BENTHIC FORAMINIFERAL TAXONOMY, DISTRIBUTION AND ECOLOGY IN THE ARABIAN GULF. PhD thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF (BENTHIC FORAMINIFERAL TAXONOMY, DISTRIBUTION AND ECOLOGY IN THE ARABIAN GULF By Amao Abduljamiu Olalekan) Benthic_foraminiferal_taxonomy,_distribution_and_ecology_in_the_Arabian_Gulf_Amao2016.pdf - Accepted Version Download (54MB) | Preview

Arabic Abstract

لقد تم تصميم هذا البحث بغرض إجراء تحليل نوعي وكمي لمجموعات المنخربات القاعية من البيئات المدية الضحلة إلى البيئات البحرية العميقة في جزء من الخليج العربي للمملكة العربية السعودية. المنخربات القاعية تعتبر من بين المنتجين الرئيسين للكربونات في مياه الخليج العربي الحديث وقد وجدت تعيش في جميع البيئات او الأوساط البحرية. وتشكل بقاياها نسبة كبيرة من الصخور الخازنة للنفط في الجزء الشرقي من المملكة العربية السعودية. توزيع المنخربات القاعية في الرواسب البحرية يعكس التدرجات البيئية مثل عمق المياه, معاملات طبقات المياه، وتوافر الغذاء، وفي العديد من الانظمة الحديثة تتأثر بالملوثات البشرية. إن الهدف الرئيسي من هذه الدراسة هو فهم العوامل البيئية التي تؤثر على توزيع المنخربات القاعية. وقد هدف البحث إلى إجراء دراسة استقصائية للمنخربات القاعية في القطاع السعودي من الخليج العربي وجرد المخزون من الأنواع وتوثيق توزيع سحنات المنخربات والتجمعات الميتة فيما يتعلق بعمق المياه ومعاملات طبقات المياه. وبالتالي، قد تم التحقيق من العديد من الموضوعات ذات الصلة والتي يتم عرضها في العناوين الفرعية التالية. EPIBIONT (ورقة الطفيلية) ركزت هذه الدراسة علي العلاقة الطفيلية بين نوع epibiont Cymbaloporetta و basibiont من المنخربات القاعية والتي تشمل Agglutinella soriformis, Adelosina carinatastriata, نوع Pseudotriloculina و Spiroloculina indica والتي تم الحصول عليها من عينات جمعت الشاحل الشرقي للبحرين علي الخليج العربي. لاتوجد مؤشرات علي اختيار انتقائي , فيما يبدو أن epibiont تتعلق علي اي basibiont متاحة. ومع ذلك التقلصات علي الصدفة و النمو اللاحق في حجرات basibiont في نقطة الالتصاق لل epibiont ربما تقترح وجود رابط مبكر في تطور الجنين بينهم. هذه العلاقة الحيوية لها آثار علي تطور basibionts وتطور الجنين والذي يؤدي في نهاية المطاف الي نمو غير عادي في المنخرباتز هذا الاكتشاف في الاختلافات الغير عادية تسببت فيها epibiont في البيئات الغير ملوثة والتي لها مدلولات في استخدام هذا الشذوذ في الرصد الحيوي للتلوث. PSEUDONUBECULINA تصف هذه الدراسة جنس وانواع جديدة غامضة من المنخرات القاعية الملتصقة و التي تتشارك بعض المظاهر مع مجموعات Reophax, Hormosina, Hormosina و Reophax.