Strain release in relation to focal depth

Summary The world-wide strain release in relation to focal depth has been calculated for all shocks with magnitude 7 and over for the interval 1918–1952. The strain exhibits a strong maximum in the uppermost 75 km of the earth; it decreases exponentially with depth between 75 and 400 km, with an unimportant minimum corresponding to the asthenosphere low-velocity layer and another minimum at 275 km; after a pronounced minimum between 400 and 475 km it increases again approximately exponentially between 475 and 650 km, after which it drops rapidly to zero. The shape of the strain-depth curve is interpreted in terms of the physical conditions and the intensity of strain accumulation. In particular, the increase between 475 and 650 km is ascribed to a combined effect of temperature and pressure variation with depth with related phase changes and possible changes in composition. The depth curve for the number of shocks is nearly parallel to the strain-depth curve, and the average strain per earthquake shows only an insignificant decrease with depth.

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Zusammenfassung Es wird die Tiefenabhängigkeit der Deformationsauslösung in allen Erdbeben mit Magnitude 7 und darüber, im Zeitraum 1918–1952 untersucht. Die Deformationsauslösung hat ein ausgesprochenes Maximum in den obersten 75 km. Sie nimmt im Tiefenbereich zwischen 75 und 400 km exponential mit der Tiefe ab, wobei sich ein Minimum, das der Schicht mit niedriger Wellengeschwindigkeit entspricht, schwach andeutet, und ein zweites Minimum bei 275 km liegt. Nach einem ausgeprägten Minimum zwischen 400 und 475 km Tiefe, steigt die Deformationsauslösung erneut, etwa exponential, im Tiefenbereich zwischen 475 und 650 km an, und nimmt danach schnell ab. Der Verlauf der Deformationsauslösung in Abhängigkeit von der Tiefe wird an Hand der physikalischen Verhältnisse im Erdkörper, sowie der Intensität der Deformationsaufspeicherung gedeutet. Insbesondere wird der Anstieg zwischen 475 und 650 km einer Änderung der Temperatur und des Druckes mit der Tiefe, bei Phasensprung und möglicher Änderung in der Zusammensetzung des Materials zugeschrieben. Die Tiefenabhängigkeit der Anzahl der Beben und der Deformationsauslösung verlaufen annähernd parallel; die mittlere Deformationsauslösung pro Erdbeben zeigt lediglich eine unbedeutende Abnahme mit der Tiefe.

     

Untersuchungen über den Wärmeumsatz an der Meeresoberfläche und die Meeresströmungen im Indischen Ozean

Zusammenfassung Der Küstenverlauf des Indischen Ozeans legt den Gedanken nahe, daß dieser Ozean in den Gebieten nördlich des 35. Parallelkreises südlicher Breite gegen die anderen Ozeane fast abgeschlossen ist. Denn die Durchlässe zwischen den Sunda Inseln, Neu Guinea und Australien sind vergleichsweise schmal gegenüber der Gesamtlänge der östlichen Küsten dieses Ozeans. Das Integral des Wärmeumsatzes, genommen über solch ein abgeschlossenes Meeresgebiet, müßte über das ganze Jahr Null sein, weil die Temperatur des Ozeans über längere Zeiten ungeändert bleibt. Untersuchungen, die in dieser Richtung im Jahre 1951 ausgeführt wurden, zeigten, daß diese Bedingung nicht erfüllt war. Der Ozean verlor Wärme.Die Beobachtungen in dem neuen Australischen Strahlungsnetz ließen erkennen, daß diese früheren Berechnungen eineÅngströmsche Formel für die Globalstrahlung benutzten, die zu kleine Werte gab. Die Berechnungen von Karten des Wärmeumsatzes mit einer korrigierten Formel zeigten Gleichheit von Wärmegewinn und Verlust für den ganzen Indischen Ozean. Aber es bestehen große Differenzen in den jährlichen Mitteln des Wärmeumsatzes in den verschiedenen Teilen dieses Ozeans. Besonders in seinem Mittelteil besteht ein großes Gebiet mit Wärmeverlust östlich von Madagaskar, während der Ozean im Norden und Süden von diesem Verlustgebiet Wärme aufnimmt. Der Wärmetransport zu dem Verlustgebiet des Wärmeumsatzes im Mittelteil des Ozeans ist nur möglich durch die Meereströmungen und zwar sowohlin der Oberfläche als auchunter derselben.In einem kurzen Abschnitt wurde der jährliche Gang des mittleren Wärmeumsatzes und der mittleren Oberflächentemperatur, genommen über den ganzen Indischen Ozean, behandelt. Es wurde eine Phasendifferenz zwischen beiden Elementen von zwei Monaten festgestellt und eine mittlere Stärke der vom Wärmeumsatz beeinflußten Oberflächenschicht von 123 m.Zur Untersuchung der Rolle der Meeresströmungen mit Bezug auf den Wärmetransport wurden zehn Bahnen von Körpern gezeichnet, die als mit den Meeresströmungen driftend angenommen wurden. Es wurde dann die Annahme gemacht, daß diese Driftwege die Bahnen der an der Oberfläche bewegten Wassermassen selbst darstellen. Der Wärmeumsatz und die Oberflächentemperaturen zeigen in den nördlichen und südlichen Teilen des Ozeans einen kleinen Wärmegewinn, aber für die Wege durch das Wärmeverlustgebiet eine beträchtliche Wärmeabgabe.Daraus mußte geschlossen werden, daß die ursprüngliche Annahme, der Indische Ozean bilde ein in sich abgeschlossenes System des Wärmeumsatzes, aufgegeben werden muß. In dem ganzen nördlichen Sommer wird der Ozean von einem Meeresstrom durchflossen, der durch die Öffnungen an seinen Ostküsten in der Äquatorialzone kommt, nach Westen fließt und in den Agulhas-Strom entlang Südafrika einmündet.Betrachtet man den Beitrag der Zirkulationen unter der Oberfläche zu dem Ausgleich zwischen den Gebieten positiven und negativen Wärmeumsatzes, so muß die Tatsache betont werden, daß in den Tiefen von 200 und 400 m unter den Gebieten des stärksten Wärmeverlustes an der Oberfläche sowohl im Indischen als auch im Stillen Ozean Gebiete von relativen Höchsttemperaturen liegen.

