Earthquake hazard of the northern parts of the Bohemian Massif and Western Carpathians

The new procedure of earthquake hazard evaluation developed by Kijko and Sellevoll is tested and applied for the border region of Czechoslovakia and Poland. The new method differs from the conventional approach. It incorporates the uncertainty of earthquake magnitudes, and accepts mixed data containing only large historical events and recent, complete catalogues. Seismic hazard has been calculated for nine regions determined in the border area. In the investigated area, data of historical catalogues are uncertain or, in many cases, the epicentral intensities are unknown. Thus, a number of assumptions have to be adopted in data preparation of catalogues since the year 1200. The calculated values of parameters b in the Gutenberg-Richter frequency-intensity relation as well as the return periods, seem to be reasonable and are generally confirmed by the results obtained from catalogues for the last 80–130 years.     

Catastrophic landslip activity in two hard rock terrains of peninsular India

This paper presents the case histories of two catastrophic landslips in hard rock terrains with varied climatic and geological environments. The first slip is associated with a power project in very close proximity (200 m) of the Porthimund Dam (11°22N, 76°3430E), in a charnockitic terrain in the Nilgiri hills (Tamil Nadu), and the second is associated with a railroad structure (19°525N, 78°1720E), in Adilabad district (Andhra Pradesh), in a basaltic terrain.The landslip in the charnockites is attributable to: (1) a high degree of saprolitization in the charnockites, with maximum intensity in the crest portion; (2) the coincidence of a major joint pattern in a NE-SW direction, with the strike of the foliation; and (3) the poor-to-fair physical rock quality in the crest and scarp portions.The slips in the basaltic terrain are due to: (1) the partially altered, highly jointed nature of the regional trap rocks with boulder sizes varying from 20 cm to 250 cm in diameter and the debris accumulating in a precarious condition on the northeast side of the rail track, with unfavorable alignment direction; and (2) the instability created in the weak rock mass by the vibrational forces of heavily loaded running trains.The weathered state of the rock masses in both the cases, showing good agreement with their physical state, accounts for the landslips. The remedial measures suggested are also discussed.     

Re-analysis of close binary systems

Line-forming regions around close binaries with strong winds ( /4r _* v 10^–4 g cm^–2) are large in extent compared with the stars, large enough to screen them. Their orbitally-modulated Doppler shifts can overestimate the mass function, because of a larger rotational lever arm. In particular, most of the black-hole candidates need not involve companions more massive than a neutron star.The solar-wind problem is reconsidered. An extrapolation to Wolf-Rayet stars suggests that their winds are centrifugally driven. Their mass-loss rates tend to have been overestimated.Seemingly single (massive) stars can hide a (compact) companion.     

The formation of spicules in the course of the chromospheric network magnetic field reconnection

We investigate the physical processes occurring in the supergranule boundary cylinder layer (SBCL). Taking into account the Coriolis force, we obtain an expression for the component of the magnetic field and velocity in the SBCL. Within the framework of linear MHD, we consider the formation and coalescence of magnetic tubes, i.e. spicules, in the course of the reconnection of the SBCL magnetic field. The estimated number of spicules appearing on each supergranule cell is in agreement with observations. This number depends on the solar latitude : (1) if the normal component of the magnetic fieldB _z is assumed to be independent of , then the maximum number of spicules should be at = 71°; (2) ifB _z is assumed to be the component of the dipolar fieldB _z sin , then the maximum number should be at the pole: = 90°. The timescale of the formation and the coalescence of the magnetic tubes is 10–20 min, which is of the order of the observed lifetime of the spicules.     

Investigation of non-uniform heating during the decay phase of solar flares

We have analysed X-ray spectra of 13 solar flares as obtained by the Bent Crystal Spectrometer (BCS) on the Solar Maximum Mission. In particular, we have examined the observed ratio of T _Fe/T _Ca where T _Fe and T _Ca are the temperatures obtained from the Fexxv and Caxix spectra, respectively. In order to simplify the investigation we have analysed only flares which reach quasi-steady-state during the decay. It turned out that the observed ratios cannot be explained by a model consisting of a single, uniformly heated loop, with a constant or variable cross-sectional area. We propose that this problem may be solved by introducing some distribution of the heating function across the flaring loop. This model has been tested by detailed calculations.     

