The effect of moist layer location on the stability of trapped gravity waves in an almost saturated atmosphere

Summary The stability characteristics of trapped gravity waves, generated by an isothermal bounded tanh (z) velocity profile in the presence of a saturated finite layer, are studied. The saturated layer is introduced at different levels above the inlection point and the variations of moisture content, layer thickness and distance from the origin are examined. The growthyrates and phase speeds of the unstable modes are obtained by solving numerically the equations of motion in the linear, inviscid, Boussinesq limit, via the technique of Lalas and Einaudi (1976).It is shown that the presence of the saturated layer can significantly affect the stability characteristics of the waves. inereases in moisture, layer thickness and distance of the layer from the inflection point are found to amplify the wave response because the saturated layer behaves as a top boundtry to the shear flow. The presence of such effective boundaries is found to stabilize short wavelengths and destabilize longer wavelengths. Finally, an application of the results to a rainband case produces values of the wave parameters in good agreement with the observed ones.With II Figures     

Geochronology of the Spessart Crystalline Complex,Mid-German Crystalline Rise

Summary New Rb-Sr and K-Ar datings help to clarify the geologic history of the Spessart Crystalline Complex, Mid-German Crystalline Rise. The oldest dates, refined by new measurements, are recorded by whole-rock Rb-Sr analyses of the orthogneisses of the Rotgneiss Complex. These confirm a late Ordovician to Silurian age which is interpreted as the time of intrusion of the granitic precursors.Hornblendes, muscovites. and biotites from different lithostratigraphic units and rock types of the Spessart Crystalline Complex yielded K-Ar dates mainly in the range 324 to 318 Ma, an interval which conforms to the analytical precision. Two hornblendes and one muscovite show slightly older dates up to 328 Ma. On the other hand, there is a tail of younger hornblende dates towards 311 Ma, and two hornblendes gave dates as low as 293 and 274 Ma for no immediately obvious reason.The concordant dates around 324 Ma on the three different minerals may be interpreted as marking the time of a rapid uplift and cooling at about the boundary between Early and Late Carboniferous, presumably soon after culmination of the Variscan deformation and amphibolite facies metamorphism.

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Geochronologie des Spessart-Kristallins, mitteldeutsche Kristallinschwelle

Zusammenfassung Neue Rb-Sr- und K-Ar-Datierungen liefern einen Beitrag zum Verständnis der geologischen Geschichte des Spessart-Kristallins. Die älteste radiometrische Datierung, die bislang im Spessart-Kristallin zur Verfügung steht, leitet sich aus Rb-Sr-Gesamtgesteinsanalysen von Orthogneisen des Rotgneis-Komplexes ab. Die bereits von früheren Bearbeitern gefundenen spät-ordovizischen bis silurischen Daten wurden durch neuere Messungen bestätigt. Sie werden als Intrusionsalter des granitischen Ausgangsmaterials der Rotgneise interpretiert.Hornblenden, Muscovite und Biotite aus unterschiedlichen lithostratigraphischen Einheiten und Gesteinstypen des Spessartkristallins erbrachten K-Ar-Daten vorwiegend zwischen 324 und 318 Ma, d. h. einen Streubereich, der etwa der analytischen Genauig keit entspricht. Zwei Hornblenden und ein Muscovit ergaben etwas ältere Daten bis 328 Ma. Auf der anderen Seite beobachtet man eine Reihe von jüngereren Hornblendedaten bis 311 Ma, und zwei Hornblenden von nur 293 und 274 Ma, die sich nicht ohne weiteres erklären lassen.Die konkordanten Alterswerte um 320 Ma, die für die drei Mineralarten gewonnen wurden, können als die Zeit einer raschen Hebung und Abkühlung etwa an der Grenze Unter-/Oberkarbon interpretiert werden, die vermutlich bald nach dem Höhepunkt der variscischen Deformation und amphibolit-faziellen Metamorphose erfolgte.

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Dedicated to Borwin Grauert on the occasion of his 60th birthday.

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With 6 Figures     

Generation and migration: Identity crisis and political change among the Moro of the Nuba mountains

During the past half century Moro society has undergone immense economic and social transformations. The Moro adopted rural-urban and rural-rural migration, among other things, to diversify their incomes and augment their sources of livelihood. Politically, the introduction of modern political parties since independence in 1956 and the emergence of regional movements have influenced Moro perception of their reality and relationship with their Hawazma and Jellaba neighbours.I argue in this paper that due to disappointments emanating from harsh living conditions in discordant Northern Sudanese towns, the Moro translate past experiences into a common identity. Migration, in this sense, is seen as a major factor in explaining the Moro crisis of identity and their oscillation between integration and aloofness or modernity and traditionalism.     