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Summary The shape of the coasts of the Indian Ocean suggests that this ocean is, in its area north of 35° S almost separated from the other oceans, because the openings between the Sunda Islands, New Guinea, and Australia are comparatively narrow with reference to the total length of the eastern coasts of this ocean. The integral of the heat exchange on the surface of the ocean extended over such a closed ocean region should be zero for the whole year, because the temperature of the ocean is unchanged for long periods. Investigations carried out in this direction in 1951 showed that this condition was not satisfied: The ocean displays a loss in heat.The observations of the new Australian radiation network showed, used for the relevant calculations, thatÅngströms formula of global radiation gave too small values. The new calculations of charts of the heat exchange with a corrected formula showed equality of heat gain and loss for the whole Indian Ocean. But large differences in the yearly means of heat balance exist in different parts of this ocean. In particular, a large region of heat loss is present in the central part of the ocean east of Madagascar, while the ocean in the North and the South of this region gains heat. The transport of heat to the region of heat loss in the central part of the Indian Ocean is only possible by ocean currents, both, on the surface und under the surface.In a section of this paper the annual variation of the mean heat exchange and the mean surface temperature is treated for the whole Indian Ocean. A phase difference of two months between both elements and a mean thickness of 123 m for the surface layer influenced by the heat exchange were found.For investigations on the rôle of ocean currents with regard to the transport of heat ten trajectories of masses drifting with the currents were drawn on a chart of the Indian Ocean, assuming that these trajectories represent also the paths of water masses themselves. The heat exchanges and the temperatures along these paths show for the paths in the northern and southern parts of the ocean a small gain of heat but, for the ways through the above mentioned region of heat loss a considerable loss of heat.Therefore, it can be concluded that the previous assumption of the Indian Ocean, being a system with an own heat balance, must be abandoned. In the whole northern summer the ocean is penetrated by a current of water coming through the openings in the equatorial zone, flowing towards West and flowing into the Agulhas current along South Africa.Considering the contribution of the circulations under surface to the compensation between the regions of positive and negative heat exchange, it must be emphasised that regions of maximum temperatures lie under the regions of the largest heat loss in depths of 200 and 400 m in both, the Indian and the Pacific Oceans.

     

Der „Delphin“, ein Meßgerät zur Untersuchung von oberflächennahen Temperaturschichtungen im Meere

Zusammenfassung Zur Messung der vertikalen Temperaturverteilung längs eines Profils, insbesondere zur Untersuchung von Temperatursprungschichten, wurde am Deutschen Hydrographischen Institut der Delphin entwickelt. Das Gerät wird hinter dem fahrenden Schiff geschleppt und pendelt zwischen der Oberfläche und etwa 100 m Tiefe auf und ab. Druck und Temperatur werden in sekündlichem Abstand über die Schleppleine an Bord übertragen und registriert. Aufbau und Funktionsweise des Gerätes werden beschrieben. Als Beispiele werden Delphinregistrierungen im Vermischungsgebiet des Golf- und Labradorstromes während des Internationalen Geophysikalischen Jahres sowie in der nördlichen Nordsee wiedergegeben und besprochen.     

Ein Klein-Rammkolbenlot zur Gewinnung ungestörter Sedimentprofile

Zusammenfassung Es wird ein Rammkolbenlot beschrieben, welches die Entnahme ungest?rter und lückenloser Bohrkerne bis etwa 2 m L?nge aus Tiefen bis etwa 300 m erm?glicht. Das Ger?t ist besonders für die routinem?ssige Untersuchung von Ablagerungsfolgen neuerer und neuester Zeit gedacht und leicht bedienbar.

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Summary A drilling rig, constructed as a combination of ramimer and piston sampler, is being described. The device enables to secure undistorted, complete drilling cores, up to 6 feet in length, from as deep as 1000 feet below surface. Routine investigations on the effects of recent sediment deposits are easily practiced.

     

Some measurements of the development of the surface inversion in Central Alaska during winter

Summary The strong cooling rates of the surface air, which are observed in Fairbanks in winter immediately following clearing of the sky, can, in the first hours, be explained solely by the negative radiation balance. Later on, gravity drainage of cold air from the surrounding hills into the lower valley contributes about 30% to the observed energy loss of the air above the valley. Energy balance calculations show that the negative radiation balance is compensated mainly by sensible (62%) and soil heat flux (32%) while condensation contributes only a small 6%.

