XVII
12.5
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.5.1
Balancing the Diffusion Controlled Flux of Benthic Silicate in the South Atlantic -
Applications of Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.5.2
Global Distribution of Benthic Oxygen Depletion Rates - An Example of Regression
Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.5.3
Use of Numerical Models to Investigate Benthic-Pelagic Coupling . . . . . . . . . . . . . . 450
12.6
Concluding Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
12.7
Problems
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
13
Input from the Deep: Hot Vents and Cold Seeps
PETER M. HERZIG AND MARK D. HANNINGTON
13.1
Hydrothermal Convection and Generation of Hydrothermal Fluids
at Mid-Ocean Ridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
13.2
Onset of Hydrothermal Activity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
13.3
Growth of Black Smokers and Massive Sulfide Mounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
13.4
Physical and Chemical Characteristics of Hydrothermal Vent Fluids . . . . . . . . 465
11.4.9
Dating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
11.4.10 Mn Crusts as Paleoceanographic Indicators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.4.10.1 Recording Hiatuses in Mn Crusts
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.4.10.2 Application of Isotopic Studies of Co-rich Mn Crusts to the Study of Presentday Deep-ocean Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
11.4.10.3 Application of Isotopic Studies of Co-rich Mn Crusts to the Study of Paleocean
Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
11.4.11 Economic Prospects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
11.4.12 Future Prospects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
11.5
Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
12
Quantification and Regionalization of Benthic Refluxe
MATTHIAS ZABEL AND CHRISTIAN HENSEN
12.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
12.2
Fundamental Considerations and Assessment Criteria
for Benthic Flux Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
12.2.1
Depth Resolution of Concentration Profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.2.2
Diffusive versus Total Solute Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
12.2.3
In-Situ versus Ex-Situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
433
12.2.4
Time-Dependent Variances and Spatial Variations in the Micro-Environment . . . . . . 433
12.3
The Interpretation of Patterns of Regionally Distributed Data . . . . . . . . . . . . . . 435
12.3.1
Input and Accumulation of Organic Substance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
12.3.2
Vertical versus Lateral Input of Particulate Matter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
12.3.3
Composition of the Sediment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440
12.4
Conceptual Approaches and Methods for Regional Balancing . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.1
Statistical Key Parameters and Regression Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.2
Variograms and Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.3
Geographical Information Systems (GIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
12.5
Applications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.5.1
Balancing the Diffusion Controlled Flux of Benthic Silicate in the South Atlantic -
Applications of Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
12.5.2
Global Distribution of Benthic Oxygen Depletion Rates - An Example of Regression
Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 447
12.5.3
Use of Numerical Models to Investigate Benthic-Pelagic Coupling . . . . . . . . . . . . . . 450
12.6
Concluding Remarks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
12.7
Problems
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
13
Input from the Deep: Hot Vents and Cold Seeps
PETER M. HERZIG AND MARK D. HANNINGTON
13.1
Hydrothermal Convection and Generation of Hydrothermal Fluids
at Mid-Ocean Ridges . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 459
13.2
Onset of Hydrothermal Activity. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
13.3
Growth of Black Smokers and Massive Sulfide Mounds . . . . . . . . . . . . . . . . . . 462
13.4
Physical and Chemical Characteristics of Hydrothermal Vent Fluids . . . . . . . . 465
11.4.9
Dating . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
11.4.10 Mn Crusts as Paleoceanographic Indicators . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.4.10.1 Recording Hiatuses in Mn Crusts
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 403
11.4.10.2 Application of Isotopic Studies of Co-rich Mn Crusts to the Study of Presentday Deep-ocean Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
11.4.10.3 Application of Isotopic Studies of Co-rich Mn Crusts to the Study of Paleocean
Circulation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
11.4.11 Economic Prospects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 411
11.4.12 Future Prospects . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
11.5
Problems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
12
Quantification and Regionalization of Benthic Refluxe
MATTHIAS ZABEL AND CHRISTIAN HENSEN
12.1
Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 429
12.2
Fundamental Considerations and Assessment Criteria
for Benthic Flux Rates . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
12.2.1
Depth Resolution of Concentration Profiles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 431
12.2.2
Diffusive versus Total Solute Exchange . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 432
12.2.3
In-Situ versus Ex-Situ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
433
12.2.4
Time-Dependent Variances and Spatial Variations in the Micro-Environment . . . . . . 433
12.3
The Interpretation of Patterns of Regionally Distributed Data . . . . . . . . . . . . . . 435
12.3.1
Input and Accumulation of Organic Substance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 435
12.3.2
Vertical versus Lateral Input of Particulate Matter. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 438
12.3.3
Composition of the Sediment. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .440
12.4
Conceptual Approaches and Methods for Regional Balancing . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.1
Statistical Key Parameters and Regression Analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.2
Variograms and Kriging . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 442
12.4.3
Geographical Information Systems (GIS) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443