The Antarctic circumpolar current and its influence on the Earth's rotation

Summary At least in case of semidiurnal tides, theirmotions contain most of their relative angular momentum. There are other periodic currents in the ocean with cycles of months to years which may influence the Earth's rotation within such time scales. These currents are mainly due to seasonal or climatic variations of the wind stress and the water mass distribution in the oceans. The main question is: how much of the oceanic angular momentum is temporarily stored within the oceans and what is the time scale of the transfer to the solid Earth. As an example, we have estimated the phase and the amplitude of the angular momentum which is stored in the Antarctic Circumpolar Current. Its phase resembles the one of the whole observed semiannual discrepancy in the angular momentum budget of the solid Earth plus the atmosphere; the amplitudes are comparable.

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Der Antarktische Ringstrom und sein Einfluß auf die Erdrotation

Zusammenfassung Zumindest im Fall der halbtägigen Gezeiten der Ozeane enthalten derenBewegungen den größten Teil ihres variablen Drehimpulses. Andere periodische Meeresströmungen mit Perioden von Monaten bis Jahren könnten die Erdrotation ebenfalls beeinflussen. Solche Strömungen werden vor allem durch jahreszeitliche oder klimatische Veränderungen der Schubspannung des Windes und der Wasserstände verursacht. Die Hauptfrage ist jedenfalls diese: Wieviel Drehimpuls ist in jeder Phase in den Ozeanen gespeichert, und in welcher Zeit wird er mit der festen Erde ausgetauscht. Als Beispiel haben wir Phase und Amplitude des Drehimpulses abgeschätzt, der im Antarktischen Ringstrom enthalten ist. Diese Werte wurden mit den entsprechenden der Diskrepanz verglichen, die in der Bilanz feste Erde plus Atmosphäre offen bleibt. Die Phasen stimmen gut überein, und die Amplituden sind vergleichbar.

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Le courant circumpolaire antarctique et son influence sur la rotation de la terre

Résumé Au moins dans le cas des marées semi-diurnes lesmouvements des océans «contiennent» la plus grande partie de la variabilité de la quantité de moment angulaire de la terre. D'autres courants océaniques périodiques dont la période varie du mois à l'année peuvent aussi avoir une influence sur la rotation de la terre. De tels courants sont avant tout provoqués par des variations saisonnières ou climatiques de la tension superficielle due aux vents et des niveaux d'eau dans les océans. La question principale est en tout cas la suivante: quelle est à chaque phase la quantité de moment angulaire stockée dans les océans et en combien de temps est-elle échangée avec la masse solide de la terre. A titre d'exemple, nous avons évalué la phase et l'amplitude de la quantité de moment angulaire stockée dans le courant circumpolaire antarctique. Ces valeurs furent comparées aux valeurs correspondantes de l'anomalie qui subsiste dans le bilan terre solide plus atmosphère. Les phases sont concordantes et les amplitudes sont comparables.

     

Geochemistry of acidic volcanic clasts in Silurian conglomerates of the Midland Valley of Scotland: Implications on the Caledonian orogeny

20 clasts of acidic volcanic rocks from Silurian conglomerates of the Midland Valley of Scotland are similar in their geochemical composition to rhyolithes, rhyodacites and dacites of recent island arcs and active continental margins. They differ from the geochemical composition of upper Ordovician peralkaline rhyolites of the Tweed Valley in the Southern Uplands (Scotland) because of their lower Zr, Nb, Ce and Y contents. It is argued that these volcanic clasts represent erosional remnants of an island arc or active continental margin which was situated in the Midland Valley during upper Ordovician or lower Silurian time. This has implications on palaeogeographic models which have been suggested for the Scottish Caledonides.