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Zusammenfassung Die starken Abkühlungsraten der bodennahen Luftschicht, die im Winter in Fairbanks beobachter werden, wenn die Bewölkung abnimmt, können in den ersten Studen allein durch die negative Strahlungsbilanz erklärt werden. Später hat der katabatische Wind, der kalte Luft von den Fairbanks umgebenden Hügeln in das niedriger liegende Tal bringt, einen Anteil an dem Energieverlust der Luft über dem Tal von etwa einem Drittel. Die Berechnung der Wärmebilanz zeigt, dass die negative Strahlungsbilanz hauptsächlich vom sensiblen Wärmestrom (62%) und dem Wärmestrom aus dem Boden (32%) kompensiert wird, während die Kondensation nur 6% beiträgt.

     

Tabelle degli intervalli tpP-tp E tsS-tS per l'analisi dei terremoti ad ipocentro profondo

Riassunto L'A. ha calcolato i valori di t_pP-t_p, in centesimi di secondo, usando la formola di Berlage, per profondità crescenti di 50 in 50 km fino a 800 km e per distanze epicentrali di 200 in 200 km sino a 11.400 km; partendo dai valori di v_o e 1/V dati da Gutenberg e Richter. I valori degli intervalli t_sS-t_S sono stati ottenuti moltiplicando per 1,8 quelli di t_pP-t_p.

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Zusammenfassung Ausgehend aus einer Formel von Berlage, hat der Verf. die Werte von t_pP-t_p, in Hunderstel von Sekunden, berechnet und zwar für Tiefen von je 50 km bis 800 km und für Herdentfernungen von je 200 km bis 11.400 km. Für die Werte von v_o und 1/V wurden diejenigen von Gutenberg und Richter zugrunde gelegt. Die Werte von t_sS-t_S wurden durch Multiplikation mit 1,8 derjenigen von t_pP-t_p erhalten. *** DIRECT SUPPORT *** A2919006 00005

     

Ergebnisse von Temperaturmessungen im Gemünder Maar/Eifel

Zusammenfassung Auf Grund von Messungen im Gemünder Maar/Eifel in den Jahren 1959 und 1960 wird der Jahresverlauf der Temperatur in verschiedenen Tiefen und das Verhalten der Sprungschicht diskutiert. Zusammen mit Registrierungen der Globalstrahlung in Köln ergibt sich ein Einblick in den Wärmehaushalt des Sees.

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Summary Based on measurements in the Gemünder Maar/Eifel during the years 1959 and 1960, the annual variation of water temperature in different depths and the behaviour of the discontinuity layer (thermocline) are discussed. Taking into consideration records of global radiation in Cologne, and estimation of the thermal economy of the lake is possible.

     

Atmosphärische Fronten und Vertikalaustausch

Zusammenfassung Die vom Verfasser aufgestellten fünf Typen von Kaltfronten, die als wesentliches Unterscheidungsmerkmal die vertikale Temperaturschichtung im Frontbereich benutzen, sowie stabile und labile Warmfronten zeichnen sich in den Wetterkarten durch typische Wettererscheinungen aus. Für jeden dieser Fronttypen, die nach diesen Erscheinungen aus den Wetterkarten des Jahres 1950 für Hamburg ausgesucht wurden, wurde das Jahresmittel des vertikalen Austauschkoeffizienten in 35 m Höhe und der Oxydationswert der Bodenluft bestimmt. Die Ergebjisse bestätigen die Berechtigung der gegebenen Frontenklassifikation.

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Summary The five cold front types adopted by the author, with the vertical lapse rate of temperature in the frontal area as the essential characteristic, and stable und unstable warm frontal systems are distinguishable in the weather maps by specific weather phenomena connected with them. Based on the weather maps for Hamburg Germany, in 1950, the annual mean coefficient of vertical exchange at the 35-m level and the oxydation value of the surface air layer were determined for each of these frontal types. The results obtained are confirming as justified the adopted classification.

     

Über den Seewind von Rom

Zusammenfassung Zahlreiche Höhenwind-Serienmessungen aus dem Jahre 1943 sowie die italienischen Terminpiloten in der Umgebung von Rom führen zu einem geschlossenen Bild über den räumlichen sowie tages- und jabreszeitlichen Ablauf der Seewindzirkulation. Bei schwachem oberen Sollwind arbeitet das System nach demHann'schen Schema. Dem oft sehr markanten Einbruch des eigentlichen Seewindes, der sich binnenwärts verzögert, geht am Vormittag nach Beendigung des nächtlichen Landwindes eine Uebergangsphase mit wechselnder, zeitweise schon auf Südwest einpendelnder Richtung voraus. Für die mittlere Richtung, die im Binnenland eine gute Konstanz aufweits, ergibt sich eine lagsame Drehung in der Höhe um 12–15° nach rechts. Das Maximum der Geschwindigkeit findet sich zwischen 100 und 200 m über Grund. Im Winter reicht die Brise bis 20, im Sommer bis über 60 km landein. An der Küste von Lido di Roma dreht der Wind infolge der Rechtsablenkung in den meisten Fällen von Südwest auf Nordwest und steigt erst am Nachmittag mit seiner Obergrenze auf 1200 bis 1500 m oder höher hinauf; dagegen gewinnt der Seewind im Binnenland in kurzer Zeit seine volle, aber nicht so große Höhe. Daher steigt der Seewindkörper am Vormittag von der Küste binnenwärts an, am Nachmittag ist er jedoch am Strand mächtiger, im Winter bleibt er hier flach.

