Crustal structure along a traverse across the Middle and High Atlas mountains derived from seismic refraction studies

In 1986 explosion seismic investigations have been carried out along a traverse of about 350 km length running from NNW to SSE crossing the High and Middle Atlas. Two further profiles run E/W through the Middle and NW-SE through the High Atlas.Neither the High nor the Middle Atlas mountains have a significant root. The maximum thickness of crust with 38–39 km is found under the northern border of the High Atlas. South and north of the High Atlas the crustal thickness amounts to 35 km. The upper as well as the lower crust are stongly structurized in the vertical direction. Significant for the profiles observed is the change between high and low velocities in the whole crust. The velocities at the uppermost mantle are relatively low with values of 7.7–7.9 km/s. The average velocities for the whole crust are 6.1–6.2 km/s.

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Zusammenfassung Sprengseismische Untersuchungen wurden 1986 längs einer etwa 350 km langen Traverse durchgeführt, die NNW-SSO verläuft und den Mittleren und den Hohen Atlas quert. Zwei weitere Profile verlaufen E-W durch den Mittleren und NW-SO durch den Hohen Atlas.Der Hohe und der Mittlere Atlas besitzen keine ausgeprägte Gebirgswurzel. Die maximale Krustendicke wird mit 38–39 km unter dem nördlichen Rand des Hohen Atlas angetroffen. Südlich und nördlich vom Hohen Atlas beträgt die Krustenmächtigkeit 35 km. Sowohl die obere als auch die untere Kruste sind in vertikaler Richtung stark strukturiert. Auf allen beobachteten Profilen ist ein Wechsel zwischen hohen und niedrigen Geschwindigkeiten für die gesamte Kruste charakteristisch. Die Geschwindigkeiten im obersten Mantel sind mit Werten von 7.7–7.9 km/s relativ niedrig. Die Durchschnittsgeschwindigkeiten für die gesamte Kruste liegen bei 6.1–6.2 km/s.

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Résumé Durant l'année 1986 des sondages sismiques de tirs ont été entrepris le long d'une traverse d'environ 350 km de longueur se dirigeant du nord nordouest au sud sud-est et parcourant le Haut et Moyen Atlas. Deux autres profils parcourent le Moyen Atlas de l'est à l'ouest et le Haut Atlas du nord-ouest au sud-est.Le Haut et Moyen Atlas ne possèdent pas de racine montagneuse. L'épaisseur maximale de 38–39 km de la croûte a été localisée sous le bord nord du Haut Atlas. Au sud et au nord du Haut Atlas l'épaisseur de la croûte s'élève à 35 km. La croûte supérieure ainsi que la croûte inférieure est très structurée en direction verticale.Ce qui est caractéristique pour tous les profils observés c'est un changement rapide entre de grandes et petites vitesses et concernant le total de la croûte. Les vitesses dans le manteau le plus élevé haut sont relativement basses avec 7,7–7,9 km/s. Les vitesses moyennes pour la croûte entière sont de 6,1 à 6,2 km/s.

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1986 350 , NNW SSE . : E-W , NWSE . . , 38/39 , 35 . , . . : 7,7–7,9 /. 6,1–6,2 /.

     

Fourier analysis of the light curves of eclipsing binaries in the case of transit eclipses,with application to the eclipsing system YZ Cassiopeiae

The aim of this paper is to extend the Fourier approach to the transit eclipses, terminating in annular phase, with an application to YZ Cassiopeiae. The results turn out to be more complicated than those obtained by Kopal for total eclipses. However, the solution can still be obtained by successive approximations without resorting to any tables of special functions.Section 1 contains an outline of the problem. In Section 2, the evaluation of the theoretical momentsA _2m for transit eclipses is given. An application of the Fourier method to the light curves of YZ Cas is presented in Section 3. Finally, in Section 4, a general discussion of the results is given.     

Detection and forecast of climate change effect on siltation using copulas

Theoretical and Applied Climatology - Being a subject of a worldwide growing importance, climate change and its impact on future water-management-solutions have become crucial to the planet’s...     

