Sedimentation
Die Sedimentation kann durch den Zufluss von Sediment in ein Ablagerungsgebiet (d.h. das Sedimentangebot) oder durch die Sedimentationsrate beschrieben werden. Sedimentzufuhr und Sedimentationsraten sind zwei unterschiedliche Parameter, deren Beziehung durch die Energie der Transportmittel vermittelt wird, die das Sediment über das Becken verteilen. Ein hohes Sedimentangebot führt beispielsweise nicht zwangsläufig zu hohen Sedimentationsraten, da das Sediment Gebiete mit hoher Energie umgehen und sich in Gebieten mit geringerer Energie ansammeln kann, in denen die Transportmittel nicht in der Lage sind, ihre gesamte Sedimentladung zu transportieren. In Anbetracht der Tatsache, dass der Umweltenergiefluss die Sedimentakkumulation begrenzen kann, ist der für die Bildung von Schichtungsmustern relevante Deskriptor der „Sedimentation“ daher die Sedimentationsrate und nicht die Sedimentversorgung. Selbst wenn man die Rolle des Umweltenergieflusses außer Acht lässt, zeigen volumetrische Berechnungen unter den theoretischen Bedingungen eines konstanten relativen Meeresspiegelanstiegs und eines konstanten Sedimentangebots, dass sich die Schichtstapelungsmuster dennoch von der Progradation zur Retrogradation ändern können, und zwar aufgrund eines Rückgangs der Sedimentationsraten, da das Sediment während der Progradation über größere Gebiete verteilt wird (d. h. der Autoregressionsprozess nach Muto und Steel, 2002). Dies verdeutlicht, dass die Sedimentationsrate an der Küstenlinie und nicht das Sedimentangebot die relevante Variable für die Bildung von Stapelungsmustern ist, die die Systemtrakte definieren. Der Unterschied zwischen Sedimentangebot und Sedimentationsrate ist in der realen Welt noch offensichtlicher, da Schwankungen in der Energie der Transportmittel eine wichtige Rolle bei den Ausbreitungsmustern und den Raten der Sedimentakkumulation an einem bestimmten Ort innerhalb eines Beckens spielen.
In jeder Ablagerungsumgebung spiegeln die Sedimentationsraten das Gleichgewicht zwischen Sedimentangebot und Umweltenergiefluss wider (Catuneanu, 2006). Sowohl das Sedimentangebot als auch der Energiefluss schwanken über verschiedene Zeitskalen, was zu sehr variablen Sedimentationsraten führt, die mit zunehmender Beobachtungsskala tendenziell abnehmen, da mehr Lücken in den gemessenen Abschnitten enthalten sind (Miall, 2015). Dies zeigt sich zunehmend in Richtung der Beckenränder, die anfälliger für Sedimentumgehung und/oder Erosion sind. In jedem Beobachtungsmaßstab kann sich das Gleichgewicht zwischen Akkommodations- und Sedimentationsraten entlang einer Küstenlinie ändern, was zur gleichzeitigen Ablagerung verschiedener Systemtrakte entlang des Streichens und zur Bildung von diachronen Systemtraktgrenzen führt (z. B. Catuneanu et al, 1998a; Posamentier und Allen, 1999; Catuneanu, 2006; Csato und Catuneanu, 2014).
Die Sedimentationsrate an einem bestimmten Ort wird durch alle Faktoren gesteuert, die das Sedimentangebot und die Energie der Sedimenttransportmittel verändern, einschließlich Akkommodation (Senkung ± Eustase), Klima, Hebung des Quellgebiets und autogene Prozesse, die das Muster der Sedimentverteilung innerhalb des Beckens beeinflussen (Abb. 23.10). Das extrabasinale Sedimentangebot (z. B. im Fall von Siliklasten) ist unabhängig von der Akkommodation, während das intrabasinale Sedimentangebot (z. B. im Fall von Karbonaten und Evaporiten) zum Teil von der Akkommodation abhängt. Unabhängig von der Ablagerungsumgebung und der Herkunft des Sediments können die Akkommodations- und Sedimentationsraten jedoch unabhängig voneinander gemessen werden (d. h. Schaffung bzw. Verbrauch von Raum), und ihr Zusammenspiel in Küstenumgebungen steuert den Verlauf der Küstenlinie und die damit verbundenen „konventionellen“ Schichtungsmuster.
