A simplified hydrodynamic mesoscale model suitable for use over high plateau regions

Summary A simplified hydrodynamic primitive equation model in -coordinates is described. This model includes the main physical processes that influence development and motion of mesoscale vortices over plateau regions: elevated terrain effects, effects of large-scale and synoptic-scale systems on the mesoscale systems, sensible heating from the earth's surface, moisture cycle and condensation heating released by both large-scale stable precipitation and cumulus convective precipitation, evaporation and the feedback effect of precipitation on evaporation, friction in the planetary boundary layer, horizontal diffusion by subgrid scale eddies and vertical eddy flux of meteorological elements (momentum, temperature, moisture, etc.) due to turbulence, cumulus convection and other smaller-scale physical processes. The model incorporates observed data as much as possible and equations are simplified so that it may be run using either a high-speed computer or a desktop computer.Two developing vortices that originated over the Qinghai-Xizang (Tibet) Platau and moved eastward producing heavy precipitation over the lower elevations are used to test the model. It is shown that the model is capable of simulating the major features of the vortices including the precipitation distribution and may be used for studies of mesoscale and synoptic scale weather systems over plateau regions.

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Ein vereinfachtes für hochländer geeignetes hydrodynamisches mesoscale-modell

Zusammenfassung Es wird ein vereinfachtes hydrodynamisches Grundgleichungsmodell in -Koordinaten be schrieben. Dieses Modell beinhaltet die wichtigsten physikalischen Prozesse, die die Entwicklung und Bewegung von mesoskaligen Wirbeln über Hochplateaus beeinflussen: Effekte der Hochfläche, Effekte von großräumigen und synoptischen Systemen, die fühlbare Wärme von der Erdoberfläche, den Feuchtigkeitskreislauf und die Kondensationswärme, sowohl von großräumigen als auch von Konvektionsniederschlägen, die Evaporation und die Beeinflussung der Evaporation durch den Niederschlag, die Reibung in der planetaren Grenzschicht, die horizontale Diffusion durch Turbulenzen, die kleiner als die Gitterkonstante sind und den vertikalen Fluß meteorologischer Elemente (Impuls, Temperatur, Feuchte etc.) durch Turbulenzen, Konvektion und andere kleinräumige Prozesse. In das Modell sind die Beobachtungswerte weitestgehend integriert und die Gleichungen soweit vereinfacht, daß es sowohl auf einem Hochleistungs- als auch auf einem Mikrocomputer laufen kann.Zum Testen des Modells wurden zwei sich entwickelnde Wirbel verwendet, die vom Qinghai-Xizang-Plateu (Hochland von Tibet) ausgingen, sich ostwärts bewegten und dabei zu schweren Niederschlägen in den Tiefländern führten. Es wird gezeigt, daß das Modell die wichtigsten Eigenschaften der Wirbel und die Niederschlagsverteilung simulieren und für Untersuchungen von mesoskaligen und synoptischen Wettersystemen über Hochländern herangezogen werden kann.

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With 18 figures     

Lethal toxicity of industrial detergent on bottom dwelling sentinels

We used fresh and brackish water shrimp （Desmoscaris trispinosa and Palaemonetes africanus）, in sediment bioassays to assess the toxicity of an industrial detergent containing high levels of anionic surfactant （linear alkylbenzene sulphonate （LAS））. The Organization for Economic Cooperation and Development （OECD）, # 218 direct sediment toxicity assessment was employed. The organisms were exposed to different concentrations （31.25, 62.5, 125,250 and 500 mg/kg） of the chemical （Neatex） in replicate treatments. Percentage mortality was measured as the ecological endpoint. Mean mortality and estimated lethal concentration LCso values varied with species type, concentration and exposure duration. The statistical variation in the observed mean mortality of the test organisms in the chemical and the control treatment shows that mortality may be induced by the effect of the chemicals. The lethal concentration （LCso） was significantly different at levels ofp 〈 0.05 for the fresh and brackish water experiments. Consequently, assessment of water and sediment quality as a result of chemical pollutants was necessary for protecting some of the more sensitive benthic invertebrates representing the major proportion of the diet of many species in the Niger Delta ecological zone.     