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Zusammenfassung 20 Gerölle saurer Vulkanite aus silurischen Konglomeraten des Midland Valley in Schottland haben in ihrer geochemischen Zusammensetzung Ähnlichkeiten mit Rhyolithen, Rhyodaziten und Daziten von rezenten Inselbögen und aktiven Kontinentalrändern. Sie unterscheiden sich durch niedrigere Gehalte an Zr, Nb, Ce und Y von oberordovizischen Peralkali-Rhyolithen des Tweed Valley in den Southern Uplands (Schottland). Es wird vermutet, daß die analysierten Gerolle Erosionsreste eines Inselbogens oder aktiven Kontinentalrandes darstellen, der zur Zeit des oberen Ordoviziums oder unteren Silurs im Raum des Midland Valley gelegen hat. Es ergeben sich daraus Folgerungen für paläogeographische Modelle, die für die schottischen Kaledoniden entwickelt worden sind.

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Résumé La présente note porte sur 20 galets de volcanites acides contenus dans des conglomérats siluriens du Midland Valley (Ecosse). Leurs compositions géochimiques sont analogues à celles de rhyolites, rhyo-dacites et dacites d'arcs insulaires et de marges continentales actives actuels. Leur faible teneur relative en Zr, Nb, Ce et Y les distinguent des rhyolites peralcalines d'âge ordovicien supérieur des Southern Uplands (Ecosse). Ces galets de volcanites sont interprétés comme des produits de l'érosion soit d'un arc insulaire, soit d'une marge active, situés à l'emplacement de l'actuelle Midland Valley au cours de l'Ordovicien supérieur ou du Silurien inférieur.Ceci entraîne certaines implications dans les modèles paléogéographiques qui ont été proposés pour les Calédonides d'Ecosse.

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20 Midland Valley, . , . Tweed Valley , . , , , , Midland Valley. .

     

Some phenomenological aspects of carbonate geochemistry. The control effect of transition metals

The dualism in carbonate geochemistry — organic or inorganic production — leads to an erroneous definition of the carbonate system. A different formulation of the chemical mechanism is proposed where traces of transition metals together with organic matter in natural environments play a central role in carbonate production. This approach is verified in a series of experiments using natural and artificial sea water and as chelating agents citric, tartaric, malonic, and oxalic acids with five transition metals: Ni, Co, Fe, Mn and Zn. The final product of carbonate precipitation depends on the type of metal acting as a central atom. In the series Ni, Co, Fe, Mn, Zn the potential for calcium uptake increases from Ni to Zn, while magnesium uptake increases in the opposit direction from Zn to Ni. Dolomite can precipitate from Mg-rich natural waters by the catalytic effect of Fe(II)-chelates. If the waters containing Fe(II)-chelates are exhausted with respect to magnesium carbonate, they will attack dolomite to form calcite.

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Zusammenfassung Die Gegensätzlichkeit der Geochemie der Karbonate — organische oder anorganische Produktion — führte zu einer widersprüchlichen Definition des Karbonatsystems. Es wird hier eine abweichende Formulierung der chemischen Mechanismen vorgeschlagen, wobei Spuren von Ubergangsmetallen zusammen mit organischen Substanzen in natürlicher Umgebung eine zentrale Rolle bei der Karbonatproduktion spielen. Dieser Ansatz läßt sich in Experimenten nachweisen, wobei in natürlichem und künstlichem Meereswasser chelatbildende Substanzen wie Zitronensäure, Weinsäure, Apfelsäure und Oxalsäure mit 5 Übergangsmetallen Ni, Co, Fe, Mn und Zn zusammengebracht werden. Das Endprodukt einer Karbonatfällung hängt von dem Metall ab, das als zentrales Atom in den Komplexen wirkt. In der Serie Ni, Co, Fe, Mn und Zn nimmt das Potential zur Kalziumaufnahme von Ni nach Zn zu, während die Magnesiumaufnahme in entgegengesetzter Richtung, nämlich von Zn nach Ni zunimmt. Dolomit kann man aus natürlichen Wässern unter Zuhilfenahme des katalytischen Effekts von Fe(II)-chelaten fällen, während man in eisenchelathaltigen Wässern mit einem Unterschuß an Magnesiumkarbonat den Dolomit in Kalzit umwandeln kann.

