Der Anteil oder die Masse an Siliziumdioxid in einer Sedimentprobe, der von biologischen Organismen stammt (vor allem opaliner Phytoplanktonschalen und Radiolarienskelette), üblicherweise als Massenprozent oder Masse pro Volumeneinheit angegeben und unterschieden von lithogenem oder authigenem Siliziumdioxid.

Prinzip

Siliziumhaltige Mikrofossilien, produziert von siliziumverwertendem Plankton und benthischen Organismen, akkumulieren in Sedimenten und sind quantifizierbar, weil ihre amorphen und mikrokrystallinen Opalphasen chemisch und physikalisch von Silikatmineralen abweichen; ihre Häufigkeit integriert vergangene biologische Produktivität, Erhaltungsgrade und Auflösungsprozesse.

Demonstration

Eine marine Sedimentkernfolge aus einer Auftriebszone zeigt Intervalle mit 30–60 Gew.-% biogenem Siliziumdioxid, die mit einer hohen Konzentration an Diatomeenhüllen und erhöhtem Opal-A, gemessen durch alkalische Extraktion, übereinstimmen und auf Phasen hoher Primärproduktion und relativ geringe postdepositionelle Auflösung hinweisen.

Fehlanwendung

Das Messen der gesamten Siliziumdioxidmasse in einer Probe und deren Bezeichnung als biogenes Siliziumdioxid ohne Entfernung von lithogenem Quarz und vulkanischem Glas oder das 1:1-Setzen alkalisch extrahierter Siliziummenge mit erhaltenem biogenem Opal ohne Berücksichtigung differenzieller Auflösung und Rekristallisation.

Konsequenz

Bei korrekter Messung und Interpretation liefert der Gehalt an biogenem Siliziumdioxid quantitative Hinweise auf vergangene siliziumverwertende Planktonproduktion, den Export von Opal zum Meeresboden und die Erhaltungseffizienz von Opal, was paläoozeanographische Rekonstruktionen von Nährstoffregimen und biologischen Reaktionen auf das Klima ermöglicht.

Umkehrung

Ein niedriger Gehalt an biogenem Siliziumdioxid kann entweder auf geringe vergangene Produktion siliziumverwertender Organismen oder auf starke postdepositionelle Auflösung bzw. Verdünnung durch terrigene Einträge hinweisen; die Umkehrung betont Auflösungs- und Verdünnungsprozesse statt Produktion.

Abgrenzung

Gilt für amorphe und wenig kristalline Opalphasen biologischen Ursprungs (Opal-A, Opal-CT) und schließt kristallinen Quarz sowie die meisten authigenen kristallinen Silikate aus; die Bestimmung ist begrenzt durch Vorbehandlungsmethoden, größenabhängige Verluste und die Nichtberücksichtigung gelöster Silikate in Porenwassern.

Semantische Spannung

Spannungen bestehen zwischen 'biogenem Siliziumdioxidgehalt' und allgemeineren Begriffen wie 'Opalgehalt' oder 'Siliziumkonzentration', da letztere nicht-biogene Quellen (vulkanisches Glas, authigene Silikate) oder gelöste Silikate einschließen können statt ausschließlich erhaltener siliziumhaltiger Schalen.

Synthese

Der Gehalt an biogenem Siliziumdioxid ist ein gemessener Anteil der sedimentären Siliziummasse, der biologischen Tests zugeschrieben wird; er wird durch Produktion, Transport und Auflösung gesteuert, lässt sich an kernabschnitten mit vielen Diatomeen demonstrieren, ist fehlanwendungsanfällig wenn lithogene Siliziumquellen nicht ausgeschlossen werden und dient der Rekonstruktion vergangener Produktivität und des Siliziumkreislaufs innerhalb klarer methodischer Grenzen.