Geologische Interpretation einiger bathymetrisch-geomagnetischer Profile aus dem Alboran-und Balearenmeer

Zusammenfassung Das Alboranmeer nimmt den Platz eines alten Festlandes, des sogenannten Alboranlandes ein, welches seit dem Miozän zu Bruche ging und in mehrfachen tektonischen Akten (sichtbar in stratigraphischen Diskordanzen aller sedimentären Zyklen des Tertiärs) einsank. Das Meer transgredierte zuerst von Osten nach Westen und ab dem Pliozän von Westen nach Osten durch den tektonischen Graben der Straße von Gibraltar über das versinkende Land.Die großen Bruchlinien und Geosuturen sind mit Vulkanen tertiären bis pleistozänen Alters besetzt. Doch sind nicht alle submarinen Kuppen rein magmatischen Ursprungs; es sind auch tektonische sedimentäre Hochschollen vorhanden, die nur vulkanische Gänge und Intrusionen führen.Diese Vulkanite hat das Vermessungs- und Forschungsschiff Komet im April 1972 während einer Fahrt über die bedeutendsten submarinen Strukturen in der Alboransee und im südlichsten Balearenmeer teilweise geomagnetisch vermessen. Insgesamt wurden fünf Profile von zusammen 660 km Länge gefahren, wovon drei Profile zweimal vermessen wurden.Das in der Nähe gelegene geomagnetische Observatorium von Almeria bietet die volle Gewähr für die aus Gründen der temporären Variationen des geomagnetischen Feldes angebrachten Korrekturen. Ferner wurden die beobachteten Werte entsprechend der geomagnetischen Breite korrigiert.Die entsprechenden Werte vonF des Normalfeldes erlauben die Größen der geomagnetischen Anomalien zu bestimmen, deren absolute Werte zwischen +207 und –236 liegen. Ganz allgemein fällt die völlige Unabhängigkeit zwischen bathymetrischen Profilen und den Anomalienkurven auf. Es handelt sich um Anomalien, wie sie für die Festländer typisch sind, hervorgerufen durch die variierende Suszeptibilität der Gesteine der Oberfläche. An einzelnen Stellen können die geomagnetischen Anomalien mit bedeutenden Verwerfungen in Beziehung gesetzt werden, an anderen Orten mit ziemlich rezenten submarinen vulkanischen Intrusionen.

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Geological interpretation of some bathymetric-geomagnetic profiles from the Alboran Sea and the Balearic Sea

Summary The Alboran Sea occupies the place of an old continent, of the so-called Land of Alboran, which has crumbled away since the Miocene Age and sunk in several tectonic stages (visible in stratigraphical unconformities of all sedimentary cycles of the Tertiary). The sea transgressed at first from East to West and from the Pliocene Age, from West to East through the tectonic graben of the Strait of Gibraltar over the submerging land.The large fault lines and geosutures are set with vulcanoes of Tertiary to Pleistocene Age. But not all submarine knolls are of pure magmatic origin; there are also tectonic sedimentary horsts present, which only have volcanic dikes and intrusions.These volcanic mountains were partly surveyed geomagnetically by the survey- and research vessel Komet in April 1972, during a cruise over the most significant submarine structures in the Alboran Sea and the southernmost Balearic Sea. Altogether, five profiles in a total length of 660 km were run, three of which were surveyed twice.The geomagnetic observatory of Almeria situated not far away, fully guarantees for the corrections made due to the temporary variations of the geomagnetic field. Furthermore, the values observed were corrected in accordance with the geomagnetic latitude.The corresponding values ofF of the normal field allow the magnitudes of the geomagnetic anomalies to be determined, whose absolute values lie between +207 and –236 . In general, the complete independence of bathymetric profiles from the anomaly curves is noticed. Here, anomalies-typical of the continents — are concerned that are caused by the varying susceptibility of the surface rock. In isolated places, the geomagnetic anomalies can be brought into relation with significant faults, and in other places, with rather recent submarine intrusions.

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Interprétation géologique de quelques profils bathymétriques-géomagnétiques de la Mer d'Alboran et de la Mer des Baléares