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Résumé En géochimie des carbonates, la dualité — production organique ou inorganique — conduit à une définition erronée du système carbonate. Les auteurs proposent un modèle différent du mécanisme chimique, dans lequel des métaux de transition en traces, ainsi que des substances organiques de l'environnement naturel jouent un rôle prépondérant dans la genèse des carbonates. Cette approche est vérifiée par une série d'expériences dans lesquelles on ajoute à de l'eau de mer naturelle ou artificielle: d'une part 5 métaux de transition: Ni, Co, Fe, Mn, Zn; d'autre part des agents chélatants tels que: acide citrique, tartrique, malonique ou oxalique. Le produit final d'une précipitation carbonatée dépend du métal qui constitue l'atome central du complexe. Dans la série Ni, Co, Fe, Mn, Zn, le potentiel de fixation du Ca augmente du Ni au Zn, tandis que celui du Mg augmente dans l'autre sens, du Zn au Ni. Il est possible de précipiter de la dolomite dans des eaux naturelles, à l'aide de l'effet catalytique de chelates de Fe¹¹, tandis que si du carbonate de Mg est soustrait à des eaux contenant du chélate de F¹¹, on peut transformer la dolomite en calcite.

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, — , — , . , . , , , .: , , 5 : Ni, , Fe, Mn Zn. , . Ni, , Fe, Mn Zn Ni Zn, — . , .

     

Neue Ergebnisse zur Tektonik der Allgäuer und Vilser Alpen

Zusammenfassung Eine Neuuntersuchung der Tektonik in den Vilser Alpen und im Hochvogelgebiet, wo die Frage seit langer Zeit diskutiert wird, ob dort die Allgäu- und Lechtal-Decke getrennte Einheiten bilden, oder stratigraphisch untrennbar zusammenhängen, erbrachte eine eindeutige Entscheidung für den Deckenbau. Der Verlauf der Deckengrenze konnte zwischen Hochvogel und Hohenschwangauer Alpen präzisiert werden. Der interne Falten- und Schuppenbau der Lechtal-Decke hat nirgends zur Bildung von tektonisch tieferen Teildekken geführt, die internen Verschuppungen besitzen nur ein geringes Ausmaß.

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A new investigation of the tectonics in the Vilser Alps and in the Mt. Hochvogel area where since a long time a discussion was going on if the thrust sheets of Allgäu and Lechtal-Decke are separate units or connected by stratigraphic sequences, a definite decision could be made in favour of the nappe structure in this part of the Northern Calcareous Alps. The internal structure of the Lechtal-Decke thrust sheet is characterized by local imbricate structure which originate from sheared folds.

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Résumé On a dicuté depuis longtemps dans les Vilser Alpen et dans la région du Mont Hochvogel le problème, si les nappes de Allgäu et Lechtal-Decke sont des unités separées ou qu'ils forment une partie inséparable par des séquences stratigraphiques. Une nouvelle examen de la tectonique a affirmé la structure de nappes dans cette région des Alpes Calcaires du Nord. La structure intérieure de la nappe de Lechtal-Decke est caracterisée par une structure écaillée locale, qui se developpe de plis cisaillés.

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Petrographische und Kalium-Argon-Untersuchungen an basischen tertiären Vulkaniten zwischen Westerwald und Vogelsberg

Between the upper tertiary volcanic areas of Westerwald and Vogelsberg (central Western Germany) occur more than 40 isolated tertiary volcanic dikes, eroded necks, plugs and domes. Twelve of these volcanic rocks have been investigated petrographically and chemically and classified by means of their modal and chemical composition. Additional modal analyses have been performed on seven other volcanics. On seventeen volcanic occurences K-Ar-whole rock age determinations have been made. The K-Ar age determinations yield- with the exception of an olivine-nephelinite — values between 27 and 15 Ma. Regarding the known intervals of volcanic activities of the Westerwald- and Voge1sberg-areas, most of the examined volcanics can be related genetically with one of the adjacent volcanic areas. There seems to be no geographical overlapping of volcanics showing Westerwaldages and Vogelsberg-ages. A possible influence of excess-Ar-bearing phases (e. g. mantle xenoliths) and an Ar-loss of constituent matter of the groundmass have been estimated by additional age determinations of enriched samples. These influences — partially compensating each other — may shift the K-Ar whole rock age to a maximum of 5 % and thus do not exceed the dimension of the standard deviations. A distinct NNE-SSW-striking fault in the region between Marburg and Gießen is situated parallel with the eastern border of the “Rheinisches Schiefergebirge”. Volcanics showing Westerwald-age and Vogelsberg-age respectively reach this fault, but obviously do not overlap it. Relations between rock-type an rock age, as it has been observed for the volcanics of the northern Hessian Depression (Kreuzer et al. 1973;Wedepohl 1982) cannot be proved certainly. On the other hand, similar to the basaltic rocks of the northern Hessian Depression, the youngest volcanic product is an olivine-nephelinite (9 Ma).