An objective Bayesian analysis of the change point problem

The Bayesian literature on the change point problem deals with the inference of a change in the distribution of a set of time-ordered data based on a sample of fixed size. This is the so-called retrospective or off-line analysis of the change point problem. A related but different problem is that of the sequential change point detection, mainly analyzed from a frequentist viewpoint. While the former typically focuses on the estimation of the position in which the change point occurs, the latter is a testing problem which has a natural formulation as a Bayesian model selection problem. In this paper we provide such a Bayesian formulation, which generalizes previous formulations such as the well-known CUSUM stopping rule. We show that the conventional improper priors (also called non-informative, objective or default), cannot be used either for sequential detection of the change or for retrospective estimation. Then, we propose objective intrinsic prior distributions for the unknown model parameters. The normal and Poisson cases are studied in detail and examples with simulated and real data are provided.     

Identification of zones of preferential groundwater tracer transport using a mobile downhole fluorometer

A mobile downhole fluorometer was used to detect zones of preferential groundwater tracer transport into an observation well. Identification of such zones is not possible if individual samples are collected over the wells entire screened interval. Laboratory-based tests using the fluorometer, and a purpose-built apparatus demonstrated that the fluorometer could be used with tracers to characterise well water flow regimes. During field investigations in a porous aquifer, the fluorometer monitored tracer concentrations in an observation well with a 12-m-long screen, 10 m down the hydraulic gradient from a fully penetrating injection well. Test results showed that the tracer occurred in the observation well over a discrete 2.5-m-thick interval. Single-well dilution test and vertical-flow data indicated that water entered the well at additional depths, but no tracer was detected at these levels. A numerical model reproducing dilution test concentration profiles indicated that water entered the well in many of these horizons at comparable velocities to those in the tracer-bearing zone. These data suggest that groundwater flow direction varied with depth in the aquifer under investigation. Moreover, simulations of tracer arrival indicated that the tracer distribution observed in the observation well was derived from a horizon that may be no thicker than 0.5 m.

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Resumen Se utilizó un fluorómetro móvil descendente para detectar zonas de transporte preferencial de trazadores de agua subterránea en un pozo de observación. La identificación de tales zonas no es posible si se colectan muestras individuales en todo el intervalo enmallado del pozo. En base a pruebas de laboratorio utilizando el fluorómetro y un aparato especial construido se demostró que el fluorómetro podría utilizarse con trazadores para caracterizar ambientes de flujo de agua en los pozos. Durante investigaciones de campo en un acuífero poroso, el fluorómetro monitoreó concentraciones de trazadores en un pozo de observación con una malla de 12 m de largo, 10 m abajo del gradiente hidráulico de un pozo de inyección que penetra totalmente el acuífero. Los resultados de las pruebas muestran que el trazador se presentó en el pozo de observación en un intervalo discreto de 2.5 m de espesor. Pruebas de dilución en un solo pozo y datos de flujo vertical indicaron que el agua entró al. pozo en profundidades adicionales, pero que no se detectó el trazador en esos niveles. Un modelo numérico que reproduce los perfiles de concentración de las pruebas de dilución indica que el agua entró al. pozo en muchos de estos horizontes en velocidades comparables a las existentes en la zona portadora de trazadores. Estos datos sugieren que la dirección de flujo de agua subterránea varió con la profundidad en el acuífero bajo investigación. Por otra parte, las simulaciones de llegada del trazador indicaron que la distribución del trazador observada en el pozo de observación se derivó de un horizonte cuyo espesor puede no ser mayor de 0.5 m.