Résumé La Mer d'Alboran occupe la place d'un ancien continent, le «pays d'Alboran» qui a commencé à se fracturer dès le Miocène et qui s'est effondré au cours de plusieurs phases tectoniques (visibles dans les discordances stratigraphiques de tour les cycles sédimentaires du Tertiaire). La transgression marine s'est effectuée d'abord de l'Est vers l'Ouest et, depuis le Pliocène, de l'Ouest vers l'Est par le graben tectonique du détroit de Gibraltar.Les grandes lignes de fracture et les géosutures sont occupées par des volcans d'âges allant du Tertiaire au Pléistocène. Cependant, toutes les montagnes sous-marines ne sont pas d'origine purement magmatique. Il existe aussi des reliefs d'origine sédimentaire, mises en place par la tectonique et qui ne servent que de guide aux intrusions volcaniques.En Avril 1972, le navire océanographique Komet» a fait des levés géomagnétiques des formations volcaniques en Mer d'Alboran et au Sud des Baléares. La mission a couvert les structures sous-marines significatives de cette région. Cinq profils, dont trois parcourus deux fois, ont été effectués, soit 660 km au total.L'Observatoire voisin d'Alméria a permis d'apporter les corrections nécessitées par les variations temporaires du champ magnétique terrestre. De plus, les valeurs observées, ont été corrigées selon la latitude magnétique.Les valeurs correspondantes deF du champ normal permettent de déterminer les grandeurs des anomalies magnétiques, grandeurs dont les valeurs absolues sont comprises entre +207 et –236 . En général, les profils bathymétriques et les courbes d'anomalie sont complètement indépendants. Il s'agit d'anomalies typiquement continentales provoquées par les variations de susceptibilité magnétique des roches de surface. En quelques points particuliers, on peut corréler les anomalies magnétiques avec des failles significatives et en d'autres, avec des intrusions volcaniques sous-marines assez récentes.

     

The crystal structure of 2O brittle mica: Anandite

Summary Anandite has an approximate formula of Ba(Fe³⁺, Fe²⁺)₃[Si₂(Fe³⁺, Fe²⁺, Si)₂O_10–x(OH)_x] (S, Cl) (OH), withx=0–1, and belongs to the 2 O brittle mica group. It is orthorhombic; space groupPnmn;a=5.468(9) Å,b=9.489(18)Å,c=19.963(11) Å;Z=4.The structure was determined from 3dim. Weissenberg-data, starting with an approximate structure in the pseudo space groupCcmm. Least squares refinement resulted inR=0.061 for 409 photometric intensities, andR=0.131 for all 853 observedhkl-reflexions.The iron of the tetrahedral layer is concentrated in one of the two crystallographically different kinds of tetrahedra. The basal oxygen rings of the tetrahedral layer form approximate hexagons and have not the ditrigonal configuration of the common micas. This peculiarity is considered to be a consequence of the size and charge of the barium ion. The role of OH in the common micas is played partly by S^2– and Cl^– in anandite.

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Die Kristallstruktur des 2 O Sprödglimmers Anandit

Zusammenfassung Anandit hat die ungefähre Formel Ba(Fe³⁺, Fe²⁺)₃[Si₂(Fe³⁺, Fe²⁺, Si)₂O_10–x(OH)_x] (S, Cl) (OH) mitx=0–1 und gehört zur 2O Sprödglimmergruppe. Er ist rhombisch; RaumgruppePnmn; a=5,468(9) Å,b=9,489(18) Å,c=19,963(11) Å;Z=4.Die Struktur wurde aus Weissenberg-Daten bestimmt, wobei mit einer approximativen Struktur in der PseudoraumpruppeCcmm begonnen wurde. Die Verfeinerung nach der Methode der kleinsten Quadrate führte für 409 photometrierte Reflexe aufR=0,061 und für alle 853 beobachtetenhkl-Reflexe aufR=0,131.Der Eisengehalt der Tetraederschicht ist in einer der beiden kristallographisch verschiedenen Tetraederarten konzentriert. Die basalen Sauerstoffringe der Tetraederschicht bilden annäherungsweise Sechsecke und haben nicht die ditrigonale Konfiguration der gewöhnlichen Glimmer. In Anandit spielen S^2– und Cl^– teilweise die Rolle der Hydroxylgruppen in den gewöhnlichen Glimmern.

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With 4 Figures     

The Precambrian geology of El Cristo,southern Tandilia Region,Argentina

Metamorphic and granitoid rocks of the El Cristo area, southern part of Tandilia Range, are considered in terms of structural, lithological and geochronological data.The abovementioned area was affected before 2000 m. y. by a first tectono-thermal event that was followed by a second episode of intense SW-NE folding. The latter accompanied or followed by a metamorphism of almandine grade and strong synkinematic to latekinematic granitization during the span 1800-1520 m. y.Succeeding episodes of metamorphism and deformation were less intense and culminated in the local development of a 900 m. y. granite, chloritization and some brittle deformation.