جنس ونوع ال Pseudonubeculina arabica يتميزبحجرات ذات ترتيب uniserial, الملتصقات الخشنة ذات الصدفة التي لها جدار من نوع bilamellar مع كالسيت ابيض بمحتوي ماغنزيوم عالي, وفتحة ذات شق نهائية والتي تكونت من حبتين او اكثر ذات سطح مسطح وحجم كبير. هذا الجنس الجديد لايمكن وضعه مع اي من العوائل التي سبق وصفا للميلويليد. التصنيف الحالي للميلويليد لايستوعب جنس مع ترتيب غرفة uniserial بالكامل. هذا النوع بسهوبة يمكن التعرف عليه من خلال فتحة طرفية بارزة, والتي تشكلت عن طريق جانب مسطح لجبتين او اكثرملتصقة كبيرة الحجم, والتي تحفها حافة مثقبة من الكالسيت. هذه النواع لها نطاق وعمق ضيق او محصور في منطقة الخليج العربي. PSEUDOTRILOCULINA تصف هذه الدراسة انواع جديدة للمنخربات القاعية والتي تنتمي لمنخربات الملويليد من جنس Pseudotriloculina . نوع Pseudotriloculina hottingeri n. sp هنا وصف لعينات اخذت من عدة مواقع من الخليج العربي. هذا النوع يتميز بغرف علي شكل حرف U, مرتبة في البداية في شكل triloculine غير واضحة وفي مرة اخري في اسلوب pseudotriloculine, و لها جدار porcelaneous مع اضلاع طولية او bifurcating والتي تشغل علي نهايات علي طول الغرف من نهاياتها الخلفية الي أطرافها. كما ان لديها اسنان واسعة ذات شكل ملعقي في الفتحة النهائية وطوق ملفوف في الفتحة النهائية. وصف هذا النوع لاول مرة بعد البروفيسير لوكاس هوتينغر في خليج العقبة ,البحر الاحمر. هذه الانواع مقيدة العمق والتوزيع البيئي في الخليج العربي. هذه الانواع لها عمق يتراوح من 0.02 الي 17 متر, تتوائم مع ملوحة 36 الي 52 جزء في الالف ودرجة حرارة تتراوح من 30 الي 27 درجة مئوية. تم العثور علي هذه الانواع في 20 عينة من اصل 78 عينات من المحطات المخصصة لجمع العينات من كل الخليج العربي. يبدو ان لهذه الانواع اهمية بيئية في فهم تفاعلات ال epibiont-basibiont والتي يمكن ان تستخدم لتحديد البيئات المقيدة إعتمادا علي التفضيلات البيئية. سلوى توثق هذه الدراسة تنوع المنخربات, وفرتها ومعدلات التشوه في البيئة شديدة الملوحة في خليج سلوى, بالقرب من الحدود بين المملكة العربية السعودية وقطر. انواع المنخربات القاعية تسودها انوع porcelaneous taxa (85.1%), تليها hyaline (14.9%). اكثر 10 انواع سائدة هي : Peneroplis pertusus (24.0%), P. planatus (%15.4), Coscinospira hemprichii (9.1%), Ammonia convexa (6.6%), Quinqueloculina sp. 1 (3.9%), Elphidium advenum (3.9%), E. craticulatum (3.5%), E. gerthi (3.0%), A.tepida (3.0%), Elphidium sp. 1(3.0%), Peneroplis pertusus, P. planatus و C. hemprichii حسبت بنسبة حوالي 48 % من الانواع. ربع العينات المحللة تتألف من أفراد حية (صبغت بالروز بنغال), وهي حوالي 43% من الانواع الاكثر شيوعا" مثل Peneroplis, Coscinospira, Miliolinella, Ammonia, Elphidium, Triloculina, Quinqueloculina و Lachlanella, تظهر تشوهات خفيفة الي حادة مثل التحام صدفتين بالغتين او صدفة مزدوجة, نتوءات علي الجانب الملتف, وترتيب غرف غير طبيعية, وشكل غير طبيعي لل proloculus, و تحورات في محور اللف في عديد من الغرف. Peneroplis (58.4%) و Coscinospira (17.1%) والتي حسبت بنسبة 75% لكل الاصداف المشوهة الملاحظة. أنا أفترض أن الجمع بين درجات الحرارة في الصيف و الملوحة العاليتين, وبيئة الأصناف المتعرف عليها, هي المسؤولة عن معدلات التشوه العالية, الوفرة العالية, وتنوع منخفض نسبيا" في خليج سلوى. البحرين توثق هذه الدراسة تنوع المنخربات عبر تجمع شبه مغلق في شرق البحرين والذي سميناها " حوض مولي" لأنه هو نفس الموقع الذي تمت دراسته من قبل