Der Einfluß verschiedener Substitutionen auf die Gitterkonstanten von koexistierenden Biotiten und Muskowiten

Structural formulas were calculated for 8 analysed coexisting biotite-muscovitepairs from granitic rocks. Characteristic components of these structural formulas were plotted against the unit cell dimensions of these micas.In accordance with the results of Gower (1957) the substitution of OH^– by F^– in trioctahedral micas was found to reduce c ₀ · . However, in contrast to his statements, octahedral alumina was found to reduce c ₀ · sin also and to an even larger extent than fluorine. This observation is in agreement with the commonly encountered compacting of the mica structure through replacement of 3 large cations (Fe²⁺, Mg²⁺, Mn²⁺) by two smaller ones (Al³⁺, Fe³⁺).Concerning b ₀ the combined amounts of octahedral Al and tetrahedral Si cause a reduction of this value, which means indirectly that tetrahedral Al alone would increase b ₀.Reductions of b ₀ and c ₀ · sin by Al in synthetic micas were also found by Crowley and Roy (1964) and Seifert (1966) for the substitution Mg + Si by two Al in trioctahedral micas.In an earlier paper the author (Müller, 1966) has already shown with the same mica samples that the substitutions of M²⁺ by Al³⁺ and of OH^– by F^– also have the strongest effects of all substitutions on the refractive indices, densities, and specific refractive energies of these micas. Therefore it is evident that the latter effects as well as the changes of lattice constants described in this paper are interrelated.

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Mein Dank gilt den Herren Dr.W. Harre und Dr. H. Gundlach, Bundesanstalt für Bodenforschung, Hannover, für die Ausführung der chemischen Glimmeranalysen, sowie der Deutschen Forschungsgemeinschaft, Bad Godesberg, für ihre finanzielle Beihilfe. Herrn Dr. F. Seifert, Kiel, danke ich für zahlreiche sachliche Diskussionen und Hinweise und für die Überlassung seines Algol-Rechenprogramms, mit welchem 4 der 16 Strukturformeln elektronisch berechnet wurden. Herrn Prof. Dr. F. Liebau, Kiel, verdanke ich einige freundliche Ratschläge.     

Die rshythmischen Bewegungen der Kreidegeosynklinale der Ostkordillere Kolumbiens

Zusammenfassung Die Schichten, die die 1400 km lange und bis 250 km breite, SSW-NNE streichende Ostkordillere Kolumbiens aufbauen, reichen altersmäßig vom Präkambrium bis ins Quartär. Unter ihnen nehmen die Ablagerungen der Kreide den größten Raum ein. Die größte Mächtigkeit zeigt diese in der Umgebung von Bogotá (Becken von Cundinamarca) mit 16.000 m, nach N sinkt sie allmählich auf 2600 m und gegen das Südende der Kordillere auf wenige hundert Meter ab.Im Becken von Cundinamarca besteht die Kreide zum überwiegenden Teil aus dunklen, bathyalen Schiefertonen, in die sich in mehr oder minder regelmäßigen Abständen Sandsteine, Kalke und andere litorale bis epineritische Schichten einschalten. Bei Berücksichtigung des Fossilinhaltes, vor allem der Ammoniten, ergibt sich, daß die Seichtwasserschichten stets an der Grenze von Stufen oder Unterstufen liegen. Die Absenkung der Kreidegeosynklinale der Ostkordillere erfolgte also zyklisch. Am Beginn jeder Stufe (und Unterstufe) sank sie rasch ab und es bildeten sich bathyale Schiefertone. Dann kam die Absenkung allmählich zum Stillstand, litorale Sedimente rückten ins Beckeninnere vor und vielfach wurde die Sedimentation unterbrochen. Mit Beginn jeder neuen Stufe oder Unterstufe wanderten neue pelagische Faunen in die Geosynklinale ein, während sich die litoralen Faunen mehrere Stufen hindurch erhielten.Aus der gleichartigen lithologischen Beschaffenheit und der nahezu gleichen Mächtigkeit der Stufen läßt sich schließen, daß sie im gleichen Zeitraum von 6 Millionen Jahren (die Unterstufen in 2 Millionen Jahren) abgelagert wurden.Neben den Stufenzyklen lassen sich größere (Großzyklen) von 18–20 Millionen Jahren Dauer erkennen. Sie werden durch tektonische Bewegungen und nachfolgende weiträumige Transgressionen eingeleitet. Diese Großzyklen beginnen mit dem Tithon, Hauterive, Alb und Senon. Die Stufenzyklen setzen in weiten Teilen der Erde gleichzeitig ein, die Großzyklen hingegen gehen wellenförmig über die Erdoberfläche. Es wird deshalb angenommen, daß die Stufenzyklen ihre Ursache in größeren Erdtiefen haben als die Großzyklen.

