Development and changes in the Eastern Province of Saudi Arabia

Due to a particularly favourable geologic and tectonic setting in the Eastern Province, Saudi Arabia has the world largest oil reserves and is the third largest oil-producing nation in the world. Based on oil and gas revenues, the Kingdom experienced an overwhelming development during the last few decades, changing a desert country into a modern industrialized nation. Main characteristics of spatial changes are based on processes of urbanization and industrialization, on agricultural reclamations and infra-structural developments. Since the natural environment of deserts and semi-deserts in the Eastern Province is determined by an extremely sensitive equilibrium, environmental impacts, shortages in water resources, as well as limited human resources are causing basic problems, which will influence future developments.     

Towards the detection and attribution of an anthropogenic effect on climate

It has been hypothesized recently that regional-scale cooling caused by anthropogenic sulfate aerosols may be partially obscuring a warming signal associated with changes in greenhouse gas concentrations. Here we use results from model experiments in which sulfate and carbon dioxide have been varied individually and in combination in order to test this hypothesis. We use centered [R (t)] and uncentered [C (t)] pattern similarity statistics to compare observed time-evolving surface temperature change patterns with the model-predicted equilibrium signal patterns. We show that in most cases, the C (t) statistic reduces to a measure of observed global-mean temperature changes, and is of limited use in attributing observed climate changes to a specific causal mechanism. We therefore focus on R (t), which is a more useful statistic for discriminating between forcing mechanisms with different pattern signatures but similar rates of global mean change. Our results indicate that over the last 50 years, the summer (JJA) and fall (SON) observed patterns of near-surface temperature change show increasing similarity to the model-simulated response to combined sulfate aerosol/CO₂ forcing. At least some of this increasing spatial congruence occurs in areas where the real world has cooled. To assess the significance of the most recent trends in R (t) and C (t), we use data from multi-century control integrations performed with two different coupled atmosphere-ocean models, which provide information on the statistical behavior of 'unforced' trends in the pattern correlation statistics. For the combined sulfate aerosol/CO₂ experiment, the 50-year R (t) trends for the JJA and SON signals are highly significant. Results are robust in that they do not depend on the choice of control run used to estimate natural variability noise properties. The R (t) trends for the CO₂-only signal are not significant in any season. C (t) trends for signals from both the CO₂-only and combined forcing experiments are highly significant in all seasons and for all trend lengths (except for trends over the last 10 years), indicating large global-mean changes relative to the two natural variability estimates used here. The caveats regarding the signals and natural variability noise which form the basis of this study are numerous. Nevertheless, we have provided first evidence that both the largest-scale (global-mean) and smaller-scale (spatial anomalies about the global mean) components of a combined CO₂/anthropogenic sulfate aerosol signal are identifiable in the observed near-surface air temperature data. If the coupled-model noise estimates used here are realistic, we can be highly confident that the anthropogenic signal that we have identified is distinctly different from internally generated natural variability noise. The fact that we have been able to detect the detailed spatial signature in response to combined CO₂ and sulfate aerosol forcing, but not in response to CO₂ forcing alone, suggests that some of the regional-scale background noise (against which we were trying to detect a CO₂-only signal) is in fact part of the signal of a sulfate aerosol effect on climate. The large effect of sulfate aerosols found in this study demonstrates the importance of their inclusion in experiments designed to simulate past and future climate change. Received: 10 November 1994 / Accepted: 19 July 1995     

Polymetamorphose und Deckenbau der Strand-Halbinsel/SW-Norwegen

Zusammenfassung Die Metamorphite der Halbinsel Strand / SW-Norwegen gehören zu einem Deckensystem präkambrischer Gesteine, das während der kaledonischen Orogenese von NNW her auf den Baltischen Schild geschoben worden ist (Sigmond Kildal 1978). Eine hangende Deckeneinheit umfa\t Metagranite, Melagabbroide und Gneise. Ihr granulitfazieller Mineralbestand (Metamorphosealter 1,5 Milliarden Jahre) wurde wahrscheinlich vor 1,18 Milliarden Jahren grünschieferfaziell retrograd überprägt. Die Decke ist nur noch in kleinen Erosionsinseln vorhanden. Eine liegende Dekkeneinheit besteht aus metasedimentären Gesteinen. Sie weist Mineralbestände der höheren Amphibolitfazies auf, die ebenfalls grünschieferfaziell überprägt wurden. Die Al^VI-Gehalte der bei beiden metamorphen Prozessen gebildeten Amphibole deuten bei Anwendung eines Diagramms vonRaase (1974) an, da\ die retrograde Metamorphose hier bei höheren Drücken ablief als die ältere Metamorphose. Ein Gesamtgesteinsalter von 1,16 Milliarden Jahren scheint für diese grünschieferfazielle Metamorphose das gleiche orogene Ereignis anzuzeigen wie für die hangende Einheit. Produkt der schwachen kaledonischen Metamorphose (400 Millionen Jahre) ist Stilpnomelan, der auch im Grundgebirge des Baltischen Schildes auftritt.

