Unique Habitat for Benthic Foraminifera in Subtidal Blue Holes on Carbonate Platforms

Dissolution of carbonate platforms, like The Bahamas, throughout Quaternary sea-level oscillations have created mature karst landscapes that can include sinkholes and off-shore blue holes. These karst features are flooded by saline oceanic waters and meteoric-influenced groundwaters, which creates unique groundwater environments and ecosystems. Little is known about the modern benthic meiofauna, like foraminifera, in these environments or how internal hydrographic characteristics of salinity, dissolved oxygen, or pH may influence benthic habitat viability. Here we compare the total benthic foraminiferal distributions in sediment-water interface samples collected from <2 m water depth on the carbonate tidal flats, and the two subtidal blue holes Freshwater River Blue Hole and Meredith’s Blue Hole, on the leeward margin of Great Abaco Island, The Bahamas. All samples are dominated by miliolid foraminifera (i.e., Quinqueloculina and Triloculina), yet notable differences emerge in the secondary taxa between these two environments that allows identification of two assemblages: a Carbonate Tidal Flats Assemblage (CTFA) vs. a Blue Hole Assemblage (BHA). The CTFA includes abundant common shallow-water lagoon foraminifera (e.g., Peneroplis, Rosalina, Rotorbis), while the BHA has higher proportions of foraminifera that are known to tolerate stressful environmental conditions of brackish and dysoxic waters elsewhere (e.g., Pseudoeponides, Cribroelphidium, Ammonia). We also observe how the hydrographic differences between subtidal blue holes can promote different benthic habitats for foraminifera, and this is observed through differences in both agglutinated and hyaline fauna. The unique hydrographic conditions in subtidal blue holes make them great laboratories for assessing the response of benthic foraminiferal communities to extreme environmental conditions (e.g., low pH, dysoxia).

Movements and residency of Caribbean reef sharks at a remote atoll in Belize, Central America

We investigated spatial use patterns of 77 Caribbean reef sharks ( Carcharhinus perezi ) at Lighthouse Reef Atoll, Belize over 7 years using residency patterns, kernel density (KD) estimation and network analysis. We found a high degree individual variation in spatial use of the atoll, but there were significant differences in residency and activity space between sexes, with females being overall more resident. Ontogenetic shifts in movement and residency were largely limited to females, as the residency index increased and activity space estimates decreased as females matured, while for males there was no relationship between space use or residency and size. KD analysis revealed many mature females were highly resident to discrete locations, and average activity space of the intermediate-sized sharks was significantly larger than that of the adults, but not the smallest sharks. Markov chain analyses indicated that the southwestern portion of the atoll was the most important movement corridor for all sharks. Both the Blue Hole and Half Moon Caye Natural Monuments provide some protection for larger Caribbean reef sharks; however, a gear ban on longlines on the southwestern forereef between Long Caye and the channel entrance to the Blue Hole would maximize the benefits for all sharks.

Monsters in the dark: systematics and biogeography of the stygobitic genus Godzillius (Crustacea: Remipedia) from the Lucayan Archipelago

Remipedia is a stygobitic group commonly associated with coastal anchialine caves. This class consists of 12 genera, ten of which are found within the Lucayan Archipelago. Herein, we describe a new species within the genus Godzillius from Conch Sound Blue Hole, North Andros Island, Bahamas. Godzillius louriei sp. nov. is the third known remipede observed from a subseafloor marine cave, and the first from the Godzilliidae. Remipedes dwell within notoriously difficult to access cave habitats and thus integrative and comprehensive systematic studies at family or genus level are often absent in the literature. In this study, all species of Godzillius are compared using morphological and molecular approaches. Specifically, the feeding appendages of G. louriei sp. nov., G. fuchsi Gonzalez, Singpiel & Schlagner, 2013 and G. robustus Schram, Yager & Emerson, 1986 were examined using scanning electron microscopy (SEM). Species of Godzillius are identified based on the spines of maxilla 1 segment 4 and by the denticles on the lacinia mobilis of the left mandible. A molecular phylogeny using the mitochondrial 16S rRNA and nuclear histone 3 genes recovered G. louriei sp. nov. within the Godzillius clade and 16S genetic distances revealed a 13–15% difference between species of Godzillius.