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Within the 1400 kms. long and up to 250 kms. wide SSW-striking Eastern Cordillera of Columbia Precambrian to Recent members are met with. Cretaceous sediments are thickest (Cundinamarca-Basin near Bogota: 16 000 metres). This Cretaceous consists mainly of dark shales with litoral to epineritic sandstones etc.Cyclic subsidence of this geosyncline took place 3-times within about 2 Million years. Megacycles amount to 18–20 Million years. They begin with transgression in Tithonian, Hauterive, Albian and Senonian times.

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Résumé Les couches qui forment la cordillère orientale de la Colombie de direction SSW-NNE, sur une longueur de 1400 km et avec une largeur atteignant 250 km, ont un âge qui va du Précambrien au Quaternaire. Les dépots du Crétacé en occupent la plus grande partie; leur épaisseur la plus forte (16.000 mètres) a lieu dans les environs de Bogotá (Bassin de Cundinamarca); elle diminue progressivement vers le Nord jusqu'à 2.600 m, et à l'extrémité sud de la cordillère elle se réduit à quelques centaines de mètres.Dans le bassin de Cundinamarca le Crétacé est formé essentiellement de schistes bathyaux, foncés, entre lesquels s'intercalent à des distances plus ou moins régulières des grès, des calcaires et d'autres strates littorales ou épinéritiques. L'examen des fossiles, en premier lieu les ammonites, montre que les couches de faible profondeur d'eau se trouvent toujours à la limite d'étages ou de sous-étages. La subsidence du géosynclinal crétacé de la cordillère occidentale s'est faite de façon cyclique. Au début de chaque étage (ou sous-étage) la subsidence était rapide et il se formait des schistes bathyaux. Puis la subsidence s'arrêtait peu à peu; des sédiments littoraux envahissaient l'intérieur du bassin et souvent la sédimentation était interrompue. Au début de chaque nouvel étage ou sousétage, des nouvelles faunes pélagiques envahissaient le géosynclinal, tandis que les faunes littorales se maintenaient durant plusieurs étages. De la similitude des propriétés lithologiques et de la puissance sensiblement égale des étages, on peut déduire que ceux-ci se sont déposés au cours d'une période égale à 6 millions d'années (2 millions pour les sous-étages). En plus des cycles d'étages, on peut distinguer des cycles majeurs d'une durée de 18–20 millions d'années. Ils sont amenés par des mouvements tectoniques et les transgressions de grande ampleur qui les suivent. Ces cycles majeurs débutent au Tithonique, é l'Hauterivien, à l'Albien et au Sénonien. Les cycles d'étages débutent en même temps dans de grandes parties du monde; les cycles majeurs par contre se déplacent comme des ondes sur la surface terrestre. C'est pourquoi nous admettons que les cycles d'étages ont leur cause dans des parties plus profondes de la terre que les cycles majeurs.

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, SSW NNE. . .

     

Die Darstellung des geomagnetischen Potentials zur Epoche 1945,0 durch eine Entwicklung nach Kugelfunktionen bis zur 15. Ordnung

Zusammenfassung Es werden die Ergebnisse einer Berechnung des geomagnetischen Potentials in Form einer Reihenentwicklung nach Kugelfunktionen bis zur 15. Ordnung auf Grund der magnetischen Weltkarten für die Epoche 1945,0 vonE. H. Vestine und andern vorgelegt. Bei der Ableitung des Potentialausdrucks nach der Methode der kleinsten Quadrate wurden die Orthogonalitätseigenschaften der Kugelflächenfunktionen vollständig ausgenutzt.