Water in India with reference to agriculture and population: some issues and patterns —dynamic approaches needed for development

In this paper an attempt is made to present some facets of status of water for agriculture and population in India. The issues are basic in nature which have been focused by scholars all over time and again. The materials are gathered from various sources to highlight and to consider a plea in the context of population-hydrological regions of the country to develop water potentials. Some characteristic mapping has also been conducted showing the main parameters of water utilization, need and spatial issues regarding consumptive use of water during agricultural operations as per the seasons prevalent in India. A relation is also established with the drought areas leading to assess the need for water. The human problems specially in relation to the safe drinking water is also projected in relation to distributional qualities with reference to natural regions by districts. The study does not claim a full assessment of the water issue due to paucity of statistics on water use, generation and potentials but it does indicate in many ways the geographical problems as an important study for further research by all concerned.     

Geophysical and geochemical evidence of Proterozoic collision in the western marginal zone of the Baltic Shield

New continental crust was formed in the Svecofennian domain of the Baltic Shield c. 1.9 Ga ago. Approximately 0.1–0.15 Ga later, new crust accreted to the SW part of the Shield. In this paper an attempt is made, on the basis of gravity measurements and lithogeochemistry, to describe the tectonic processes responsible for the continental growth c. 1.75–1.8 Ga ago. The Transscandinavian Granite Porphyry Belt (TGPB) separates the Svecofennian domain from the polymetamorphic terrain of the SW Swedish gneiss region. Red orthogneisses occurring immediately west of the TGPB are the deformed equivalents of the TGPB type granitoids, while grey orthogneisses, displaying a tonalitic-granodioritic trend and situated further west, were generated in a »volcanic arc« environment. The TGPB granitoids and the red SW Swedish gneisses represent a transition from this volcanic arc type rock to contemporaneous »within-plate« type granites intruded in the Svecofennian crust. The volcanic arc was forced against the Svecofennian crust in which large tensional fracture zones ensued with strike directions normal to the collision front. In such tensional environments the »withinplate« type granites were generated. In the collision zone the crust was down-warped, and huge amounts of granitic melts were generated at the base of the crust. This TGPB Magma rose upwards utilizing the fracture zone between the arc rocks, generated slightly earlier, and the Svecofennian crust. A relatively thin upper part of the TGPB that spread laterally westwards became strongly deformed during the collision (i.e. the red SW Swedish gneisses), while the major deep-reaching TGPB root zone that was not completely solidified yet, acted as a buffer against the foliation front.

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Zusammenfassung Vor 1,9 Milliarden Jahren kam es zur Neubildung von kontinentaler Kruste im svecofennischen Bereich des Baltischen Schildes. Ungefähr 100–150 Millionen Jahre später wurde im Südwesten des Schildes neue Kruste hinzugefügt. In diesem Artikel wird auf der Basis von Gravimetriemessungen und Lithogeochemie der Versuch unternommen die tektomschen Vorgänge, die zu diesem 1,75–1,8 Milliarden Jahre alten Krustenzuwachs führten, zu beschreiben.Der Transskandinavische-Granit-Porphyr-Gürtel (Transscandinavian-Granite-Porphyry-Belt/TGPB) trennt das Svecofennium von der polymetamorphen, im Südwesten Schwedens gelegenen Gneis-Region. Ein direkt westlich des TGPB gelegenes Vorkommen roter Orthogneise entspricht den deformierten TGPB Granitoiden. Graue Orthogneise, die weiter im Westen aufgeschlossen sind, zeigen eine mehr tonalitische bis granodioritische Zusammensetzung und werden auf einen vulkanischen Inselbogen zurückgeführt. Die TGPB Granitoide und die roten südwest-schwedischen Gneise stellen einen Übergang von den Inselbogen-Vulkaniten zu den zeitgleichen »Intra-Platten-Graniten« der svecofennischen Kruste dar. Der Inselbogen kollidierte mit der svecofennischen Kruste, es entstanden großräumige Bruchzonen mit Streichrichtungen senkrecht zur Kollisionsebene. Während des Zustands der hohen Druckspannung des Gebietes intrudierten die »Intra-Platten-Granite«. Innerhalb des Kollisionsbereiches wurde die Kruste nach unten gebogen, und so entstanden an der Basis der Kruste große Mengen granitischen Magmas. Dieses TGPB Magma stieg entlang der Störungszone innerhalb der Inselbogengesteine, die nur wenig älter sind, und der svecofennischen Kruste, auf. Nur ein, von relativ geringer Mächtigkeit, weiter westlich gelegener Teil des TGPB, die roten südwest-schwedischen Gneise, wurde während der Kollision intensiv deformiert. Dagegen war der Hauptanteil der tiefreichenden TGPB Wurzelzone noch nicht vollständig erstarrt und wirkte deshalb wie eine Pufferzone gegen die Schieferungsfront.