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Summary In the year 1943, numerous series of wind-measurements of height were accomplished wich open precise information over the windconditions within and above the air-valve over the sea, its vertical thickness, upper surfaces, beginning and end, a. s. o. The sea-wind is working according to the principle of circulation ofHann and the theory ofDefant 1950. Italian pilot-Balloon ascents, particularly in Vigna di Valle and Lido di Roma, are statical working up to month-and annual-means of the direction and force. It results on the coast in the course of the day a strong, in the inland only a weak turn of the sea-breeze with the height in consequence of the earth-rotation to the right, as an impression up to over 60 in summer, in winter 20 km coastal distance. On the coast the sea-wind reaches its full strength with 1200 to 1500 m first in the afternoon, in the inland already in the fornoon, however it increases not so strong. The speed somewhat augments from the coast to the inland; the raising of the terrain involves an increase of the speed and a rise of the sea-breeze upperfront. For the wintry air-valve is restored a longitudinal section from Lido di Roma over Rom to Monterotondo (45 km).

     

Determinazione di profondita ipocentrale effettuata col sussidio di un nuovo metodo energetico

Riassunto L'A. rende conto di un suo personale procedimento proposto per il calcolo delleprofondità ipocentrali (Metodo energetico). L'A. ne traccia la teoria, e ne illustra l'applicazione ad un caso concreto (terremoto di Hornisgrinde-Foresta Nera settentrionale — 30 dicembre 1935) — ponendo in rilievo, fra le altre, le seguenti caratteristiche: a) l'assoluta indipendenza dalla conoscenza dei dati orari; b) la possibilità, inerente alla soluzione stessa di precisare due interessanti parametri fisici strettamente legati alla propagazione: vale a dire: 1) un coefficiente medio () di assorbimento dell' energia sismica; 2) un indice di divergenza in rapporto all' anisotropia del mezzo ().Si riscontra un accordo soddisfacente fra il valore della profondità calcolata per il terremoto di Hornisgrinde in 32,2 Km. (col metodo energetico), ed una media (33 Km. ± c. a. 5 Km.), tratta dai risultati di più metodi (macro e microsismici), secondo i calcoli del Prof. Hiller.

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Zusammenfassung Der Verf. erläutert ein von ihm entwickeltes Verfahren zur Berechnung deripozentralen Tiefen (energetische Methode). Hieraus entwickelt er die Theorie und zeigt derer Anwendung an einem praktischen Beispiel (Erdbeben auf der Hornisgrinde, nördlicher Schwarzwald, 30. Dezember 1935); dabei hebt unter anderm folgende Eigenschaften hervor: a) die absolute Unabhängigkeit der Methode von der Kenntnis der Zeitangabe; b) die Möglichkeit, unter Anlehnung an die Lösung selbst, zwei interessante physikalische Vergleichsgrösse festzustellen welche eng an die Fortpflanzung gebunden sind; und zwar: 1) einem mittleren Koeffizient () für die Absorption der seismischen Energie; 2) einen Divergenz-Parameter im Verhältnis zur Anisotropie des Mediums ().Damit trifft man eine befriedigende Übereinstimmung zwischen dem für das Erdbeben von Hornisgrinde errechneten Werte der Tiefe von 32,2 km (nach der energetischen Methode) und einem mittleren Werte (33 km ± ca. 5 km) welche nach der Berechnungen von Herrn Prof. Hiller aus den Ergebnissen verschiedener makro- und mikroseismischen) Methoden gezogen wurde.

     

On the frictionally induced transverse circulation of the Antarctic Circumpolar Current

Summary The stationary distribution of the transverse and vertical current velocities were computed from the distribution of the down stream velocity component using the eddy viscosity concept.The cross stream circulation is in good gross agreement with the circulation scheme which can be inferred from the distributions of temperature and salinity. Two significant results are discussed at some detail. First, the Antarctic Polar Front (known also as the Antarctic Convergence) presents itself as a frontal zone where strong downward motion is encountered in the northern portion and equally strong upward motion in the southern portion. A possible interpretation of H. Wexler's [1959] Antarctic Divergence has been given.Second, some 5–6° north of the Polar Front a narrow zone of ascending motion has been found, the Subantarctic Front. Some evidence for the existence of such a front has been found in several bathythermograph sections across the Antarctic Circumpolar Current south of New Zealand (R. W. Burling [1961]).

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Die transversalen und vertikalen Bewegungen im Antarktischen Zirkumpolarstrom