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Summary The results of the analysis of the main geomagnetic field for the epoch 1945.0 in a series of spherical harmonics to the 15th degree are presented. The analysis is based on the world magnetic charts derived byVestine et al. The coefficients of the potential are calculated by least-squares approximation taking advantage of the orthogonality of the spherical harmonics over discrete ranges.

     

On the vertical transport of angular momentum in the atmosphere

Summary The possible modes of vertical transport of angular momentum in the atmosphere are considered. Momentum balance calculations for both hemispheres show the possibility of countergradient transport by vertical eddies in the region of the mid-latitude jet. As a consequence, it is pointed out that the transport of momentum downward from the region of maximum westerlies would have to be accomplished by the mean meridional motions, through the action of Coriolis torques. The same mechanism may account for a large part of the upward transport in the tropics. The very approximate nature of the calculations must, however, be borne clearly in mind.     

Überströmung des Island-Färöer-Rückens in Bodennähe nach Beobachtungen mit dem Forschungsschiff „Anton Dohrn“ 1955/56

Zusammenfassung 1. Problemstellung. Wasseraustausch über dem unterseeischen Riegel zwischen zwei benachbarten Meeren am Beispiel des Island-Färöer-Rückens. — 2. Zur Topographie des Island-Färöer-Rückens. Eine neue Tiefenkarte des Rückens (Abb. 1) wird diskutiert und nachgewiesen, daß das Bodenrelief des Westabhanges eine stärkere Unruhe zeigt als das des Ostabhanges (Abb. 2). — 3. Die hydrographischen Verhältnisse im Gebiet des Island-Färöer-Rückens. Fünf hydrographische Querprofile über den Rücken, die im Juli 1955 und im Januar und Mai 1956 mit Anton Dohrn zum Studium der Überströmung ausgeführt wurden, werden wiedergegeben (Abb. 5, Tafel 4). In allen Fällen lagert warmes nordostatlantisches Wasser über kaltem subarktischem Wasser, das den Boden des Rückens bedeckt. — 4. Zur Bodenströmung am Island-Färöer-Rücken. Die Stromgeschwindigkeit der Überströmung am Westhang wird berechnet (Tabelle 1). Selbst unter der Annahme einer relativ großen Reibungskonstanten werden in Bodennähe in 700 m Tiefe etwa 50 cm/sec erreicht. Der Volumtransport der Überströmung beträgt etwa 6·10⁶ m³/see. — 5. Zur Veränderlichkeit der Überströmung. Die zweimalige Wiederholung eines Profils läßt starke Schwankungen der Schichtung erkennen. Die große Streubreite der bodennahen Temperaturen am Westhang, die aus den Beobachtungen der letzten sechzig Jahre erwiesen ist (Abb. 3), deutet auf große Veränderlichkeit der Überströmung. Örtlich bevorzugte Überströmung ist bisher nicht nachweisbar. — 6. Auswirkung der Überströmung und ihrer Schwankungen. Schubweise Erneuerung des Bodenwassers im Nordatlantischen Ozean, Beeinflussung der Standorte der Nutzfische auf dem Rücken sowie morphologische Einflüsse auf den Meeresboden sind zu erwarten. Nur die letzte Auswirkung ist bis jetzt nachweisbar.

