foraminíferos bentónicos peruanos.

Palabras clave: foraminíferos bentónicos; taxonomía; Perú; Zona Mínima de Oxígeno; Holoceno; Deglaciación

Traducción: Diana Elizabeth Fernández

Résumé en Français

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Translator: Antoine Souron

Deutsche Zusammenfassung

Der Artbestand und die Zusammensetzung benthischer

Foraminiferengemeinschaften wurde an fünf Sedimentkernen vom peruanischen Kontinentalhang dokumentiert, die aus Wassertiefen von 500 bis 1250 m zwischen 3°S und 18°S entlang der unteren Grenze der heutigen Sauerstoffminimumzone genommen worden sind. Der Schwerpunkt dieser Untersuchung wurde auf bestimmte Zeitintervalle während der letzten 22.000 Jahr gelegt, in denen andere klimatische und ozeanografische Bedingungen als heute vorgeherrscht haben. Insgesamt wurden drei agglutinierende und 186 kalkschalige Arten festgestellt. Bolivina costata, Bolivinita minuta, Cassidulina delicata und Epistominella exigua waren am häufigsten. Die Foraminiferenverteilungen entlang der Kerne zeigten einen markanten Wechsel in der Artenzusammensetzung während oder nach der letzten Abschmelzphase, was sich besonders in den tieferen Kernen zeigt. Die Diversität nahm ab und Arten der Gattung Bolivina dominierten. Diese Veränderungen erfolgten allmählich über einen Zeitraum von mehreren tausend Jahren. Kurzzeitige Fluktuationen wurden nicht registriert. Dieses Muster weist auf vergleichsweise stabile ökologische Bedingungen während des letzten Abschmelzphase und sehr langsame Änderungen in der Tiefwasserzirkulation nahe am Meeresboden hin.

Schlagwörter: benthische Foraminiferen; Taxonomie; Peru; Sauerstoffminimumzone; Holozän; Abschmelzphase

Translator: Authors

Arabic

Translator: Ashraf M.T. Elewa