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The Strand Peninsula, Stavanger district, Southwestern Norway, has become well known, when V. M.Goldschmidt (1920) published his hypothesis of regional metasomatism. All rocks of the Strand area were assumed to be situated in autochthonous position. The main point ofGoldschmidt's hypothesis was progarde metamorphism of argillaceous sediments and their transformation to albite schists and plagioclase gneisses by metasomatic solutions given off from intruded trondhjemitic magmas.However, in contrast toGoldschmidt's ideas, the granitoid sill of the Ormakam-Moldhesten area, Strand Peninsula, and its wall rocks, which played an important role inGoldschmidt's discussion, are now found to be parts of a polymetamorphous thrust unit.Granulite facies assemblages, mainly consisting of orthopyroxene +clinopyroxene+plagioclase+hastingsite±orthoclase and quartz, have been partially replaced by lowgrade assemblages. Probably, the high-grade metamorphism has an age of about 1.5 Ga (Andresen &Heier 1975) whereas the age of the greenschist facies event may be conform to an orogenic cycle at about 1.15 Ga (Sigmond Kildal 1978).A lower nappe, covering the Strand Peninsula for its most parts, was subject of a petrologic re-examination using the microscope and the microprobe analyser. Its contacts with the hanging nappe as well as those with the underlying gneissic basement are characterized by thrust planes and horizons of phyllonites and cataclasites inside of the nappe and by local brecciation in the uppermost zones of the basement.The rocks of the lower nappe have been formed a long with the upper amphibolite facies as indicated by the following mineral assemblage: andesine + hastingsite and Mg-hornblende + quartz +biotite.Obviously, an inverse order of temperature regimes is recognizable in the allochthonous units. Maximum temperature of the upper nappe reached 800C (Müller &Herbert 1984) whereas T_max of the lower nappe did not exceed 750C.Using a diagram ofRaase (1974) the Al^VI-contents of the primary hastingsitic hornblendes of the lower nappe rocks indicate pressures which range distinctly below 5 kbars, whereas the secondary pargasitic hornblendes were formed at pressures of about 5 kbars. Probably the thrusting happened before the formation of secondary hornblendes took place. The load pressure in the lower nappe (< 5 kbars) was distinctly increased when the upper nappe was thrusted upon the lower one. Consequently the Al^VI-contents of secondary hornblendes indicate increased pressure ( 5 kbars).In the gneisses of the lower nappe late fractures were filled by stilpnomelane, chlorite and quartz. Very probably this depends on thrust movements during the Caledonian orogeny.Verschure et al. (1980) found a similar stilpnomelane formation in adjacent terrains of the basement and proposed a weak Caledonian metamorphism of about 400 my.

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Résumé Les roches métamorphiques de la presqu'Île de Strand (sud-ouest de la Norvège) appartiennent à un empilement de nappes formées de roches pré-cambriennes et charriées vers le SSE sur le bouclier baltique au cours de l'orogenèse calédonienne (Sigmond Kildal 1978).Une nappe supérieure comprend des métagranites, des mélagabbroÏdes et des gneiss. Leurs paragenèses, du facies des granulites (âge du métamorphisme: 1,5 Ga) ont été rétromorphosées dans le facies des schistes verts il y a probablement 1,18 Ga. Cette nappe ne subsiste qu'en petits fragments épargnés par l'érosion.Une nappe inférieure est composée de roches métasédimentaires. Ces roches présentent des paragenèses du faciès supérieur des amphibolites, également rétromorphosées dans le facies des schistes verts. L'application du diagramme de Raase (1974) aux teneurs en Al^VI des amphiboles formées lors des deux processus métamorphiques indique que la rétromorphose s'est déroulée à une pression supérieure à celle du métamorphisme ancien. Un âge de 1,16 Ga sur roche totale semble indiquer que le mÊme processus orogénique a servi de cadre à la rétromorphose en facies des schistes verts dans les deux nappes.Du stilpnomélane, présent tant dans la nappe inférieure que dans le bouclier baltique autochtone, témoigne d'un métamorphisme calédonien (400 Ma) de faible degré.

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Strand ( ) , NNW (Sigmond KILDAL, 1978). , . - 1,5 , 118 , . . . , . Al^VI , , RAASE (1974) , , . 1,6 , , , . (400 ) , .

     

Zur Stratigraphie der grobklastischen Fazies im Oxfordium des Wiehengebirges

Zusammenfassung Der Fund vonPeltoceratoides instabiliformis n. sp. in Steinbrüchen am Gehn nordwestlich von Osnabrück (Abb. 3) liefert weitere Kriterien, daß der Wiehengebirgssandstein, dessen stratigraphische Stellung wegen Mangel charakteristischer Fossilien unsicher ist, ins höhere Oxfordium zu stellen ist. Diese grobklastische Fazies vertritt im Wiehengebirge im wesentlichen die für das Wesergebirge typische kalkige Fazies des Korallenooliths. Anschließend wird zu einer neueren paläogeographischen Mitteilung über den Korallenoolith Nordwestdeutschlands kurz Stellung genommen.