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Résumé Un fluorimètre a été utilisé pour détecter les zones découlement préférentiel dun traceur dans un puits dobservation. Les identifications de telles zones nest pas possible si les échantillons individuels sont collectés sur toute les longueurs des parties crépinées du puits. Les tests de laboratoire utilisant un fluorimètre et un dispositif adéquat ont montré que les fluorimètres pouvaient servir à définir les régimes découlement de leau dans les puits. Durant les investigations de terrain dans un aquifère poreux, le fluorimètre a enregistré les concentrations du traceur dans un puits dobservation avec une crépine de 12 m. de long, 10 m sous le gradient hydraulique dans un puits à pénétration totale. Les résultats des tests ont montré que le traceur apparaissait dans un interval discret de 2.5 m de long. Un test de dilution en puits unique et des données découlement vertical ont indiqué que leau rentrait dans le puits à dautres profondeurs, mais le traceur na pas été détecté à ces niveaux. Un modèle numérique reproduisant le test de dilution et le profil de concentration a indiqué que leau entrait dans le puits à ces niveaux à des vitesses comparables de celle du traceur. Ces données suggèrent que lécoulement des eaux souterraines varie avec la profondeur dans laquifère sous la zone dinvestigation. Dailleurs, les simulations de larrivée du traceur ont montré que la distribution des concentrations du traceur dans le puits ne pouvaient pas être dues à une couche plus fine que 0.5 m.

     

A conceptual hydrogeological model of ophiolite hard-rock aquifers in Oman based on a multiscale and a multidisciplinary approach

Ophiolites are found all over the world: from the Alps to the Himalayas, in Cuba, Papua-New Guinea, New Caledonia, Newfoundland, etc. They are composed of hard rocks—basalt, dolerite, gabbro and peridotite, which are formed at the mid-oceanic ridges, with specific ridge-related tectonic fracturing and intense hydrothermal alteration. Their geological and thus their hydrogeological properties differ from those of both granite or classical gabbro and classical basaltic lava. A conceptual hydrogeological model of these hard-rock aquifers was developed based on the convergent results of a multidisciplinary approach at several spatial scales, from rock-sample (centimetre) to catchment (kilometre), on well-preserved ophiolite rocks in Oman. In ophiolite rocks, groundwater circulation takes place mostly in the fissured near-surface horizon (50 m thick), and, to a lesser degree, in the tectonic fractures. Hydrograph analysis (Water Resour Res 34:233–240, 1977), interpretation of numerous pumping tests using both classical Theis and dual porosity models [Water Resour Res 32:2733–2745, 1996; Comput Geosci J (in press)], and mercury porosity and hydraulic conductivity lab-measurements support the aquifer parameter estimates. The hydraulic conductivity K of the fissured horizon is estimated at 10^–5 to 10^–6 m/s for gabbro and dolerite, and 10^–7 m/s for peridotite. The storage coefficient S of the peridotite aquifer is estimated at 10^–3 and appears to be controlled mainly by microcracks (20 to 100 m wide). Tectonic fractures in the ophiolite have similar hydrodynamic properties regardless of lithology (10^–1<T<10^–4 m²/s and 10^–1<S<10^–3) though the probability of obtaining productive wells is two to three times greater in gabbro and dolerite than in peridotite. Some of the tectonic fractures produce small hydrothermal, hyperalkaline springs in the peridotite. The water budget and hydrochemistry of the Oman ophiolite are characterized and support the conceptual hydrogeological model. Despite low annual rainfall, a relatively low hydraulic conductivity and a significant storage coefficient explain why most of the streams in peridotite are perennial.

