The structural state of the former lower continental crust in Calabria (S. Italy)

In the Northern Serre (S. Italy), a continuous section through a former lower continental crust is exposed (Schenk 1984, 1985). These granulite facies rocks have not been penetratively deformed during their uplift to higher crustal levels. Therefore, they allow to study the structural state of the lower continental crust. Most rockforming minerals, among them ortho- and clinopyroxene and cordierite, show recrystallization structures. Quarz basal subgrain boundaries are developed in lower levels of the lower crust and disappear toward higher levels. In addition to dimensional orientations of the rockforming minerals, the preferred crystallographic orientations of plagioclases, cordierite, amphibole, pyroxenes and, rarely, quartz reflect the strain orientation of the prograde high-T deformation. During this deformation, the stretching direction was constant NNE-SSW throughout the exposed lower crustal section. Shear indicators are rare. This points to the fact that deformation has been homogeneous and coaxial flattening. There is only a small variation in orientation and strength of textures throughout the exposed lower crust. Therefore, neighbouring layers of different composition rather than different deformation might serve as seismic reflectors in the former lower crust.

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Zusammenfassung In der nördlichen Serre (Süditalien) ist ein zusammenhängender Bereich einer ehemaligen kontinentalen Unterkruste aufgeschlossen (Schenk 1984, 1985). Diese granulitfaziellen Gesteine sind bei ihrem Aufstieg in höhere Krustenbereiche nicht durchgreifend überprägt worden. Deshalb läßt sich an ihnen noch der strukturelle Zustand der ehemaligen Unterkruste studieren. Außer in Feldspäten, Quarz und Amphibol tritt auch in Ortho- und Klinopyroxen und in Cordierit Rekristallisation auf. In tieferen Krustenniveaus sind im Quarz basisparallele Subkorngrenzen entwickelt, die in höheren Krustenbereichen nicht auftreten. Sowohl die Gestaltregelungen der gesteinsbildenden Minerale als auch die kristallographischen Plagioklas-, Cordierit-, Amphibol-, Pyroxen- und (seltener) Quarzregelungen spiegeln die Strain-orientierung der prograden hochtemperierten Deformation wider. Während dieser Deformation blieb die Streckung im gesamten Unterkrustenbereich konstant NNE-SSW orientiert. Scherindikatoren sind selten. Beides deutet darauf hin, daß die Deformation homogen und als koachsiale Plättung abgelaufen ist. Im gesamten aufgeschlossenen Unterkrustenbereich variieren weder Intensität noch Orientierung der kristallographischen und gestaltlichen Regelungen der gesteinsbildenden Minerale wesentlich. Deshalb sollten in der ehemaligen Unterkruste Lagen unterschiedlicher Deformation weniger als seismische Reflektoren in Frage kommen als Lagen unterschiedlicher Zusammensetzung.

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Résumé Le Massif de la Serre Septentrionale en Calabre (Sud de l'Italie) représente un tronçon d'une ancienne croûte continentale profonde (Schenk 1984, 1985). Les roches du faciès granulite qui le constituent n'ont pas subi de déformation penetrative lors de leur ascension dans les niveaux plus superficiels de la croûte. Leur étude permet donc de reconstruire les caractéristiques structurales de l'ancienne croûte profonde. Non seulement les feldspaths, le quartz et l'amphibole, mais encore l'orthopyroxène, le clinopyroxène et la cordiérite ont recristallisé. Dans les niveaux les plus profonds de la croûte on observe dans les cristaux de quartz des bordures de sous-grains parallèles à la base. Celles-ci n'apparaissent plus dans les niveaux plus superficiels. L'orientation des cristaux des minéraux constitutifs des roches, de même que l'orientation des réseaux cristallins du plagioclase, de la cordiérite, de l'amphibole, du pyroxène et (mais plus rarement) du quartz réflètent la direction de contrainte de la phase de déformation prograde de haute température. Pendant cette phase de déformation, la direction d'extension est demeurée NNE-SSW. Les témoins de cisaillement sont rares, ce qui montre que la déformation s'est effectuée de façon homogène, en relation avec un aplatissement coaxial. Les textures varient très peu en orientation comme en intensité dans toute la coupe de croûte profonde exposée. En conséquence, l'existence de réflecteurs sismiques devrait refléter des différences dans les compositions minéralogiques des roches plutôt que dans leurs caractéristiques structurales.

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Serre (Schenk, 1984, 1985). . . , , . , , . , , , , () . NNE-SSW. . , . , , . , , .