باسون وموراي في العام 1995, وتعتبر الدراسة الوحيدة التي تمت في السابق في هذا الجزء من الخليج العربي. تم تقسيم المنطقة الي ستة بيئات فرعية على أساس الخصائص الفيزيائية البيئية المميزة, وهي قناة المد, مسطح المد, مستنقع ال Salicorni, بساط الطحالب, المناطق المحمية من البحيرة, وخلف حوض المستنقع. تحليل الحيوانات من هذه الست بيئات الضحلة كشف عن وجود تجمعين رئيسيين للمنخربات القاعية: تجمع ال Ammonia convexa-Elphidium advenum-Peneroplis pertusus و تجمع ال Ammonia convexa-Coscinospira hemprichii-Peneroplis pertusus. الانواع الأكثر وفرة ضمن الست بيئات هي P. pertusus, A. convexa, C. hemprichii و E. advenum. تكوين تجمع هذه الانواع و نسبة وفرتها تم تحديدها لكل بيئة فرعية; بيئة مسطح المد والتي تظهر مجموع وفرة عالي جدا"و ولكن لها عدد 24 نوع أقل مقارنة بالمناطق المحمية من البحيرة. لقد لاحظت أيضا" ان نسبة المنخربات الحية والأحداث في كل البيئات الفرعية من أجل فهم توزيع السحنات الحيوية في البحيرة. عدد الأحداث من منخربات الميلويلد هي الاعلي في قناة المد والجزر والبيئات الفرعية المجاورة لقناة المد والجزر. الساحل او الشاطئ الإيراني تركز هذه الدراسة على توزيع المنخربات القاعية علي طول الشاطئ الإيراني علي الخليج من الشمال الشرقي بالقرب من شط العرب/ ارياند رود الي الجنوب الشرقي قرب مضيق هرمز حيث يتصل بالمحيط الهندي. الخليج هو بيئة قاسية بسبب علو درجات الملوحة, الحرارة و التأثيرات البشرية مثل مشاريع التمدن, النقل البحري, العدد الضخم من محطات تحلية المياه و منصات النفط هذه النشاطات مع مرور الوقت تستمر وتيف عبء إضافي بالفعل للبيئة القاسية. السجلات التاريخية عن تنوع المنخربات وتوزيعها في الخليج في العادة تقلل من تكوينها من المنخربات القاعية و تنوعها. عدد 32 عينة تم تحليلها من أعماق تتراوح بين 20 و 45 متر لمجموع تجمعات المنخربات. تم التعرف علي ما مجموعه 224 نوع و نوع فرعي والتي تنتمي الي 63 جنس, 34 سلالات, 22 فوق سلالات و 6 رتب. وهي الانواع الزجاجية (%45.3) و المنخربات الخزفية (%35.3), في حين مجموعات المنخربات الملتصقة بنسبة اقل (%19.4). إن أكثر 10 اجناس وفرة هي: Asterorotalia (13.3%), Quinqueloculina (12.4%), Bolivina (9.8%), Nonion (8.6%), Ammonia (5.5%), Textularia (5.4%), Elphidium (5.2%), Cibicides (3.9%), Challengerella (3.6%) و Hanzawaia (3.4%). اكثر الأنواع الشائعة هي Nonion sp. 1 (5.5%), Asterorotalia dentata (5.0%), Quinqueloculina sp. 1 (4.8%), Nonion sp. 2 (4.5%), Rotalinoides cf. R. gaimardii (3.3%), Asterorotalia sp. 3 (3.2%), Quinqueloculina sp. 8 (3.1%), Bolivina cf. B. persiensis (3.0%), Bolivina cf. B. striatula (2.9%) و Ammonia sp. 1 (2.9%). أنا أفترض أن إستراتيجية التغذية , علي سبيل المثال سلوك (Nonion, Ammonia, Elphidium and Asterorotalia) يزيد من الرواسب الناعمة (الطين), توافر المغذيات والأكسجين, كلها عوامل تتحكم في تنوع وتوزيع المنخربات القاعية في الخليج. بسبب اهمية هذه المسطحات المائية في التغير المناخي العالمي, هذه الدراسة قامت بتحديث نوع وتوزيع مجموعات المنخربات القاعية.