Charophyte biostratigraphy of continental deposits in a filled-karst system: A case study from the Eocene bauxite cover-sequence at Gánt (Vértes Hills, Hungary)

<p>The Eocene ‘‘blue hole” freshwater limestones from the bauxite cover-sequence at the Gánt karst system (Vértes Hills), Transdanubian Central Range, north-western Hungary, have yielded rich charophyte assemblages of higher taxonomic and biostratigraphic interest. The taxonomic study of this flora allows revision and emendation of the species Raskyella peckii and facilitates the definition of a new evolutionary anagenetic lineage based on three successive anagenetic varieties of this species which were formerly considered as separate species or subspecies: Raskyella peckii var. peckii (early Lutetian–early Bartonian), Raskyella peckii var. caliciformis (early Bartonian), and Raskyella peckii var. vadaszii (late Bartonian). Based on these, we propose a new local charophyte biozonation with the new Raskyella peckii Superzone (Lutetian–Bartonian), subdivided into three successive charophyte partial range zones: The ‘Raskyella peckii peckii Zone’ (Lutetian–lowermost Bartonian) is locally characterized by an assemblage of R. peckii peckii, Gyrogona caelata forma caelata, G. caelata forma monolifera and Nitellopsis (Tectochara) palaeohungarica. The ‘Raskyella peckii caliciformis Zone’ (lower Bartonian) includes the local assemblage of R. peckii var. caliciformis, G. caelata forma caelata, G. caelata forma monolifera, G. caelata forma baccata, Nitellopsis (Tectochara) palaeohungarica and Chara media. The ‘Raskyella peckii vadaszii Zone’ (upper Bartonian) is composed of the local assemblage of R. peckii var. vadaszii, G. caelata forma bicincta, G. caelata forma baccata, G. caelata forma fasciata, G. tuberosa, Psilochara polita, Psilochara sp., Chara media and Chara subcylindrica. Future research may show the new local biozonation as applicable to whole Europe and complementing the current European charophyte biozonation. Our results show that the sequences from Gánt previously regarded as upper mid-Eocene (upper Lutetian–lower Bartonian) appear to comprise a longer chronostratigraphic interval, i.e. lower Lutetian till upper Bartonian, with also has implications on the understanding of the regional stratigraphy of the Transdanubian Central Range during the Eocene.</p>

“Great Blue Hole” (Lighthouse Reef, Belize, Central America) : a late Holocene high-resolution storm and climate archive