Zusammenfassung Die transversalen (meridionalen) und vertikalen Geschwindigkeitskomponente sind für den Antarktischen Zirkumpolarstrom berechnet worden. Die meridionale Geschwindigkeitskomponente ist als reibungsbedingt angenommen und die zonale Komponente als Funktion von geographischer Breite und der Tiefe geostrophisch für einen Discovery — Schnitt ausgewertet worden, um die meridionalen wie auch vertikalen Komponenten zu berechnen. Grundsätzlich hängt die Bestimmung der Querzirkulation keineswegs von der geostrophischen Bedingung ab. Der benutzte Reibungsansatz bedient sich der Austauschformulierung (Navier-Stokes-Formulierung für turbulente Bewegungsfelder) im Gegensatz zum Ansatz von K. Wyrtki [1960], der ein lineares Reibungsgesetz (nämlich proportional zur Geschwindigkeit) im Ozean und den Winddruck an der Grenzfläche in Betracht gezogen hatte. Die physikalischen Werte für den vertikalen und horizontalen Austausch sind so gewählt, daß in beiden Fällen etwa der gleiche Reibungseffekt erzielt wird. Unter den gemachten Voraussetzungen ergibt sich für den stationären Fall das folgende Bild der Querzirkulation.Die Antarktische Polar-Front besteht aus einer relativ engen Zone gegenläufiger vertikaler Bewegungen; auf der Nordseite der Front haben wir es mit den wohlbekannten Absteigbewegungen zu tun, während auf der Südseite starke aufsteigende Bewegungen errechnet worden sind. Diese Vertikalbewegungen pflanzen sich bis in die größten Tiefen fort, was die von G. E. R. Deacon [1937a] besonders hervorgehobene Tatsache erklären könnte, nämlich die ausgesprochenen Temperaturunterschiede in einer Tiefe von 2500 Metern nördlich und südlich der Polar-Front. Die Temperaturbedingungen in 2000 Meter Tiefe sind in diesem Zusammenhang etwas näher ausgeführt.Etwa 5 bis 6° Breite nördlich der Polar-Front hat sich eine weitere Zone aufsteigender Geschwindigkeiten eingestellt, deren Erklärung einige Schwierigkeiten bietet. Dieser Zone haben wir provisorisch den Namen Subantarktische Front gegeben, da es nicht unwahrscheinlich erscheint, daß wir es hier mit einem permanenten Phänomen zu tun haben, das mit der Dynamik des Zirkumpolarstromes verknüpft ist und auf das Burling [1961] auf Grund von Bathythermograph-Schnitten zwischen New Zealand und den Balleny-Inseln hingewiesen hat.Schließlich ist eine neue Interpretation von Wexlers [1959] Antarktischer Divergenz gegeben worden. Diese scheint in enger Beziehung zu den starken Auftriebsbewegungen an der Südseite der Antarktischen Polar-Front zu stehen.

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Sur les mouvements transversaux et verticaux induit par la friction dans le Courant Antarctique Circumpolaire

Résumé On dérive de la distribution de la composante de la vitesse descendante la distribution stationnaire des vitesses transversales et verticales de courant en se servant du concept de la viscosité tourbillonnaire.La circulation transversale du courant s'accorde à grande vue bien avec le modèle de la circulation qui se laisse dériver de la distribution de la température et de la salinité. Deux résultats caractéristiques sont exposés en détail. D'abord, le Front Antarctique Polaire (connu sous le terme de la Convergence Antarctique) se manifeste comme zone frontale où l'on rencontre un fort mouvement descendant dans la partie septentrionale et un mouvement ascendant d'égale force dans la partie méridionale. Une des interprétations possibles de la Divergence Antarctique d'après H. Wexler [1959] est donnée.Puis, on trouve, à 5–6° environ au nord du Front Polaire, une zone étroite de mouvement ascendant (nommée provisoirement Front Subantarctique). Plusieurs sections bathythermographiques établies au delà du Courant Antarctique Circumpolaire au sud de la Nouvelle-Zélande semblent prouver l'existence d'un tel front (R. W. Burling [1961]).

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This paper is dedicated to the memory of Dr. Harry Wexler, whose great interest in oceanography per se and in its interdisciplinary aspects was an inspiration to many others.     

Anwendung statistischer Verfahren in der Magnetik und Gravimetrie zur Tiefenerkundung

Zusammenfassung Eine statistische Analyse der geophysikalischen Potentialfelder, die durch Intensität und Frequenz der regionalen Anomalien bestimmt werden, liefert interessante Ergebnisse über die Struktur der Erdkruste. Im einzelnen können die Tiefe von horizontalen Diskontinuitäten, die Lage von vertikalen tektonischen Störungen, tektonische Vorzugsrichtungen als mittlere Richtungen der Anomalientrends und die mittlere Tiefe derCurie-Isotherme bestimmt werden. Die Grundlage der statistischen Untersuchungen stellt die Korrelationsanalyse dar. Die verschiedenen Methoden werden im einzelnen beschrieben.

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Summary A statistical analysis of the geophysical potential fields, which are characterized by intensity and frequency ofthe regional anomalies, shows interesting results on the structure of the crust. Especially there may be determined the depth of horizontal discontinuities, tectonicmean directions as mean directions of anomaly trends and the mean depth of theCurie-point. The basis of the statistical investigations is the correlation-analysis. The several treatments are described in detail.

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Mitteilung aus dem Geomagnetischen Institut der DAW, Potsdam, Nr. 264.     

Deep seismic reflection experiments at Kiruna

Summary In August 1955 a series of specially arranged quarry blasts in the Kiruna iron ore mines was recorded with a refraction apparatus at approx. 10 km distance. The experiments are the first seismic investigations of the deeper crustal structure in Fennoscandia and were mainly undertaken in order to study near-vertical reflections from crustal discontinuities. The records show clear directP waves with sharp onsets and a velocity of 5.65±0.13 km/sec (in porphyry), furthermoreS waves of less definite onsets and sound waves through the atmosphere.P waves reflected from crustal discontinuities are weak and of erratic occurrence, in agreement with theoretical expectation for near-vertical reflections. Approx. depths to the Conrad and the Mohorovii'c discontinuities are calculated as 19 km and 33–34 km. There is general agreement with the explosion records written by the Grenet seismograph at Kiruna, and the differences which exist can be explained by the different frequency response of the two instruments.