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Zusammenfassung Tektonische, lithologische und geochronologische Daten der metamorphen und granitischen Gesteine der El Cristo Gegend im südlichen Teil des Tandilia Gebirges werden diskutiert.Vor mehr als 2000 Ma wurde dieses Gebiet erstmals von einem tektonothermalen Ereignis erfa\t, gefolgt von einer zweiten Episode starker SW-NE gerichteter Faltung. Letztere wurde begleitet oder gefolgt von einer Almandingrad Metamorphose und starker synbis spÄtkinematischer Granitisierung wÄhrend der Zeitspanne 1800 bis 1520 Ma.Darauffolgende Metamorphosen und Deformationsereignisse waren weniger intensiv und endeten um 900 Ma in Lokaler Granitintrusion, Chloritisierung und spröder Deformation.

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Résumé Des roches métamorphiques et granitoÏdes de la région de Cristo font ici l'objet d'une discussion sur la base de données structurales, lithologiques et géochronologiques.La région mentionnée a été marquée d'abord, il y a plus de 2000 millions d'années, par une phénomène thermo-tectonique, suivi, dans une seconde phase, d'un plissement important dirigé SO-NE. Celui-ci a été accompagné ou suivi par un métamorphisme à almandin et par une intense granitisation syncinématique à tardicinématique au cours de la période 1800-1500 m. a.Des épisodes de métamorphisme et de déformation moins intenses s'ensuivirent, qui aboutirent au développement local, vers 900 m. a., d'une intrusion granitique, avec chloritisation et déformations cassantes.

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, - , 2000 - , SW-NE. 1800 1520 . , 900 .

     

Über kristallstrukturelle Beziehungen zwischen Amblygonit,Kieserit und Titanit

Zusammenfassung Der Vergleich der Gitterkonstanten und der Atomparameter von Amblygonit LiAI[PO₄](OH,F), Kieserit Mg[SO₄](H₂O) und Titanit CaTi[SiO₄](O) zeigt, daß diese Strukturen analog gebaut sind. Das Geriist von tetraedrischen und oktaedrischen Koordinationspolyedern ist in allen 3 Fallen gleich. Die Grundstruktur ist die des Kieserits. Die Amblygonitstruktur entsteht aus ihr durch Verzerrung und Auffüllung mit einem weiteren Bauelement, dem Li, die Titanitstruktur nur durch Auffullung ohne Symmetrieverminderung.     

Die Strukturgeschichte der Zentralsahara

The author has investigated paleogeographic and structural problems in the middle part of the Sahara desert since 1959. Detailed studies of thickness changes, of disconformities and unconformities and of structural events resulted in the definition of the different tectonical eras and their individual paleogeographic elements. The middle part of North Africa is characterized by three major periods of structural development:

1. Folding and consolidation in Precambrian time.
2. Formation of NW to NNW striking horsts during Cambrian time, which became the core of uplifts (separated by troughs) in Silurian and Devonian time. This structural relief of the early Paleozoic era possibly is the result of regional stretch in NE-SW direction.
3. Formation of uplifts and troughs striking NE during late Paleozoic and Mesozoic time. Blockfaulting occurred along the edge of some uplifts during Jurassic time or at the Jurassic-Cretaceous transition. These movements were the result of regional compression from SE toward NW. The formation of this large scale undulation of the earth's crust coincides with the separation of the Sahara platform from the so-called Tethys (geosynclinal area in NW Africa, the Mediterranean and parts of Asia). This separation most probably began in Northwest Africa during late Carboniferous or early Permian time, it reached Northeastern Libya in Jurassic time. The Sirte grabens were formed as the result of east-west shearing movements, during Upper Cretaceous. Finally, in late Tertiary to Pleistocene time, volcanic activity formed large basalt plateaus. Volcanism occurs mainly along well defined old structural elements.

The results of this analysis were used to interpret structural aspects of larger parts of Africa. The structural relief of the early Paleozoic Era seems to extend far southeast into areas of the old African shield indicating that there is no principal structural difference between the shield and the Sahara platform. The orientation of the late Paleozoic to Mesozoic large scale undulation indicates that the reason for the SE-NW compression is the rotation tendency of Africa which began in late Carboniferous time and culminated during the Tertiary, when Africa was separated from Asia along the Red Sea graben. At approximately the same time, the Atlas area of Northwest Africa was folded.     