English Abstract

This research was designed to carry out qualitative and quantitative analysis of benthic foraminifera assemblages from shallow intertidal to deep offshore environments of the Saudi Arabian parts of the Arabian Gulf. Benthic foraminifera are among the major carbonate producers in modern Arabian Gulf waters and are found living in all marine habitats. Their fossil remains comprise a major proportion of petroleum-bearing carbonate rock in Eastern Saudi Arabia. Their distribution in marine sediments reflects environmental gradients such as water depth, substrate parameters, the availability of food, and in many modern settings they are affected by anthropogenic pollution. The main objective of the study was to understand environmental parameters that affect the distribution of benthic foraminifera. The research was aimed at conducting a survey of benthic foraminifera in the Saudi Arabian sector of the Arabian Gulf, make an inventory of species and document the distribution of foraminiferal biofacies and dead assemblages with respect to water depth and substrate parameters. Subsequently, several relevant topics were investigated and are presented in the following subheadings. EPIBIONT (PARASITIC PAPER) This study focused on the possible ‘parasitism-like’ relationship between the epibiont Cymbaloporetta sp. and basibiont benthic foraminifera including Agglutinella soriformis, Adelosina carinatastriata, Pseudotriloculina sp. and Spiroloculina indica from a sample collected off the east coast of Bahrain in the Arabian Gulf. There are no indications of preferential host selection, the epibiont seems to attach onto any available basibiont. However, constriction of the test and subsequent growth of the basibiont’s chambers at the point of attachment of the epibiont might suggest an early link in their ontogeny. This biotic relationship has implications on the basibionts’ development and ontogeny that eventually results in the development of foraminiferal abnormalities. The finding of morphological test abnormalities caused by an epibiont in an unpolluted environment has important implications for the use of the abnormalities for pollution biomonitoring. PSEUDONUBECULINA This study describes an enigmatic new agglutinated benthic foraminiferal genus and species that shares some morphological features with the Reophax, Hormosina and Nubeculina groups. Pseudonubeculina arabica n. gen. n. sp. is characterized by its uniserial chamber arrangement, coarsely agglutinated bilamellar test wall with white high -Mg calcite cement, and a terminal slit-like aperture formed by the flat sides of two or more large agglutinated grains. The new genus cannot be placed within any of the previously described families of the Miliolida. The current classification of the Miliolida does not accommodate a genus with a wholly uniserial chamber arrangement. This species can easily be distinguished by its prominent terminal slit-like aperture, formed using the flat sides of two or more large agglutinated grains, lined by an imperforate rim of secreted calcite. The species has a restricted area and depth distribution in the Arabian Gulf. PSEUDOTRILOCULINA This study describes a new species of benthic foraminifera belonging to the miliolid foraminiferal genus Pseudotriloculina. The species Pseudotriloculina hottingeri n. sp. is here described from several locations sampled in the Arabian Gulf. The species is distinguished by its U-shaped chambers, arranged initially in an indistinct triloculine and later in a pseudotriloculine manner, and its porcelaneous wall with longitudinal or bifurcating costae ornamentation running along the chambers from the posterior end to the apertural margin. It also has a short, broad, spoon-like bifid tooth within a terminal aperture and a broad collar draped on the last chamber. The species is named after Professor Lukas Hottinger who first described the species from the Gulf of Aqaba, Red Sea. The species has a restricted bathymetric and ecological distribution in the Arabian Gulf. The species has a depth range 0.02–17 m, tolerates salinity of 36–52 ppt and a temperature of 27–30°C. Specimens were found in 20 samples out of 78 sampling stations studied in the entire Arabian Gulf. The species appears to have ecological significance in understanding epibiont-basibiont interactions and can also be used to delineate restricted environments based on its ecological preferences. SALWA This study documents the foraminiferal diversity, abundance and deformity rates in the hypersaline Salwa Bay, near the Saudi Arabia–Qatar Border. The benthic foraminiferal species were dominated by porcelaneous taxa (85.1%), followed by hyaline (14.9%). The ten most abundant species are: Peneroplis pertusus (24.0%), P. planatus (15.4%), Coscinospira hemprichii (9.1%), Ammonia convexa (6.6%), Quinqueloculina sp. 1 (3.9%), Elphidium advenum (3.9%), E. craticulatum (3.5%), E. gerthi (3.0%), A. tepida (3.0%), Elphidium sp. 1 (3.0%). Peneroplis pertusus, P. planatus and C. hemprichii account for about 48% of the assemblage. A quarter of the processed samples consist of living (Rose Bengal stained) individuals, and approximately 43% of the most common taxa, i.e., Peneroplis, Coscinospira, Miliolinella, Ammonia, Elphidium, Triloculina, Quinqueloculina and Lachlanella, exhibit mild to severe deformities such as fusion of two adults or double tests, protuberances on the spiral side, abnormal chambers arrangement, abnormal shape of the proloculus, and modification of the coiling plane in several chambers. Peneroplis (58.4%) and Coscinospira (17.1%) account for 75.5% of all the observed test deformities. I speculate that the combination of high summer temperatures and salinities, and the ecology of the taxa encountered, are responsible for the high rates of deformities, high abundances, and comparatively low diversity in Salwa Bay. BAHRAIN This study documents the foraminiferal diversity across a semi-enclosed pool in eastern Bahrain that we named “Murray’s Pool” because this is the same location as the one studied by Basson and Murray (1995), the only previous study of foraminifera in this sector of the Arabian Gulf. The area was subdivided into six subenvironments based on distinguishable physical environmental features, namely tidal channel, tidal flat, Salicornia marsh, algal mat, sheltered inner lagoon, and back marsh pool. Faunal analysis from these six shallow-water subenvironments reveals two main assemblages of benthic foraminifera: an Ammonia convexa-Elphidium advenum-Peneroplis pertusus assemblage and an Ammonia convexa-Coscinospira hemprichii-Peneroplis pertusus assemblage. The most abundant species across all the subenvironments are P. pertusus, A. convexa, C. hemprichii, and E. advenum. Species assemblage composition and percentage abundances were determined for each subenvironment; the tidal flat subenvironment shows the highest total abundance, but has 24 fewer species compared to the sheltered inner lagoon. I also noted the proportions of living foraminifera and juveniles in all the subenvironments to understand the distribution of biofacies within the lagoon. The numbers of juvenile miliolid foraminifera are highest in the tidal channel and the two subenvironments adjacent to the tidal channel. IRANIAN COAST This study focuses on the distribution of benthic foraminifera along the Iranian coast of the Gulf from the northeast close to Shatt Al-Arab/Arvand Rud to the southeast near the Strait of Hormuz where it connects to the Indian Ocean. The Gulf is a naturally stressed environment due to extremes of salinity, temperatures and anthropogenic influences such as rapid urbanization projects, maritime transport, large numbers of desalination plants and oil platforms. These activities overtime continue to compound the already stressed environment. Historical records on foraminiferal diversity and distribution in the Gulf commonly underestimate its benthic foraminiferal composition and diversity. Thirty-two samples collected from depths ranging between 20 to 45 m were analyzed for total foraminiferal assemblages. A total of 224 benthic foraminiferal species and subspecies belonging to 63 genera, 34 families, 22 superfamilies and 6 orders were recognized. The assemblages are dominated by hyaline taxa (45.3%) and porcelaneous foraminiferal (35.3%), while agglutinated foraminiferal groups comprise a lower proportion (19.4%). The ten most abundant genera include Asterorotalia (13.3%), Quinqueloculina (12.4%), Bolivina (9.8%), Nonion (8.6%), Ammonia (5.5%), Textularia (5.4%), Elphidium (5.2%), Cibicides (3.9%), Challengerella (3.6%) and Hanzawaia (3.4%). The most common species are Nonion sp. 1 (5.5%), Asterorotalia dentata (5.0%), Quinqueloculina sp. 1 (4.8%), Nonion sp. 2 (4.5%), Rotalinoides cf. R. gaimardii (3.3%), Asterorotalia sp. 3 (3.2%), Quinqueloculina sp. 8 (3.1%), Bolivina cf. B. persiensis (3.0%), Bolivina cf. B. striatula (2.9%), and Ammonia sp. 1 (2.9%). I speculate that feeding strategy, e.g., herbivore (Nonion, Ammonia, Elphidium and Asterorotalia), increase of finer sediments (mud), availability of nutrients and presence of oxygen are factors controlling the diversity and distribution of benthic foraminifera in the Gulf. Due to the importance of this water body in a changing world climate, this study updates the knowledge on the type and distribution of benthic foraminiferal groups.

Item Type:	Thesis (PhD)
Subjects:	Environmental Earth Sciences Research Research > Environment
Department:	College of Petroleum Engineering and Geosciences > Geosciences
Committee Advisor:	Kaminski, Michael A.
Committee Members:	Muller, Pam Hallock and Al-Ramadan, Khalid and Abdullatif, Osman and Tawabini, Bassam
Depositing User:	Abduljamiu Amao (g200902390)
Date Deposited:	12 Feb 2017 08:34
Last Modified:	31 Dec 2020 06:52
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/140273