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Résumé De la croûte continentale nouvelle s'est formée il y a 1,9 Ga dans le domaine des Svecofennides (Bouclier baltique). Environ 100 à 150 Ma plus tard, de la croûte nouvelle s'est accrétionnée à la bordure sud-ouest du bouclier. Cette note basée sur des mesures de gravité et la lithogéochimie, présente un essai d'analyse des processus tectoniques responsables de cette croissance continentale d'âge 1,75 à 1,8 Ga. Le «Transcandinavian Granite Porphygry Belt» (TGPB) sépare le domaine svécofennien des gneiss polymétamorphiques du sud-ouest de la Suède. Immédiatement à l'ouest de TGPB affleurent des orthogneiss rouges qui représentent l'équivalent déformé de granitoïdes du TGPB, tandis que des orthogneiss gris de tendance tonalitique-granodioritique, situés plus à l'ouest, ont été engendrées dans un environnement d'arc volcanique. Les granitoïdes du TGPB et les gneiss rouges du sud-ouest de la Suède représentent une transition entre ces produits d'arc volcanique et les granites intra-plaque de même âge intrudés dans la croûte svécofennienne. L'arc volcanique a été accrétionné à la croûte svécofennienne avec production dans celleci de grandes fractures d'extension perpendiculaires au front de collision. C'est dans ce domaine en extension que les granites intra-plaque se sont mis en place. Dans la zone de collision, la croûte s'est incurvée vers le bas et de grandes quantités de liquides granitiques ont été engendrées à la base de la croûte. Ces magmas TGPB sont montés à la faveur de la zone fracturée entre les roches de l'arc engendrée un peu plus tôt, et la croûte svécofennienne. Seule une fraction supérieure relativement mince du TGPB, développée vers l'ouest, a subi une déformation importante au cours de la collision, pour former les gneiss rouges du sud-ouest de la Suède; par contre, la partie principale de la racine profonde du TGPB, qui n'était pas encore entièrement solidifiée, a joné le role tampon en avant du front de foliation.

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, 1,9 100–150 - . - (Transscandinavian Granite-Porphyry-Belt - TGPB) , - . TGPB , , , - , . TGPB - . , , . («within plate» type granites) , . . TGPB , , . TGPB, , - , . TGPB, , .

     

Crustal structure of the Rhenish Massif: results of deep seismic reflection lines Dekorp 2-North and 2-North-Q

The reflection seismic line DEKORP 2-N reveals an almost complete cross section through the Rhenohercynian Zone, the most external part of the Variscan orogen in Europe.The northern part of DEKORP 2-N and a NE-directed branch (2-N-Q) reveal the Cretaceous of the Münsterland basin and the underlying folded Palaeozoic rocks. The northward decreasing intensity of folding is depicted in great detail by the highly reflective Late Carboniferous coal-measures and deeper reflections down to the level of the Givetian/Frasnian shallow-water carbonates.In the Devonian and older rocks of the Rhenish Massif, bedding is only represented by relatively weak, short and irregular reflections. These are truncated by stronger, southward dipping reflections, which exhibit the listric curvature and flat/ramp geometry characteristic of faults. In the northern part of the section, the thrusts appear to be blind. From the Ebbe Anticline southwards, prominent reflections can be correlated with important thrust faults known from the surface, such as the Ebbe-, Siegen-, Müsen- and Sackpfeife- Thrusts, as well as further important thrust faults in the Lahn- and Dill Synclines. The basal thrust of the extremely thin-skinned Giessen Nappe is only recognizable for a very short distance.At depth, the thrusts flatten out in a relatively transparent zone between 3–5 s TWT, with strongly reflective bands at its bottom and top. The transparent zone might correlate with a high-conductivity layer detected in a magnetotelluric survey; it represents either graphitic metapelites or a zone with an interconnected, brine-filled pore space. The seismic record relates either to lithological differences, or to rheological boundaries.The lower crust in the north is characterized by a relatively transparent zone, which wedges out towards south under the northern margin of the Siegen Anticline. Comparisons with a similar feature in the ECORS profile »Nord de la France« suggest that the transparent zones in both sections correspond to a pre-Palaeozoic basement, such as it underlies the Brabant Massif. Further south, the lower crust is increasingly reflective.The curvilinear, thrust-related reflections are cut by a conjugate set of much weaker, N- and S-dipping reflectors indicating a later deformation with pure shear. Displacement of some marker reflections suggests late- or post-Variscan compression.In an alternative interpretation, these straight and weak reflections represent the only thrust faults, while the curvilinear elements might relate to bedding.A southward rise of the Moho from approx. 11 to 8.5 s TWT is probably due to Tertiary rifting.