Composition-related microstructures in zinc-bearing carbonate assemblages from Broken Hill,New South Wales

Summary Analytical transmission electron microscopy has been used to investigate two zincian dolomites occurring as overgrowths on calcite from the oxidized zone of the ore bodies at Broken Hill, New South Wales. Particular attention has been focussed on the nature of the microstructures, and any correlations between microstructure and local composition, especially zinc content. The possible occurrence of tiny amounts of the zinc dolomite, minrecordite, has also been explored.The most notable features in the zincian dolomite are fine-scale distributions of ribbonlike calcitic second phase, growth bands, and modulated microstructures (strong modulations in diffraction contrast). Their occurrence is correlated with calcium in excess of stoichiometric requirements, but is not directly influenced by zinc content. The associated calcites are low in zinc, but they also exhibit carbonate second phase, which is thought to be dolomitic although giving no detectable order (b-type) reflections. Long-exposure electron diffraction patterns, however, revealed the presence of diffuse c-type superstructure reflections, which are thought to arise from smaller volumes in which Ca and Mg cations are ordered, for which a model is proposed.

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Zusammensetzungsabhängige Mikrogefüge in Zn-haltigen Karbonat-Vergesellschaftungen von Broken Hill, New South Wales

Zusammenfassung Analytische Transmissionselektronenmikroskopie wurde benutzt um zwei Zn-haltige Dolomite zu untersuchen, die als Überzüge von Calcit aus der Oxidationszone der Erzkörper von Broken Hill, New South Wales, auftraten. Besondere Aufmerksamkeit wurde der Art der Mikrogefüge und möglichen Korrelationen zwischen Mikrogefüge und der lokalen Zusammensetzung, vor allem dem Zn-Gehalt, gewidmet. Dem möglichen Auftreten von geringen Mengen des Zn-Dolomit, Minrecordit, wurde ebenfalls nachgegangen.Die bemerkenswertesten Erscheinungen im Zn-haltigen Dolomit sind feine bandartige Verteilung einer calcitischen Phase, Wachstumsbänder und modulierte Strukturen (starke Modulationen im Beugungskontrast sichtbar). Ihr Auftreten ist mit über das stöchiometrische Verhältnis hinaus vorhandenem Ca korreliert; es ist aber vom Zn-Gehalt nicht direkt beeinflußt. Die mitvergesellschafteten Calcite haben einen niedrigen Zn-Gehalt, zeigen aber eine weitere Karbonatphase. Diese wird für dolomitsch gehalten, obwohl keine entsprechenden Ordnungsreflexe (b-Reflexè) nachweisbar waren. Sehr lange belichtete Elektronenbeugungs-Aufnahmen zeigen jedoch diffuse c-Typ-Über-struktur-Reflexe. Diese sind wahrscheinlich auf kleine Bereiche beschränkt, in dener die Ca und Mg Kationen geordnet sind, wofür ein Modell vorgeschlagen wird.

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With 10 Figures     

Search for extinct aluminum‐26 and titanium‐44 in nanodiamonds from the Allende CV3 and Murchison CM2 meteorites

Abstract– We report Mg‐Al and Ca‐Ti isotopic data for meteoritic nanodiamonds separated from the Allende CV3 and Murchison CM2 meteorites. The goal of this study was to search for excesses in ²⁶Mg and ⁴⁴Ca, which can be attributed to the in situ decay of radioactive and now extinct ²⁶Al and ⁴⁴Ti, respectively. Previous work on presolar SiC and graphite had shown that ²⁶Al/²⁷Al and ⁴⁴Ti/⁴⁸Ti ratios in presolar grains can be used to discriminate between different types of stellar sources. Aluminum and Ti concentrations are low in the meteoritic nanodiamonds of this study. Murchison nanodiamonds have higher Al and Ti concentrations than the Allende nanodiamonds. This can be attributed to contamination and the presence of presolar SiC in the Murchison nanodiamond samples. ²⁶Mg/²⁴Mg and ⁴⁴Ca/⁴⁰Ca ratios are close to normal in Allende nanodiamonds with upper limits on the initial ²⁶Al/²⁷Al and ⁴⁴Ti/⁴⁸Ti ratios of approximately 1 × 10^?3. These ratios are factors of 10–1000 and, respectively, 1–1000 lower than those of presolar SiC and graphite grains from supernovae. The ²⁶Al/²⁷Al and ⁴⁴Ti/⁴⁸Ti data for nanodiamonds are compatible with an asymptotic giant branch star or solar system origin, but not with a supernova origin of a major fraction of meteoritic nanodiamonds. The latter possibility cannot be excluded, though, as the diamond separates may contain significant amounts of contaminating Al and Ti, which would lower the inferred ²⁶Al/²⁷Al and ⁴⁴Ti/⁴⁸Ti ratios considerably.