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Overflow over the Iceland-Färöer ridge near the sea bottom as observed during the cruises of the research ship Anton Dohrn 1955/56

Summary 1. Problem to be dealt with: Water exchange across the submarine sill between two adjacent seas is illustrated by the example of the Iceland-Färöer Ridge. — 2. Contribution to the topography of the Iceland-Färöer Ridge: A new bathymetric chart of the Iceland-Färöer Ridge (fig. 1) is discussed and proof is delivered that the bottom relief of the West slope is more irregular than that of the East slope (fig. 2). — 3. Hydrographic conditions in the region of the Iceland-Färöer Ridge: With a view to study overflow conditions at the Iceland-Färöer Ridge five hydrographic cross sections were laid across the Ridge by the Anton Dohrn in July 1955 as well as in January and May 1956. A diagram showing these sections is given in figs. 5. In every case, the warm water from the north-eastern part of the North Atlantic lays on top of the cold subarctic water, that covers the bottom of the Ridge. — 4. On the bottom current at the Iceland-Färöer Ridge: The current velocity of overflow at the West slope is calculated (table 1). Even on the assumption that the frictional constant is relatively high, the velocity obtained near the bottom at a depth of 700 m amounts to about 50 cm/sec. The volume transport of overflow is about 6·10⁶ m³/sec. — 5. On the variability of overflow: The repetitions of one of the sections show that the stratification underlies considerable variations. The large temperature variations near the bottom on the West slope of which observations from the last sixty years (fig. 3) give evidence, are indicative of a great variability of overflow. No proof has so far been delivered that overflow prefers definite passages. — 6. Effects of overflow and of its variations: Renewal in boluses of the bottom water in the North Atlantic, effects on the habitats of commercial fishes on the Ridge as well as morphological influences on the bottom must be expected. So far, proof has been supplied for effects on bottom topography only.

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Débordement de l'eau par-dessus la dorsale d'islande — iles de féroé suivant les observations faites à bord du navire explorateur «Anton Dohrn» en 1955 et 1956

Résumé 1. Problème à traiter: Le mécanisme de l'échange de l'eau entre deux océans adjacents par-dessus un seuil sousmarin est expliqué par l'exemple de la Dorsale d'Islande — Iles de Féroé. — 2. Contribution à la topographie de la Dorsale d'Islande — Iles de Féroé: Une nouvelle carte bathymétrique de cette Dorsale (fig. 1) est discutée et il est démontré que le relief du fond de la pente occidentale est plus accidenté que celui de la pente orientale (fig. 2). — 3. Conditions hydrographiques dans la région de la Dorsale d'Islande — Iles de Féroé: Dans le but d'étudier les conditions du débordement par-dessus la Dorsale d'Islande — Iles de Féroé on a exécuté cinq sections transversales hydrographiques de la Dorsale à bord de l'«Anton Dohrn» en juillet 1955, en janvier et en mai 1956. Les figures 5 sur la planche 4 de cette contribution montrent ces cinq sections qui révèlent la superposition des eaux chaudes de la partie Nord-Est de l'Atlantique Nord au-dessus des eaux froides subarctiques qui couvrent le fond de la Dorsale. — 4. Sur le courant du fond traversant la Dorsale d'Islande — Iles de Féroé: La vitesse du débordement par-dessus la pente occidentale est calculée (tableau 1). Même si l'on suppose que la constante de friction soit relativement grande, on obtient une vitesse de 50 cm/sec environ au voisinage du fond en 700 m de profondeur. Le transport de volume du débordement s'élève à 6·10⁶ m³/sec environ. — 5. Sur la variabilité du débordement: L'exécution d'une section à deux reprises révèle de fortes variations en stratification. Les grandes variations de température près du fond sur la pente occidentale dont font preuve les observations des dernières soixante années (fig. 3) indiquent la variabilité sensible du débordement. Il n'y a pas de preuves jusqu'ici que le débordement tend à préférer des passages définitifs. — 6. Effets du débordement et de ses variations: Il faut s'attendre à trois effets: Renouvellement par fournées des eaux du fond dans l'Atlantique Nord, influences sur les habitats des poissons commerciaux sur la Dorsale et influences sur la morphologie du fond; le troisième effet est le seul que l'on a pu démontrer jusqu'ici.

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Herrn Professor Dr. Gerhard Schott zum 90. Geburtstag gewidmet.