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Zusammenfassung Im August 1955 wurde eine Reihe speziell angeordneten Steinbruchsprengungen in den Eisenerzgruben bei Kiruna mittels einer Refraktionsapparatur in rund 10 km Entfernung registriert. Diese Versuche sind die ersten seismischen Untersuchungen der tieferen Krustenstruktur in Fennoskandien und wurden hauptsächlich wegen eines Studiums von Reflexionen an krustalen Diskontinuitäten bei nahe vertikalem Einfall der Wellen vorgenommen. Deutliche, direkteP-Wellen mit scharfen Einsätzen und einer Geschwindigkeit von 5.65±0.13 km/sec (Porphyr) wurden registriert, ausserdemS-Wellen mit weniger scharfen Einsätzen und Schallwellen durch die Atmosphäre. An krustalen Diskontinuitäten reflektierteP-Wellen sind schwach und unregelmässig, im Einklang mit theoretischen Erwartungen für Reflexionen bei nahe vertikalem Einfall. Die Tiefen der Conrad- und der Mohorovii-Diskontinuitäten wurden annähernd zu 19 km bzw. 33–34 km berechnet. Es besteht allgemeine Übereinstimmung mit den Explosionsregistrierungen des Grenet-Seismographen in Kiruna, und die Unterschiede können lediglich durch die unterschiedliche Frequenzempfindlichkeit der Instrumente erklärt werden.

     

Statistische Bearbeitung einer einjährigen Grobaerosol-Messreihe

Zusammenfassung Die Ergebnisse von Untersuchungen über das Grobaerosol (Partikelgröße über 0.5 ) in einer Großstadt (Hamburg), wurden mit Hilfe modernster statistischer Verfahren eingehend bearbeitet. Eine ursprünglich durchgeführte grobe Bearbeitung, wie sie heute noch von den meisten Meteorologen vorgenommen wird, ergab praktisch nur eine Abhängigkeit von den Jahreszeiten (Heizperiode) und von den Inversionslagen.Mit Hilfe moderner statistischer Methoden war es u. a. möglich, statistisch gesicherte Abhängigkeiten der Partikelzahlen und Partikelgrößen von der Windrichtung, der Partikelzahlen von der Windstärke und der Partikelzahlen von den Luftkörpern, aufzudecken. Auch ein statistisch gesicherter Zusammenhang zwischen der Sichtweite und der Partikelzahl des Grobaerosols konnte festgestellt werden.Diese Untersuchungen zeigen deutlich die Vorteile und die Notwendigkeit der Bearbeitung von Meßreihen mit den neuen Verfahren der mathematischen Statistik.     

Geomagnetische Tiefentellurik Teil II: Die Streichrichtung der untergrundstrukturen des elektrischen Widerstandes,erschlossen aus geomagnetischen Variationen

Zusammenfassung In Richtung des Streichens großräumiger Leitfähigkeitsän-derungen entsteht durch die Induktion der zeitlich variablen ionosphärischen Ströme eine Stromdrängung im Untergrund. Dadurch werden orts- und periodenabhängigeZ-Variationen erzeugt. Mit Hilfe einfacher Annahmen kann man demzufolge aus den zeitlichen magnetischen Variationen die Streichrichtung horizontaler Leitfähigkeitssprünge bestimmen. Die Methoden dazu werden auch mit Hilfe derssc undsfe-Auswert-ungen fremder Autoren ausführlich geschildert und die angenäherte statistische Eliminierung der ionosphärischenZ-Variationen in mittleren Breiten dargelegt. Die berechneten Richtungen stehen im Einklang mit dem Streichen großräumiger geologischer Formationen. Die Tiefe der anomalen magnetischen Induktionserscheinungen dürfte zwischen wenigen km bis deka-km liegen.

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Summary The anomalous local behaviour of the vertical magnetic time-variations is due to regional abrupt changes of electric specific resistivity in horizontal direction. Such local differences of vertical magnetic variations are very frequent in contrast to previous published papers. Under certain conditions it is possible to determine the direction of the underground structures by the aid of geomagnetic variations. The ratio of the vertical and the horizontal component is a function of the period and of the horizontal resistivity gradient. The ionospheric part of theZ-variations in middle latitudes is small in the case of bays andssc's. It has hardly an influence in a statistical treatment. Examples in northern Germany and south-east Europe show the usefulness of magnetic variations and their local character for the determination of the direction of regional geological structures.

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Mitteilung Nr. 122 des Geomagnetischen Instituts Potsdam.     

The ‘Moho’ as a transition zone

Results of deep seismic soundings from various areas of the world are presented. Much weight is put on recent European investigations. Seismic refraction surveys are found to yield reliable information on the depth and undulation of the Mohorovii discontinuity (Moho). Wide angle reflection data are used for the derivation of an overall velocity gradient zone of a few kilometers in many continental areas. From near vertical and subcritical reflection data a stepwise character of the gradient zone is deduced. The overall picture from different seismic investigations shows the Moho as a laminar transition zone of a few kilometer thickness. There is a general stepwise increase in the velocity of compressional (P) and shear waves (S), possibly often interrupted by layers with lower velocities, until values around 8 km/s are reached for theP-waves in the uppermost part of the mantle. Petrologic explanations of these features deal with layers of partial melts, crystallisation seams, intrusions and some peeling of mantle matter. Problems of the evolution, shifting, and subduction of the Moho are discussed in the light of plate tectonics.