     

Hawaiian basalt and Icelandic rhyolite: Indicators of differentiation and partial melting

In spite of the voluminous basaltic volcanism on the island of Hawaii, rhyolite is not produced. Iceland, on the other hand, exhibits common rhyolitic volcanism amounting to some 10–12% of its surface rocks. This contrast is investigated using the fundamental igneous processes exhibited by sheet-like Hawaiian lava lakes and Shonkin Sag laccolith in Montana. Highly differentiated, residual melts normally reside within inwardly advancing solidification fronts and are generally inaccessible to eruptive processes. Only when a large initial phenocryst population is present, from which a thick basal cumulate can rapidly form, is it possible to supply highly differentiated melt into the active (i.e., eruptable) portion of the magma chamber. Although there is protracted control of differentiation at Hawaii by settling of olivine, further differentiation occurs within the solidification fronts. Only by repeated transport and holding is it possible to differentiate beyond the critical composition of the leading edge of the solidification front ( 7% MgO and 51.5% SiO₂). Crystal size distributions (CSDs) for Hawaii and Shonkin Sag are used to demonstrate the inferred physical and chemical processes of solidification, including the kinetics of crystallization.A ubiquitous feature of these basaltic bodies is the formation of coarse veins and segregations of refined melt and granophyres within the upper solidification front. It is this fundamental bimodal feature which is the key to understanding Icelandic silicic volcanism.Rhyolites in Iceland occur mainly as a bimodal population with basalts associated with central volcanoes. Rhyolites, granophyres, and felsites are common, with the intrusions often being layered. Ash flows and true granite-like intrusions are rare. The voluminous silicic lavas at Torfajokull central volcano contain disequilibrium phenocryst assemblages. This, and the disagreement in oxygen isotopic values between rhyolites and basalts, reflects extensive partial melting of the heterogeneous basaltic crust of Iceland to produce these rhyolites. Relatively small, chemically distinct, and spatially intimate silicic bodies are formed by concentrating granophyric segregations from earlier cycles of solidification. This process is also reflected in the layered granophyric instrusion of Slaufrudalur in eastern Iceland. Slaufrudalur is an unvented subterranean caldera, equivalent in igneous processes and style to the subaerial Torfajokull caldera.Hawaii is dominated by fractional crystallization due to crystal settling and does not produce rhyolite. Iceland's tectonics allow continual and extensive reprocessing of thin, hot basaltic crust which produces rhyolite by concentrating original silicic segregations and veins and by partially melting intermediate extrusives, which have subsided deep into the crust.

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Zusammenfassung Auf Hawaii treten, trotz intensiven Basalt-Vulkanismusses, keine Rhyolithe auf. Auf Island dagegen ist Rhyolith, mit 10–12% des anstehenden Gesteins, verbreitet. Dieser Kontrast wurde anhand grundlegender magmatischer Prozesse untersucht, wie sie in flachen Lava-Seen Hawaiis und im Shonkin Sag Laccolith Montanas auftreten. Hochdifferenzierte Restschmelzen verbleiben innerhalb langsam nach innen vorrückender Erstarrungsfronten und sind meist unerreichbar für eruptive Prozesse. Nur wenn anfänglich bereits große Mengen von Einsprenglingen vorhanden sind, die rasch am Boden der Magmenkammer akkumulieren, kann eine hochdifferenzierte Schmelze in den aktiven (d.h. eruptiven) Teil der Magmenkammer gelangen. Obwohl auf Hawaii die Differentiation durch die Kristallisation von Olivin anhaltend kontrolliert wird, findet an der Erstarrungsfront weitere Differentiation statt. Nur durch wiederholten Transport und zeitweiliges Verharren ist es möglich, über die kritische Zusammensetzung der vordersten Erstarrungsfront hinaus zu differenzieren (ca. 7% MgO und 51,5% SiO₂). An Kristallgrö-ßenverteilungen (CDS) von Hawaii und Shonkin Sag können die angenommenen physikalischen und chemischen Prozesse der Kristallisation und die Kristallisationskinetik gezeigt werden. Ein weit verbreitetes Merkmal dieser Basaltkörper ist die Bildung grobkristalliner Gänge und Absonderung von stark differenzierten Schmelzen und Granophyren innerhalb der oberen Erstarrungsfront. Diese ausgeprägt bimodale Charakteristik ist der Schlüssel zum Verständnis des sauren isländischen Vulkanismus.Isländische Rhyolithe treten meist in bimodaler Verbreitung mit Basalten in Zusammenhang mit zentralen Vulkanen auf. Rhyolithe, Granophyre und Feisite sind häufig, in oft geschichteten Intrusionen. Ignimbrite und echte Granitintrusionen sind selten. Die großen Mengen SiO₂-reicher Laven am Torfajokull-Zentralvulkan enthalten Ein-sprenglinge, die sich nicht im Gleichgewicht mit der Matrix befinden. Dies, und die unterschiedlichen delta-¹⁸O-Werte von Rhyolithen und Basalten, zeigen, daß ausgeprägtes teilweises Aufschmelzen der heterogenen Basaltkruste von Island zur Produktion dieser Rhyolithe führte. Relativ kleine, nahe benachbarte saure Körper, die aber deutliche Unterschiede in ihrem Chemismus aufweisen, werden gebildet durch die Konzentration granophyrischer Teilschmelzen aus früheren Kristallisationszyklen. Dieser Vorgang wird auch widergespiegelt in der »layered intrusions« von Slaufrudalur in Ostisland. Slaufrudalur ist eine geschlossene unterirdische Kaldera, deren magmatische Prozesse und Baustil der subaerischen Torfajokull-Kaldera entsprechen.Die Prozesse in Hawaii sind dominiert von gravitativer Kristallisationsdifferentiation und es werden keine Rhyolithe produziert. Die isländische Tektonik führt zu kontinuierlicher starker Wiederaufarbeitung von dünner, heißer basaltischer Kruste. Dabei wird, durch die Konzentration ursprünglicher saurer Teilschmelzen und Gänge und durch die teilweise Aufschmelzung intermediärer Intrusiva, die tief in die Kruste abgesunken sind, Rhyolith produziert.