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In quarries at the Gehn NW of Osnabrück, several specimens ofPeltoceratoides instabiliformis n. sp. have been found. This gives further indications to the stratigraphic position of the Wiehengebirgs sandstone — which is uncertain, due to the lack of characteristic fossils — to be of Upper Oxfordian age. In the Wiehengebirge though, this coarse clastic facies substitutes to a large extent the calcareous facies of the Korallenoolith typical for the Wesergebirge.A recent paleogeographic report on the Korallenoolith of NW-Germany is then briefly discussed.

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Résumé LesPeltoceratoides instabiliformis n. sp. découverts dans des carrières du Gehn au nord-ouest d'Osnabrück fournissent d'autres indices affirmant que le grès du Wiehengebirge dont la position stratigraphique est incertaine faute de fossiles caractéristiques doit être attribué à l'Oxfordien supérieur. Dans le Wiehengebirge, ce faciès clastique à grain grossier remplace dans l'essentiel le faciès calcaire du Korallenoolith typique pour le Wesergebirge.Il suit une brève critique d'une communication paléogéographique récemment parue sur le Korallenoolith du Nord-Ouest de l'Allemagne.

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. Peltoceratoides instabiliformis n. sp. . . , . - .

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Herrn Professor Dr.Roland Brinkmann zum 70. Geburtstag gewidmet.     

Bodenfeuchtemessung mit Gipsscheibenelektroden

Zusammenfassung In zahlreichen Versuchen mit Gipsscheibenelektroden wird festgestellt, daß das Meßergebnis nicht nur vom Wassergehalt des Gipses, sondern auch von Temperatur, Bodenart und Individualität der Elektrode bestimmt wird. Von diesen Faktoren kann der Temperatureinfluß durch gleichzeitige Bodentemperaturmessung erfasst und ausgeschaltet werden. Bodenart und Individualität der Gipsscheibe erfordern Eichung einer jeden Elektrode in dem Boden, in welchem gemessen werden soll. Fehlerquellen ergeben sich durch das angegebene Eichverfahren, da sich der «natürliche» Boden nicht vollkommen reproduzieren läßt, sowie durch vorzeitige Korrosion der Elektrodengitter. Als Endergebnis wird festgestellt, daß Messungen mit Gipsscheibenelektroden im natürlichen ungedüngten Boden brauchbare Bodenfeuchtewerte ergeben.

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Summary The resistance of gypsum disk units for soil moisture measurements is destined not only by the amount of water of gypsum, but also by temperature, quality of soil and individuality of the unit. The influence of temperature can be got and disconnected by simultaneous measuring of soil temperature. Quality of soil and individuality of the unit require calibration of each unit in the soil to be measured. Sources of error result from the applied procedure of calibration because the «natural» soil cannot be reproduced completely, and by premature corrosion of the electrods. Measurements by gypsum disk units supply useful amounts of soil moisture in natural unfertilized soils.

     

Die Wittlicher Rotliegend-Senke und ihre tektonische Stellung im Rheinischen Schiefergebirge

Zusammenfassung Die Wittlicher Rotliegendsenke ist synsedimentär während des Oberrotliegenden und Zechsteins abgesunken. Der SE-Rand lagert dem flach nach NW eintauchenden Hunsrückschiefer auf; der NW-Rand wird durch eine Verwerfung gebildet, die innerhalb der Wissenbacher Schiefer liegt und der Schieferung dieser Gesteine parallel läuft.Feintektonische Untersuchungen des devonischen Rahmens der Senke lassen auch schon während der varistischen Faltung Bewegungsvorgänge erkennen, die das Einsinken der Rotliegend-Senke vorbereiten.     

Die tektonische Prägung des Vennsattels und seiner Umgebung

Zusammenfassung Strukturelle Untersuchungen im Vennsattel und seiner Umgebung ergeben, daß die Hauptfaltung, die die heute sichtbaren Strukturen sowohl des vordevonischen Sattelkerns als auch der devonisch-karbonischen Flanken prägte, varistisch ist. Die Entwicklung dieser Faltung wird beschrieben.Die kaledonische Faltung, die gewöhnlich in den vordevonischen Schichten vermutet wird, kann nur sehr schwach gewesen sein. Anzeichen für eine Faltung des Vennkerns vor dem Tremadoc sind vorhanden. Die Intrusion der Eruptivgesteine (u.a. Granit von Lammersdorf) fällt in die Zeit zwischen Tremadoc und Ende der varistischen Faltung. Es gibt Anhaltspunkte, daß die großen SE-NW-(Quer-)-Störungen schon vor der varistischen Hauptfaltung (Asturische Faltung) bestanden haben.