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Zusammenfassung Es werden Ergebnisse tiefenseismischer Sondierungen aus verschiedenen Gebieten der Erde vorgestellt, wobei neuere europäische Untersuchungen ausführlicher behandelt werden. Viele refraktionsseismische Messungen gestatten die Ermittlung von Tiefe und Undulation der Mohorovii Diskontinuität (Moho). Aus seismischen Weitwinkelmessungen läßt sich in vielen Gebieten ein genereller Geschwindigkeitsgradient im untersten Teil kontinentaler Krusten nachweisen. Diese Gradientschicht als Übergangszone zum Mantel ist nach Ergebnissen von Steilwinkel- und anderen unterkritischen Reflexionen stufenförmig ausgebildet. So zeigt eine synoptische Betrachtung aller seismischen Untersuchungen, daß die Moho eine laminar ausgebildete Übergangszone von einigen Kilometern Mächtigkeit ist. Die allgemeine stufenförmige Zunahme der Geschwindigkeitswerte ist möglicherweise oft durch Schichten mit niedrigerer Geschwindigkeit unterbrochen, bis im obersten Teil des Mantels Werte von etwa 8 km/s für die Kompressionswellengeschwindigkeit erreicht werden. Petrologisch sind die Eigenschaften der Übergangszone durch Schichten oder Linsen partieller Schmelzen, durch Kristallisationssäume, Intrusionen oder/und Schuppen des oberen Mantels zu erklären. Probleme der Evolution, der vertikalen und horizontalen Bewegungen sowie des Abtauchens der Moho werden im Zusammenhang mit globaler Tektonik gesehen.

     

Surface waves from earthquakes in Northern Atlantic-Arctic Ocean

Summary Earthquakes in the region of Jan Mayen exhibit two different appearances on records of near-by stations: classa with extremely well developed Love waves and less well developed Rayleigh waves, classb with poorly developed or missing Love waves but with clear Rayleigh waves. The difference between the two classes is ascribed to different focal depths. The Love waves of classa start simultaneously with theS wave and have initial periods over 40 sec; they have a small vertical component increasing along the wave train. They are unable to propagate beyond the continental margin for any considerable distance, probably due to a breakdown of the condition for constructive interference valid for their oceanic propagation.The oceanic dispersion curves both of Love and Rayleigh waves have been deduced using records at Kiruna, Uppsala, Bergen, Copenhagen, Scoresby Sund, Reykjavik, and Akureyri. The average thickness of the oceanic crust is around 15 km in the Norwegian Sea. For the Mid-Atlantic Ridge southwest of Reykjavik a crustal thickness of 10 km is obtained. The average thickness of unconsolidated sediments is around 2.4 km for the Norwegian Sea, and around 1.0 km in shallower regions of the ocean toward Iceland and Greenland.

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Zusammenfassung Erdbeben in der Gegend von Jan Mayen zeigen zwei verschiedene Erscheinungen in den Aufzeichnungen naheliegender Stationen: Klassea mit ausserordentlich gut entwickelten Love-Wellen und weniger gut ausgebildeten Rayleigh-Wellen, Klasseb mit schwach entwickelten oder fehlenden Love-Wellen aber mit deutlichen Rayleigh-Wellen. Der Unterschied zwischen den beiden Klassen wird verschiedener Herdtiefe zugeschrieben. Die Love-Wellen der Klassea beginnen unmittelbar mit derS-Welle und haben Anfangsperioden über 40 sek; sie haben eine geringe vertikale Komponente, die im Laufe des Wellenzuges zunimmt. Sie können sich nicht über den Kontinentalrand beträchtlich weit fortpflanzen, was möglicherweise einem Aufhören der Voraussetzung für konstruktive Interferenz, die bei ihrer ozeanischen Ausbreitung vorhanden ist, zugeschrieben werden muss.Unter der Benutzung der Aufzeichnungen von Kiruna, Uppsala, Bergen, Kopenhagen, Scoresby Sund, Reykjavik und Akureyri wurden ozeanische Dispersionskurven sowohl für Love- als auch für Rayleigh-Wellen bestimmt. Die mittlere Mächtigkeit der ozeanischen Kruste beträgt ungefähr 15 km unter dem Europäischen Nordmeer. Für die Mittelatlantische Schwelle südwestlich von Reykjavik wurde eine Krustenmächtigkeit von 10 km erhalten. Die mittlere Mächtigkeit von unbefestigten Sedimenten ist ungefähr 2.4 km für das Europäische Nordmeer und ungefähr 1.0 km in Gegenden flacheren Meeres nach Island und Grönland hin.

     

Eine Induktions-Impulsmethode für den Nachweis des Erdöls

Zusammenfassung Es wird eine Induktionsimpulsmethode beschrieben, welche sich auf die Messung dielektrischer Dispersionsphänomene gründet, und welche einen direkten Nachweis des Petroleums auf Tiefen von über 2000 m ermöglicht. Durch Variation der Anfachungsbedingungen kann man selektive Reaktionswirkungen erzielen.

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Summary An induction pulse method is described, based upon the measurement of a dielectric dispersion phenomenon. This method opens the possibility of a direct and selective reaction of the petroleum at a depth of more than 6000 feet. Hereby the selective reaction is based upon the variation of the exciting conditions.