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Résumé Les ophiolites se trouvent partout dans le monde : des Alpes à lHymalaya, à Cuba, Papouasie Nouvelle-Guinée, Nouvelle Calédonie, etc. Les ophiolites sont composées de roches dures basaltiques, de dolérites, gabbros et péridotites, qui sont formées aux rides mi-océaniques, avec, en relation avec les rides, une fracturation tectonique et une altération hydrothermale intense. Leurs propriétés géologiques et hydrogéologiques diffèrent de celles des granites ou des gabbros classiques ou des laves basaltiques classiques. Un modèle hydrogéologique conceptuel des aquifères de hard-rock a été développé sur les résultats convergents dune approche multidisciplinaire à différentes échelles spatiales, de léchantillon de roche de quelques centimètres à la taille du bassin versant en kilomètres, des ophiolites bien conservées dOman. Dans les roches ophiolitiques, la circulation des eaux souterraines est surtout localisée dans les fissures dun horizon de surface de plus dune cinquantaine de mètres et à un degré moindre dans les fractures tectoniques. Lanalyse des hydrographes (Water Resour Res 34:233–240, 1977), linterprétation des nombreux essais de pompage utilisant des modèles classiques de Theis et des modèles à double porosité (Water Resour Res 32:2733–2745, 1996; Comput Geosci J (Soumis), la porosité au mercure et la conductivité hydraulique calculée en laboratoire supportent lestimation des paramètres de laquifère. La conductivité hydraulique K de lhorizon fissuré est estimée entre 10^–5 et 10^–6 m/s pour les gabbros et les dolérites, et 10^–7 m/s pour les péridotites. Le coefficient demmagasinement S de laquifère de péridotite est estimé à 10^–3 et semble être contrôlé par les micro-fractures (20 à 100 m de largeur). Les fractures tectoniques dans les ophiolites possèdent des propriétés hydrodynamiques en regard de la lithologie (10-1<T<10-4 m²/s et 10-1/S/10-3) bien que la probabilité dobtenir des puits productifs est trois plus grand dans le grabbro et la dolérite que la péridétite. Quelques unes des fractures tectoniques produisent de petites sources hydrothermales hyperalcalines dans la péridotite. Le bilan hydrologique et hydrochimique de lophiolite dOman caractérise le modèle hydrogéologique conceptuel. Malgré des faibles précipitations annuelles, une relativement basse conductivité hydraulique et un coefficient demmagasinement significatif expliquent pourquoi la plus part des cours deau sur les péridotites ne sont jamais taris.

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Resumen Las rocas ofiolitas se encuentran en muchas partes del mundo desde los Alpes a los Himilaya, Newfoundland, Nueva Caledonia etc. Son rocas duras compuestas de basalto, dolerita, gabro y peridotita que son formadas por los cordones medio-oceánicos y por fracturación relacionada con los cordones tectónicos específicos y alteración hidrotermal intensa. La geología y los propiedades hidrogeológicas varian entre las de granito y gabro clásico y lava de basalto clásico. Se desarrolló un modelo conceptual de los acuíferos de las rocas duras Basado en los resultados convergentes de un enfoce multidisciplinario a varias escalas a partir de muestras de roca (centímetro) a cuenca kilómetro) enfocado en las rocas ofilíticas bien preservados en Oman. En las rocas ofiolíticas la circulación de agua ocurre principalmente en el horizonte de fisuras cercanas a la superficie (>50 m de espesor) y en un grado menos importante en fracturas tectónicas. Los estimados de los parámetros de estos acuíferos se basan en análisis de hidrógrafos (Water Resour Res 34:233–240, 1977), en la interpretación de pruebas de bombeo usando los modelos clásicos de Theis y de porosidad doble (Hamm y Bidaux 1996; Lods y Gouze, [en prensa]), y porosidad de mecurio y conductividad hidraúlica medida en el laboratorio. La conductividad hidraúlica K del horizonte fisurado se estima en 10E-5 a 10E-6 m-s para gabro y dolerita y 10E-7 para peridotita. El coeficiente de abastecimiento S del acuífero peridotita se estima en 10–3 y parece ser controlado principalmente por microfracturas (20 to 100 m de ancho). Las fracturas tectónicas en la ofiolita tienen propiedades hidrodinámicas similares independientes de la litología (10–1<T<10–4 m²/s and 10–1<S<10–3) pero la probabilidad de obtener pozos productivos es dos o tres veces mayor en gabro que en dolerita o peridotita. Algunas de las fracturas tectónicas producen pequeñas descargas de agua hidrotermal hiperalcalina en la peridotita. El presupuesto e hidroquímica de las ofilitas de Omán se caracteriza y apoya en el modelo conceptual hidrogeológico. La baja lluvia anual, una conductividad hidraúlica relativamente baja y un coeficiente de abastecimiento importante explican porqué la mejoría de los drenajes en peridotita es peremne.