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Zusammenfassung Das reflexionsseismische Profil DEKORP 2-N stellt einen fast vollständigen Querschnitt durch das Rhenohercynikum dar.Der nördliche Teil des Profiles 2-N sowie ein SW/NE-verlaufender Abzweig (2-N-Q) zeigen die Transgression der Münsterländer Kreide und das unterlagernde gefaltete Paläozoikum. Schichtgebundene Reflektoren (flözführendes Karbon, devonischer Massenkalk) bilden das Ausklingen der variscischen Faltung nach NW detailliert ab.In den devonischen und vordevonischen Sedimenten des rechtsrheinischen Schiefergebirges erzeugt die Schichtung nur relativ schwache, kurze und unregelmäßige Reflexionen. Diese werden von stärkeren, südfallenden Reflektoren abgeschnitten, die aufgrund ihrer listrischen Krümmung und flat/ramp-Geometrie wahrscheinlich als Überschiebungen zu interpretieren sind. Im Nordteil des Schiefergebirges sind diese Überschiebungen offenbar blind, werden also nahe der Oberfläche durch Faltung kompensiert. Im Ebbe-Sattel und weiter südlich lassen sich die meisten der starken, südfallenden Reflektoren zweifelsfrei mit bekannten Großüberschiebungen korrelieren (Ebbe-, Siegen-, Müsen-, Sackpfeife-Ü, sowie weitere Überschiebungen in der Lahn- u. Dill-Mulde). Die Basisüberschiebung der Giessen-Decke wird nur teilweise abgebildet.Zur Tiefe hin zeigen die Überschiebungen ein zunehmend flacheres Einfallen, und verschwinden in einer relativ transparenten Zone zwischen 3 und 5 s TWT, die im Hangenden und Liegenden durch dünne, stark reflektive Zonen begrenzt ist. Diese transparente Zone entspricht möglicherweise einer Zone hoher integrierter Leitfähigkeit, die in einem begleitenden magnetotellurischen Experiment nachgewiesen worden ist; es handelt sich entweder um einen Graphit-führenden Phyllit-Horizont oder eine mächtigere permeable Zone mit Elektrolyt-gefülltem Porenraum. Die hochreflektiven Bänder über und unter der transparenten Zone entsprechen entweder lithologischen Kontrasten oder rheologischen Grenzen, die vermutlich von einer scherenden Verformung überprägt worden sind.Die Unterkruste im N-Teil des Profiles enthält einen relativ transparenten Bereich, der nach Süden hin unter dem Nordteil des Siegener Sattels keilförmig ausläuft. Ein ähnliches Bild zeigt der Nordteil des ECORS-Profiles »Nord de la France«. Die transparenten Bereiche beider Profile entsprechen wahrscheinlich einem prä-paläozoischen kristallinen Basement, das das Brabanter Massif unterlagert und sich rechtsrheinisch fortsetzt. Südlich des transparenten Keiles wird die Unterkruste zunehmend reflexionsreicher. Die listrisch gekrümmten, an Überschiebungen gebundenen Reflektoren werden von einem konjugierten System schwächerer, N- u. S-fallender Reflektoren abgeschnitten, die auf eine jüngere, bruchhafte Verformung durch reine Scherung hindeuten. Der Versatz einiger älterer Reflektoren deutet auf spät- oder postvariscische Kompression hin.In einer alternativen Interpretation werden nur diese jüngeren Reflektoren als Überschiebungen gedeutet; die älteren, gekrümmten Elemente müßten dann primären lithologischen Grenzen entsprechen.Die Moho steigt von ca. 11 s TWT im N auf 8.5 s TWT unter dem Taunus an. Die Krustenverdünnung im Süden geht wahrscheinlich auf Dehnung im Tertiär zurück.