     

The Rhine graben rift system-plate tectonics and transform faulting

The Rhinegraben is the central segment of a rift system which traverses Western Europe from the North Sea to the Mediterranean. Rifting, which had started in the Middle Eocene, was preceded by early-Teriary nephelinitic eruptions. The center of maximum subsidence shifted along the graben axis from south to north during geologic times. The maximum thickness of sedimentary fill is observed in the northern part of the Rhinegraben to be as much as 3350 m. Most of the internal and external faults are normal faults. By theoretically returning the dip-slip movements and tilted block tectonics back to their original positions a lateral gap can be calculated in the amount of 4.8 km. The graben shoulders began to rise along the marginal fault scarps as outward tilted blocks contemporaneously when fault trough subsidence set in. The graben sinking and shoulder uplift are still in progress. Rates of annual vertical movements up to 0.7 mm, as well as seismic activity, are observed. Below both graben and shoulders a cushion-shaped body has been ascertained, intercalated between crust and mantle, with P-velocities of 7.6–7.7 km s^–1. This body is interpreted to be of mantle-derived material; its crest follows the graben axis and ascends up to 24 km beneath the graben floor. It is thought that rifting, like graben subsidence and shoulder elevation, is controlled by the formation and growth of this laccolithic body. Tensional tectonics and sideward plate movements are reduced to gravity slide of the torn and upwarped crustal plates or sub-plates, decoupled from the substratum by heat transfer and consequential partial melting along the cushion surface. The lateral offsets at the transitions from the Rhinegraben to its continual segments are intersected by transversal zones of enhanced seismicity and volcanic action. The observed fault patterns are interpreted as crustal traces of subcrustal transform faulting. Rhine graben tectonism is discussed as to its local interference and temporal interaction with Alpine orogenesis, just as in its causal and spatial connection to the world rift system as a whole, Several arguments pertaining to the understanding of the driving mechanisms are discussed and a new model of rift tectonics is indicated.

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Zusammenfassung Der Rheingraben ist der mittlere Abschnitt eines'Grabengürtels, welcher Westeuropa von der Nordsee bis zum Mittelmeer durchzieht. Frühtertiäre, nephelinitische Eruptionen kündigten das Grabengeschehen an; die ersten Senkungen vollzogen sich im Mitteleozän. Der Senkungsschwerpunkt hat sich allmählich vom südlichen zum nördlichen Grabenede verlagert. Die maximale Füllmächtigkeit mit 3350 m wurde im nördlichen Abschnitt beobachtet. Die Mehrzahl der inneren und äußeren Grabenverwerfungen sind Abschiebungen. Macht man die Grabentektonik konstruktiv rückgängig, ergibt sich ein Zerrungsbetrag von 4,8 km senkrecht zur Grabenachse. Die Aufstemmung der Grabenschultern als nach außen gekippte Pultschollen hat gleichzeitig mit der Grabensenkung eingesetzt. Grabensenkung und Schulterhebung dauern bis in die Gegenwart an. Jährliche, vertikale Bewegungsraten bis zu 0,7 mm wie auch seismische Aktivität bestätigen dies. Graben und Schultern werden von einem kissenförmigen Körper mit P-Geschwindigkeiten zwischen 7,6–7,7 km s^–1 unterlagert, der sich zwischen Kruste und Mantel einschiebt. Er scheint aus aufgestiegener Mantelmaterie zu bestehen. Der Graben fogt der Kammlinie dieses subkrustalen Körpers, dessen Scheitel 24 km Tiefe erreicht. Krustale Zerreißung, Grabensenkung und Schulterhebung werden auf die Bildung und das Wachstum dieses lakkolithischen Körpers zurückgeführt. Zerrungstektonik und seitliches Ausweichen der rahmenden Krustenblöcke werden einer Schweregleitung der aufgebogenen Krustenplatten zugeschrieben, wobei Aufschmelzungsvorgänge für eine mechanische Entkuppelung an der Krustenbasis sorgten. Der seitliche Versatz der Grabenachsen beim Übergang zu den Anschlußsegmenten vollzieht sich längs seismisch aktiver Querzonen mit neogenem Vulkanismus. Das Strukturgitter dieser Querzonen läßt sich auf subkrustale transform faults zurückführen. Die Tektogenese des Rheingrabens betraf in Wechselwirking die gleichen Krustenplatten wie die benachbarte alpine Orogenese. Ferner wird der Zusammenhang mit dem World Rift System diskutiert. Die erkennbaren Symptome bezüglich des Antriebsmechanismus werden ausgewertet, und sein neues Modell der Rift-Tektonik wird konzipiert.

     

La distribuzione delle zone altimetriche e batimetriche della crosta terrestre

Riassunto In base alle osservazioni più recenti ed in particolare ai risultati della Spedizione Atlantica Tedesca della «Meteor» 1925–27, l'A. ha nuovamente calcolato i valori delle aree comprese tra i successivi livelli altimetrici e batimetrici della crosta terrestre. I risultati relativi vengono riassunti in apposite tabelle. Essi hanno portato ad una più precisa definizione della curva ipsografica. Oltre all' esame di quest' ultima, si dimostra come la stessa sia rappresentabile con un arco di parabola fra le profondità di 2500 e 5200 m. Successivamente si illustrano le caratteristiche delle curve di distribuzione delle predette aree secondo la rappresentazione di W. Trabert e A. Wegener.

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Zusammenfassung Auf Grund der neueren Beobachtungen und insbesonders der Ergebnisse der Deutschen Atlantischen Expedition auf dem «Meteor» 1925–27, hat der Verf. wieder die Werte der Areale der Tiefen- und Höhenstufen der Erdkruste berechnet. Sie werden in Tabellen zusammengefasst und sie haben zu einer genaueren Bestimmung der hypsographischen Kurve geführt. Ausser der Erläuterung derselben wird bewiesen, wie sich dieselbe mit einem Parabelbogen im Gebiet zwischen 2500 und 5200 m Tiefe darstellen lässt. Anschliessend werden die Eigentümlichkeiten der Arealverteilungskurve, nach der Darstellung von W. Trabert und A. Wegener, beschrieben.