Radiolarians in the Sea of Okhotsk and their ecological implication for paleoenvironmental reconstructions

Abstract

To assess the relationship of radiolarian production, species distribution in water and surface sediment to water-mass characteristics, biological productivity and export regimes in the Sea of Okhotsk (SOk) we accomplished a quantitative analysis of radiolarian assemblages obtained from 35 surface-sediment samples and 115 plankton samples recording the radiolarian depth distribution in the upper 1000 m of the water column at 23 locations. This study augments the knowledge on the autecological demands of radiolarians dwelling in a specific hydrographic and biological environment, and extracts new information on the significance of radiolarians for the assessment of past oceanographic and climatic development in high latitudes.Highest radiolarian accumulation rates and seasonal radiolarian standing stocks are encountered in the western part of the SOk close to Sakhalin, marking the environmental conditions in this area as most favorable for radiolarian production. Maximum standing stocks occur during summer, indicating that the radiolarian signal preserved in the sediment record is mainly produced during this season when the mesopelagic biomass is at highest activity.We identified seven radiolarian species and groups related to specific water-mass characteristics, depth habitats, and productivity regimes. Of those, Dictyophimus hirundo and Cycladophora davisiana are most prominent in the Sea of Okhotsk Intermediate Water (200-1000 m), the latter representing an indicator of the occurrence of cold and well ventilated intermediate/deep water and enhanced export of organic matter from a highly productive ocean surface. While Antarctissa (?) sp. 1 is typically related to the cold-water Sea of Okhotsk Dicothermal Layer (SODL), ranging between 50 and 150 m water depth, the surface waters above the SODL affected by strong seasonal variability are inhabited predominantly by taxa belonging to the Spongodiscidae, having a broad environmental tolerance. Taxa only found in the sediment record show that the plankton study did not cover all assemblages occurring in the modern SOk. This accounts for an assemblage restricted to the western Kurile Basin and apparently related to environmental conditions influenced by North Pacific and Japan Sea waters. Other important taxa include species of the Plagoniidae group, representing the most prominent contributors to the SOk plankton and surface sediments. These radiolarians show a more opportunistic occurrence and are indicative of high nutrient supply in a hydrographic environment characterized by pronounced stratification enhancing heterotrophic activity and phytodetritus export. r

Late quaternary distribution of the Cycladophora davisiana radiolarian species: Reflection of possible ventilation of the North Pacific intermediate water during the Last Glacial Maximum

“…В [9] на основе составления карт распределения и факторного анализа выяв лена тесная связь высоких концентраций C. davi siana в планктоне и современных осадках Охот ского моря с условиями холодной, хорошо венти лированной ОПВМ. Для видового определения использовано морфологическое описание совре менных и плейстоценовых экземпляров Cycla dophora davisiana (Ehrenberg) davisiana (Petrush evskaya) из [10].…”

“…Данные по современному распределению C. davisiana в Мировом океане собраны в [14], а детальные сведения для СЗ Пацифики и окраин ных морей приведены в [9,30,35,50,64]. Кроме того, привлечены собственные количественные подсчеты C. davisiana в пробах поверхностного слоя осадков, полученных в Беринговом море и открытой Северной Пацифике по проекту ИНОПЕКС (INOPEX), а также результаты пере счета радиолярий, сделанные А. Абельман в пре паратах, ранее исследованных в [50].…”

“…Фракция >40-50 мкм может вдобавок содержать ювенильные (цефалис + то ракс) и/или меньшие или "угнетенные" в разви тии "взрослые" формы. Сопоставление концен траций C. davisiana в разных фракциях поверхност ного слоя осадков из Охотского моря [9,35] показывает большие численные значения во фрак ции >63 мкм по сравнению с фракцией >40 мкм: от 24-26 до 34-38% и от 21-22 до 27-29%, соответ ственно. Следовательно, использование более крупнозернистой фракции дает несколько завы шенные (на 3-9%) величины максимального со держания C. davisiana, по крайней мере, для Охот ского моря.…”

“…мы в дальнейшем будем обсуждать концентрации C. davisiana >20-50%. РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ В современных осадках Северной Пацифики C. davisiana высокие концентрации >10-20% от общего числа экземпляров в комплексах радио лярий образует в Охотском море, в то время как в открытой субарктической Пацифике и Беринго вом море содержание вида редко превышает 5% [9,30,35]. Также есть сведения о высоком содер жании C. davisiana в поверхностном слое Япон ского моря: >20% в северо западном районе [8] и до 19% в северном районе [23].…”

“…Данные по современному и четвертичному формированию вентилированной воды приходят большей частью из изотопных и геохимических исследований [25]. Наша статья обсуждает про блему вентиляции в ледниковое время, используя сведения по распределению в четвертичных осад ках вида радиолярий Cycladophora davisiana, кото рый может рассматриваться в качестве индикато ра богатой кислородом верхней части современ ной промежуточной водной массы Охотского моря (ОПВМ) [9].…”