Paläoklimarekonstruktionen, die es sich zum Ziel gesetzt haben, Klima-Mensch Interaktionen auf lange Zeitreihen betrachtet zu erforschen, nehmen begünstigt durch die aktuell intensiv geführte Klimadebatte, einen immer größer werdenden Stellenwert in der öffentlichen und wissenschaftlichen Wahrnehmung ein. Denn trotz aller wissenschaftlicher Fortschritte, die in den vergangenen Jahrzehnten im Bereich der modernen Klimaforschung gemacht wurden, bleibt die zuverlässige Vorhersage und Modellierung von zukünftigen Klimaveränderungen noch immer eine der größten Herausforderungen unser heutigen Zeit. Betrachtet man die Karibik exemplarisch in diesem Rahmen, dann prognostizieren viele Modellrechnungen, infolge steigender Ozeantemperaturen, ein deutlich häufigeres Auftreten von tropischen Stürmen und Hurrikanen sowie eine Verschiebung hin zu höheren Sturmstärken. Dieser Trend stellt für die Karibik und viele daran angrenzende Staaten eine der größten Gefahren des modernen Klimawandels dar, den es wissenschaftlich über einen langen Zeitrahmen zu erforschen gilt. Klimaprognosen stützen sich meist vollständig auf hoch-aufgelöste instrumentelle Datensätze. Diese sind aber alle durch einen wesentlichen Aspekt limitiert. Aufgrund ihrer eingeschränkten Verfügbarkeit (~150 Jahre) fehlt ihnen die erforderliche Tiefe, um die auf langen Zeitskalen operierenden Prozesse der globalen Klimadynamik adäquat abbilden zu können. Betrachtet man das Holozän in seiner Gesamtheit, so wurde die globale Klimadynamik über die vergangenen ~11,700 Jahre von periodisch auftretenden Prozessen und Abläufen gesteuert. Diese wirken grundsätzlich über Zeiträume von mehreren Jahrzehnten, teilweise Jahrhunderten und in einigen Fällen sogar Jahrtausenden. Viele dieser natürlichen Prozesse, können in der kurzen Instrumentellen Ära nicht gänzlich identifiziert und angemessen in Klimamodellen berücksichtig werden. Die alleinige Berücksichtigung der Instrumentellen Ära bietet daher nur eine eingeschränkte Perspektive, um die Ursachen und Abläufe von vergangenen sowie mögliche Folgen von zukünftigen Klimaveränderungen zu verstehen. Um diese Einschränkung zu überwinden, ist es somit erforderlich, dass die geowissenschaftliche Forschung mit Proxymethoden ein zusammenfassendes und mechanistisches Verständnis über alle Holozänen Klimaveränderungen erlangt. Wenn man sich diese Limitierung, die ansteigenden Ozeantemperaturen und das in der Karibik in den vergangen 20 Jahren vermehrte Auftreten von starken tropischen Zyklonen ins Gedächtnis ruft, ist es nachvollziehbar, dass im Rahmen dieser Doktorarbeit ein zwei Jahrtausende langer und jährlich aufgelöster Klimadatensatz erarbeitet werden soll, der spät Holozäne Variationen von Ozeanoberflächenwasser-temperaturen (SST) und daraus resultierende lang-zeitliche Veränderungen in der Häufigkeit tropischer Zyklone widerspiegelt. In Zentralamerika wird das Ende der Maya Hochkultur (900-1100 n.Chr.) mit drastischen Umweltveränderungen (z.B. Dürren) assoziiert, die während der Mittelalterlichen Warmzeit (MWP; 900-1400 n.Chr.) durch eine globale Klimaveränderung hervorgerufen wurde. Die aus einem „Blue Hole“ abgeleiteten Informationen über Klimavariationen der Vergangenheit können als Referenz für die gegenwärtige Klimakriese verwendet werden. Als „Blue Hole“ wird eine Karsthöhle bezeichnet, die sich subaerisch während vergangener Meeresspiegeltiefstände im karbonatischen Gerüst eines Riffsystems gebildet hat und in Folge eines Meeresspiegelanstiegs vollständig überflutet wurde. In einigen wenigen marinen „Blue Holes“ treten anoxische Bodenwasserbedingungen auf. Die in diesen anoxischen Karsthöhlen abgelagerten Abfolgen mariner Sedimente können als einzigartiges Klimaarchiv verwendet werden, da sie aufgrund des Fehlens von Bioturbation eine jährliche Schichtung (Warvierung) aufweisen. In dieser kumulativen Dissertation über das „Great Blue Hole“ werden die Ergebnisse eines 3-jährigen Forschungsprojekts vorgestellt, dass das Ziel verfolgte einen wissenschaftlich herausragenden spät Holozänen Klimadatensatz für die süd-westliche Karibik zu erzeugen. Beim „Great Blue Hole“ handelt es sich um ein weltweit einzigartiges marines Sedimentarchiv für diverse spät Holozäne Klima-veränderungen, das im Zuge dieser Dissertation sowohl nach paläoklimatischen als auch nach sedimentologischen Fragestellungen untersucht wurde. Die vorliegende Doktorarbeit befasst sich im Einzelnen mit (1) der Ausarbeitung eines jährlich aufgelösten Archives für tropische Zyklone, (2) der Entwicklung eines jährlich aufgelösten SST Datensatzes und (3) einer kompositionellen Quantifizierung der sedimentären Abfolgen sowie einer faziell-stratigraphischen Charakterisierung von Schönwetter-Sedimenten und Sturmlagen. Zu jedem dieser drei Aspekte, wurde jeweils ein Fachartikel bei einer anerkannten wissenschaftlichen Fachzeitschrift mit „peer-review“ Verfahren veröffentlicht. Der insgesamt 8.55 m lange Sedimentbohrkern („BH6“), der für diese Dissertation untersucht wurde, stammt vom Boden des 125 m tiefen und 320 m breiten „Great Blue Holes“, das sich in der flachen östlichen Lagune des 80 km vor der Küste von Belize (Zentralamerika) gelegenen „Lighthouse Reef“ Atolls befindet. Durch seine besondere Geomorphologie wirkt das, innerhalb des atlantischen „Hurrikan Gürtels“ positionierte, „Great Blue Hole“ wie eine gigantische Sedimentfalle. Die unter Schönwetter-Bedingungen kontinuierlich abgelagerten Abfolgen feinkörniger karbonatischer Sedimente, werden von groben Sturmlagen unterbrochen, die auf „over-wash“ Prozesse von tropischen Zyklonen zurückzuführen sind. ...