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Résumé Le profil sismique par réflexion DEKORP-2-N représente une transversale quasiment complète à travers la zone rhénohercynienne. La partie septentrionale du DEKORP-2-N ainsi qu'une branche de direction SW-NE (2-N-Q) mettent en évidence la transgression du Crétacé du Münsterland sur le Paléozoïque sous-jacent plissé. Des réflecteurs liés à la stratification (à savoir: le Houiller et les calcaires de plate-forme dévoniens) illustrent de façon détaillée la diminution vers le nord de l'intensité du plissement varisque.Dans les sédiments dévoniens et pré-dévoniens du Massif Rhénan à l'est du Rhin, la stratification ne fournit que que des réflexions relativement faibles, courtes et irrégulières. Elles sont tronquées par des réflecteurs plus intenses, à pendage sud qui, en raison de leur courbure listrique et de leur géométrie en «flat/ramp», doivent être interprétés comme des chevauchements. Dans la partie septentrionale du Massif, ces chevauchements sont apparemment aveugles, c'est-à-dire qu'ils sont compensés, près de la surface, par le plissement. Dans l'anticlinal d'Ebbe, ainsi que plus au sud, la plupart des réflecteurs intenses à plongement sud peuvent être corrélés avec des chevauchements majeurs connus, tels ceux de Ebbe, Siegen, Müsen, Sackpfeife et d'autres encore dans les synclinaux de la Lahn et de la Dill. Le chevauchement basai de la nappe de Giessen n'est que partiellement représenté.Les chevauchements deviennent de plus en plus plats en profondeur pour disparaître dans une zone relativement transparente qui se situe entre 3–5 sec TWT. Celle-ci est prise en sandwich par des zones minces à forte réflectivité. La zone transparente correspond probablement à une zone de conductivité intégrée élevée dont l'existence a par ailleurs été démontrée dans un essai magnétotellurique mené parallèlement. Il s'agit soit d'un horizon phyllitique graphiteux, soit d'une zone perméable plus épaisse dont les pores sont remplis d'électrolyte. Les bandes à haute réflectivité au-dessus et en-dessous de la zone transparente correspondent soit à des contrastes lithologiques, soit à des limites rhéologiques probablement accentuées par la déformation cisaillante.La croûte inférieure dans la partie septentrionale du profil comporte un domaine relativement transparent qui s'amincit vers le S et se termine, en dessous de la partie nord de l'anticlinal de Siegen, en forme de coin. La partie nord du profil ECORS «Nord de la France» montre une image semblable.Les domaines transparents des deux profils correspondent vraisemblablement à un soubassement cristallin pré-paléozoïque qui est sousjacent au Paléozoïque du Massif du Brabant et se prolonge vers l'est au-delà du Rhin. Au sud du coin transparent, la réflectivité de la croûte inférieure va en augmentant. Les réflecteurs listriques liés à des chevauchements sont recoupés par un système conjugué de réflecteurs plus faibles à plongement nord et sud qui indiquent des failles plus récentes. Le déplacement de quelques réflecteurs plus anciens suggère l'effet d'une compression tardiou post-varisque.Dans une interprétation alternative, seuls ces réflecteurs plus récents sont considérés comme correspondant à des chevauchements. Dans ce cas, les éléments courbes plus anciens devraient représenter des limites lithologiques primaires.Le Moho s'élève à partir de 11 sec TWT environ au nord jusqu'à 8.5 sec TWT en-dessous du Taunus. L'amincissement crustal au sud résulterait du régime de distension survenu au Tertiaire.

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DEKORP 2 Nord. x-t- ray-tracing'a. 6,0 6,6 /, — 7,0 8,2 /. 6,25 /. 28 30 . , .

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Abbreviations MORB Mid-Ocean Ridge Basalt - TWT two-way travel time, seconds (s) - CMP common mid-point - VP vibration point - SNR signal to noise ratio     

Eruptive instability of magnetic arcades

Eruptive prominences trace disruptions of magnetic arcades in which they are embedded. The stability of an arcade containing an electric current filament at its axis is discussed. The model provides criteria for the onset of the eruptive instability in terms of prominence twist and overall geometry, i.e., the parameters which could be measured directly. The evolution of the eruption is analyzed, and the dependence of the acceleration and the pitch of field-lines on the height is established. The model is compared with the observations of one eruptive prominence where the development of helical structure was followed.Paper presented at the 11th European Regional Astronomical Meetings of the IAU on New Windows to the Universe, held 3–8 July, 1989, Tenerife, Canary Islands, Spain.     

The resolution of the compact core of quasars and active galaxies with the gravitational lens effect

The central energy source of quasars and active galactic nuclei cannot be resolved by observation. When such a compact source is affected by gravitational micro-lensing (lensing of stars in a distant galaxy), brightness changes of the order of magnitudes may occur. Since it is an eclipse-like effect, it gives the possibility of calculating the one-dimensional source profile from the lightcurve. We present the method and the results of its application on simulated lightcurves. It should be possible to obtain information on the structure of the source on a scale smaller than 10^–3 pc. The micro gravitational lens effect gives, therefore, the only known possibility of observing directly the central energy source of quasars and active galactic nuclei.Paper presented at the 11th European Regional Astronomical Meetings of the IAU on New Windows to the Universe, held 3–8 July, 1989, Tenerife, Canary Islands, Spain.