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Résumé En dépit du volcanisme basaltique volumineux des îles Hawaï, il n'y existe pas de rhyolite. En Islande, par contre, le volcanisme rhyolitique est commun et représente 10 à 12% des roches de la surface. Ce contraste est examiné sur la base des processus ignés fondamentaux présentés par les lacs de lave d'Hawaï et le laccolite de Shonkin Sag au Montana. Normalement, les liquides résiduels hautement différenciés résident à l'intérieur des fronts de solidification qui progressent vers l'arrière et sont généralement à l'abri des processus éruptifs. Ce n'est que dans le cas d'une population initiale abondante de phénocristaux, qui se rassemblent dans un cumulat basai épais, que des liquides hautement différenciés peuvent être fournis à la portion active (c'est-à-dire »éruptible«) de la chambre magmatique. A Hawaï, bien que la différenciation soit continuellement régie par la cristallisation d'olivine, la poursuite du processus a lieu à l'intérieur des fronts de solidification. Ce n'est que par la répétition d'actions de transport et de stagnation qu'il est possible de différencier audelà de la composition critique du front de solidification (±7% MgO et 51,5% SiO₂). A partir de la distribution de la taille des cristaux à Hawaï et à Shonkin Sag, on peut déduire les processus physique et chimique de la solidification, y compris la cinétique de la cristallisation.Une particularité courante de ces corps basaltiques est la formation de veines grenues et de ségrégations de liquides très différenciés et de granophyres à l'intérieur du front supérieur de solidification. Cette manifestation bimodale est la clé qui permet de comprendre le volcanisme siliceux islandais.En Islande, les rhyolites constituent d'ordinaire une population bimodale avec les basaltes centraux. Les rhyolites, les granophyres et les felsites sont fréquents, et souvent sous forme d'intrusions litées. Les coulées ardentes et les vraies intrusions de type granitique sont rares. Les volumineuses laves siliceuses du volcan central de Torfajokull contiennent des assemblages de phénocristaux en déséquilibre. Ce fait, ainsi que la non concordance des isotopes de l'oxygène entre rhyolites et basaltes, traduisent, à l'origine de ces rhyolites, une fusion partielle extensive de la croûte basaltique hétérogène d'Islande. Des corps siliceux relativement petits et chimiquement distincts bien que d'emplacements très voisins se sont formés par concentration de fusions partielles granophyriques lors des premiers cycles de solidification. Ce processus s'exprime également dans l'intrusion granophyrique litée de Slaufrudalur, en Islande orientale. Slaufrudalur est une caldeira souterraine fermée, équivalente par son style et son processus igné à la caldeira subaérienne de Torfajokull.A Hawaï, le phénomène dominant est la cristallisation fractionnée gravitative, sans production de rhyolite. La tectonique de l'Islande permet la régénération continue et extensive d'une mince croûte basaltique chaude. Les rhyolites y sont engendrées par la concentration des veines et ségrégations siliceuses originelles et par la fusion partielle de masses extrusives intermédiaires descendues profondément dans la croûte.

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, . , 10–12% . , Shonkin Sag Laccolith Montanas. . , , . , . . ( 7% MgO 51,5% SiO₂). (CDS) Shonkin Sag , , . . . . , , . . , Torfajokull , ., ¹⁸O , . , , , , « » («layered intrusions») Slaufrudalur, . , , Torfajokull. . . , , , .