Die Unterscheidung zwischen Akkommodation und Sedimentation als getrennte Kontrolle der stratigraphischen Architektur ist am sinnvollsten in flussabwärts kontrollierten Umgebungen, in denen die Schichtenstapelungsmuster mit den Küstenlinienverläufen zusammenhängen (Abb. 23.10). Diese Unterscheidung ist in Küstengebieten von entscheidender Bedeutung, wo das Zusammenspiel von Akkommodation und Sedimentation den Verlauf der Küstenlinie steuert. Entlang der Küstenlinie werden Veränderungen in der Akkommodation durch die relativen Höhenverschiebungen der subaerischen Clinoform-Rollover (d. h. Aufwärts- und Abwärtsbewegung) gemessen, während die Sedimentation durch die Raten der Sedimentakkumulation quantifiziert wird (d. h. Veränderungen in der Höhe des Meeresspiegels bzw. der Ablagerungsoberfläche relativ zu einem Referenzhorizont; Abb. 23.12). An jedem Ort sind die Raten der Akkumulation und der Sedimentation in der Regel unterschiedlich. So wird beispielsweise ein Anstieg des relativen Meeresspiegels in einem Küstengebiet durch den relativen Anstieg der Küstenlinie quantifiziert, während gleichzeitig die Menge der Sedimentakkumulation vom lokalen Gleichgewicht zwischen Sedimentangebot und Umweltenergiefluss abhängt.
Die Trennung zwischen Akkommodation und Sedimentation verliert in der Entfernung von der Küstenlinie an Bedeutung, und zwar sowohl neigungsaufwärts als auch neigungsabwärts. Innerhalb der flussabwärts gelegenen Gebiete bleibt die Küstenlinie die Referenz für die Bildung konventioneller Stapelungsmuster und damit verbundener Systemtrakte. In Gebieten, die sich dem Einfluss der Küstenlinie entziehen, wird die Sedimentation zur vorherrschenden Kontrolle über die stratigraphische Architektur, mit oder ohne Beitrag von Veränderungen der Akkommodation. Zu diesen Gebieten gehören stromaufwärts kontrollierte kontinentale Gebiete (z. B. Shanley und McCabe, 1994; Boyd et al., 2000; Catuneanu und Bowker, 2001; Catuneanu und Elango, 2001; Leckie et al., 2004) und durch lokale Tektonik kontrollierte Tiefseegebiete (z. B. Fiduk et al., 1999). In diesen Gebieten führen Aggradations- und Degradationszyklen zu Ablagerungssequenzen, deren zeitliche Abfolge durch lokale Sedimentationskontrollen bestimmt wird. So kann beispielsweise die Sedimentation in Tiefseegebieten unter bestimmten Umständen (z. B. tektonische Neigung, Salztektonik) unabhängig von der Küstenlinie und der Menge des verfügbaren Raums sein. In solchen Fällen spiegeln Aggradations- und Degradationsprozesse Anpassungen des Gleichgewichtsprofils des Meeresbodens als Reaktion auf lokale Steuerungen wider, die das Gleichgewicht zwischen der Energie und der Sedimentlast von Tiefwasserströmungen verändern, unabhängig davon, wie viel Akkommodation über dem Meeresboden verfügbar ist. Die Beziehung zwischen Sedimentangebot und Energiefluss wird durch das Konzept des Basisniveaus erklärt, das die Prozesse der Aggradation und Degradation in allen Ablagerungsumgebungen steuert, von der sedimentologischen bis zur stratigraphischen Ebene.