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Nachtrag: Während der Drucklegung erschien die Untersuchung von L. H. N. Cooper: Deep water movements in the North Atlantic as a link between climatic changes around Iceland and biological productivity of the English Channel and Celtic Sea. J. Mar. Res.14, 1955, 347–352. Bemerkenswert darin ist der Hinweis, daß der schmale Durchlaß zwischen den Färöer und der Färö-Bank, dort wo das Fragezeichen in Abb. 1 steht, eine Satteltiefe von etwa 850 m haben soll. Damit wäre, wie bereits vermutet, dieser Durchlaß, der nach einem Vorschlag des British National Committee on Nomenclature of Ocean Bottom Features aus dem Jahre 1954 South-western Faeroe-Channel genannt wird, der tiefste Durchlaß zwischen Nordmeer und Nordatlantischem Ozean. — Die Auffassung, daß eine schubweise Erneuerung des nordostatlantischen Bodenwassers über den Island-Färöer-Rücken vor sich geht, wird auch von Cooper vertreten. Die langjährige Abnahme dieser Erneuerung, die zur Erklärung der Abnahme der biologischen Produktivität des Nordostatlantischen Ozeans herangezogen wird, ist eine interessante Hypothese, zu deren Klärung aber mit unseren Beobachtungen nicht beigetragen werden kann.     

Heidornit Na2Ca3[Cl · (SO4)2 · B5O8(OH)2] ein neues Bormineral aus dem Zechsteinanhydrit Mit einer röntgenographischen Untersuchung

Ohne Zusammenfassung     

A Study of Ozone Laminae Using Diabatic Trajectories, Contour Advection and Photochemical Trajectory Model Simulations.

In this paper, we show that the rate of ozone loss in both polar and mid-latitudes, derived from ozonesonde and satellite data, has almost the same vertical distribution (although opposite sense) to that of ozone laminae abundance. Ozone laminae appear in the lower stratosphere soon after the polar vortex is established in autumn, increase in number throughout the winter and reach a maximum abundance in late winter or spring. We indicate a possible coupling between mid-winter, sudden stratospheric warmings (when the vortex is weakened or disrupted) and the abundance of ozone laminae using a 23-year record of ozonesonde data from the World Ozone Data Center in Canada combined with monthly-mean January polar temperatures at 30 hPa.Results are presented from an experiment conducted during the winter of 1994/95, in phase II of the Second European Stratospheric And Mid-latitude Experiment (SESAME), in which 93 ozone-enhanced laminae of polar origin observed by ozonesondes at different time and locations are linked by diabatic trajectories, enabling them to be probed twice or more. It is shown that, in general, ozone concentrations inside laminae fall progressively with time, mixing irreversibly with mid-latitude air on time-scales of a few weeks. A particular set of laminae which advected across Europe during mid February 1995 are examined in detail. These laminae were observed almost simultaneously at seven ozonesonde stations, providing information on their spatial scales. The development of these laminae has been modelled using the Contour Advection algorithm of Norton (1994), adding support to the concept that many laminae are extrusions of vortex air. Finally, a photochemical trajectory model is used to show that, if the air in the laminae is chemically activated, it will impact on mid-latitude ozone concentrations. An estimate is made of the potential number of ozone molecules lost each winter via this mechanism.     

Intercomparison of Tropospheric OH Measurements by Different Laser Techniques during the POPCORN Campaign 1994

In-situ OH measurements by laser-induced fluorescence (LIF) spectroscopy and folded long-path differential optical absorption spectroscopy (DOAS) were carried out in a rural environment in North-East Germany as part of the field experiment POPCORN in August 1994. The large set of OH data obtained allowed an intercomparison of both techniques based on relative diurnal profiles and simultaneously measured absolute concentrations. Most of the time the two OH instruments encountered the same air and agreed well in the measured relative diurnal variations. Only on a few occasions the measurements significantly disagreed due to a perturbation of the DOAS measurements by a local OH source in the north-western wind sector. Excluding data from this wind direction, the statistical analysis of 137 data pairs yields a correlation coefficient of r = 0.90 and a weighted linear fit with a slope of 1.09 ± 0.12. The correlations are carefully analyzed. The comparison of both instruments is discussed in the light of newly published effective absorption cross-sections for H2O and O2 that affect the calibration of LIF.