     

Sublethal abnormalities in embryos of winter flounder,Pseudopleuronectes americanus,from Long Island Sound

Sublethal abnormalities were examined in developing embryos of the winter flounder,Pseudopleuronectes americanus, as part of a study of its early reproductive success in Long Island Sound and two sites in Boston Harbor. These sites represented varying levels of anthropogenic contamination that were possibly affecting reproduction, as ascertained by chromosomal abnormalities and lowered developmental rates in the embryos. Effort was focused on examination of blastula and tail-bund embryos from field-captured females spawned at the laboratory. Abnormalities observed included evidence of cytotoxicity and chromosome damage. Embryos of fish from New Haven were usually the most aberrant, while embryos from other sites, notably Hempstead, Shoreham, and both Boston Harbor stations, showed subtle indications of abnormality.     

Can Brans-Dicke universes in five dimensions be interpreted as 4-dimensional general relativity cosmologies?

The 5-dimensional Jordan-Brans-Dicke cosmologies in vacuum are found for the Bianchi type I metric, their relation with general relativity cosmologies is studied. Two solutions are possible, both produce effective pressure and energy density in the 4-dimensional G.R.-universes. One is a power-law relation, with two cases, the first one is forp _eff=_eff and the other forp _eff=_eff(– 1 < < 1) has a behaviour as the open flat universe. The second solution is an exponential only valid forp _eff=–_eff. In all cases the three-space expansion reaches infinity ast and the fifth dimension can be made to decrease approaching zero. The scalar field can increase or decrease with time.     

The extinction of starlight revisited

The rigorous Kerker-Matijevi formulae for light scattering by co-axial double cylinders are used to calculate the extinction properties of hollow organic grains. A size distribution of such particles together with iron whiskers of radii 0.01 m, silica spheres of radius 0.03 m and free aromatic molecular clusters comprised of 50–100 atoms yield excellent agreement with data on the extinction of starlight. The mass ratios of silica to organics and of iron to organics are in good accord with cosmic abundance constraints.     

Declination variations for zenith stars

The variations of the declinations of 36 Belgrade zenith stars from BZS1₇₀ Catalogue published in Astronomy and Astrophysics,177, 313–316 (1987) are examined by spectral analysis. The prospect is to evaluate multiples of the Chandler period of which the most prominent for all stars is the double one.     

Cosmological implications of BL Lac objects

It has become clear in recent years that relativistic beaming is a good explanation for the BL Lac phenomenon. Of studies based on the relativistic beaming model of BL Lac objects, we note that the orientation of jet's axis to the line-of-sight is very small and, therefore, the observed flux emitted from a rapidly moving source is orders of magnitude higher than the flux in its rest-frame:F _obs = ^{3 +} F _intr, where is the bulk relativistic Doppler factor. Then the observed apparent magnitudem _v must be corrected for this effect. For our 39 samples, the corrected apparent magnitudem _v ^corr and logZ have a good correlation.     

Realisation of a celestial system based on VLBI geodynamics programs

The relative orientations of various VLBI celestial reference frames are evaluated on the basis of coordinate differences of common sources. It is shown that an accuracy better than 0.001 can be achieved. Possible regional deformations in the different catalogues are investigated; they are found to reach a few 0.001 in some restricted zones. The application of these studies to the realisation of a combined celestial reference frame consistent with the BIH Terrestrial System is outlined.     

Magnetic reconnection in high-temperature plasma of solar flares

Quasi-steady high-temperature current sheets are an energy source during the main or hot phase of solar flares. Such sheets are shown to be stabilized with respect to the tearing instability by a small transverse component of magnetic field existing in the sheets.     

Diurnal photometric conditions at Teide observatory and long-term solar irradiance variations

Monochromatic extinction coefficients at four wavelengths have been obtained over a period of more than two years at the Observatorio del Teide (Izaña Tenerife) using a full disc, direct sunlight, quadruple photometer devoted to the detection of integral luminosity oscillations of the Sun. The mean extinction coefficients (0.13 at 500 nm) show a seasonal variation of about 15%, the best atmospheric conditions being in winter and autumn. Moreover, in anyone day the extinction coefficient in the afternoon is always lower than the one in the morning by 7%. A one-year period fluctuation, with an amplitude of 0.035 mag, has been identified in the instrumental magnitudes outside the atmosphere, and is interpreted as the variation produced by the different Sun-Earth distance from winter to summer. Finally, the study made to detect periodic time fluctuations in both, Sun's magnitude and extinction coefficients, has given null results at levels of 0.04 and 1.8%, respectively.