Biogeochemistry of the Madeira river basin

A biogeochemical characterization of the Madeira river basin has been made to evaluate the local and global effects of possible alterations in the ecosystem caused by recent intensive occupation in Rondonia state. During the period April 1983—January 1986, sampling was made both by land and river along the tributaries and main channel of the Madeira river. The parameters analysed lead to a detailed study of the physicochemical quality of the waters of the basin and their relationship with the local geology, associated with the transport of solid material and the hydrological behavior of the ecosystem.Penman's method adapted to tropical rainforest conditions was used to evaluate the potential evapotranspiration for the basin. Estimated potential evapotranspiration was 1420 mm/y, 77% due to the energy balance. Real evapotranspiration was 94% of the estimated potential and the main residence time of the rain water in the basin was 2 months. The isotopic behavior of Hydrogen and Oxygen in the river waters of the region was typical of great rivers, the values being more positive during the dry season and more negative during the rainy season. An isotopic gradient of ¹⁸O 0.038 ()/100 km, was established from Porto Velho station to the estuary, which was considered low when compared with the value of 0.063 ()/100 km, obtained for the Amazon river.In general, the waters of the tributaries were poor in dissolved ion species when compared with the main channel of the Madeira river. Seasonal variation in the transport of suspended sediment kept the same pattern, greater transport being observed on rising water than during high water. A transport of 2.85 million tons per day was observed in the Madeira river near the mouth.     

Dispersion of surface plumes in the Southern North Sea

Summary Continuous releases of fluorescent dye were made in the southern North Sea and the power law dependence of the plume width, represented by _y , against the diffusion time determined. The spreading was non-Fickian and could be represented in the form _y ² =B ² t whereB was a diffusion velocity of magnitude 1.4×10^–2 m/s. Such spreading was reproduced in both particle tracking and finite difference plume models by allowing the horizontal diffusivity,K _H, to depend linearly on diffusion time. The weakness of this method is that it is not clear how the diffusion parameters can be extrapolated to weather conditions that are different to those prevailing at the time of the experiments. However, comparable spreading rates were obtained by combining a Fickian diffusion model with an advective field that represented the near-surface current shears due to wind and waves. The resulting shear diffusion effect produced realistic simulation of the observed dispersion rates. An advantage of this approach is that it enables predictions to be made over a range of weather conditions provided that the wind and wave shears can be accurately parameterized.

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Ausbreitung von Tracerwolken an der Oberfläche in der südlichen Nordsee

Zusammenfassung Fluoreszierender Farbstoff wurde in der südlichen Nordsee kontinuierlich freigesetzt und die Breite der Wolke, repräsentiert durch _y , in Abhägigkeit von der Ausbreitungszeit bestimmt. Die Ausbreitung folgte nicht dem Fickschen Ansatz und konnte in der Form _y ² =B ² t dargestellt werden, wobeiB eine Ausbreitungsgeschwindigkeit von der Größenordnung 1.4×10^–2 m/s darstellt. Eine derartige Ausbreitung wurde sowohl mit Modellen des Partikel-Tracking als auch mit Modellen der finiten Differenzen reproduziert, wobei die horizontale AusbreitungsgrößeK _H linear von der Diffusionszeit abhängig war. Die Schwäche dieser Methode ist, daß es nicht klar ist, wie die Diffusions-Parameter für andere Wetterbedingungen als zur Zeit des Experiments zu extrapolieren wären. Vergleichbare Ausbreitungsverhältnisse werden durch die Kombination eines Fickschen Diffusionsmodells mit einem advektiven Feld erreicht, welches die oberflächennahen durch Wind und Wellen verursachten Stromscherungen berücksichtigt. Der so resultierende Scher-Diffusions-Effekt erbrachte ein realistische Simulation der beobachteten Ausbreitung. Ein Vorteil dieses Vorgehens ist, daß es Vorhersagen über einen Bereich von Wetterbedingungen ermöglicht, vorausgesetzt, daß die durch Wind und Wellen verurschte Scherung zutreffend parameterisiert werden kann.

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La dispersion de la panache de surface dans la partie sud de la Mer du Nord

Résumé A partir de déversements continus de produits fluorescents effectués dans la partie sud de la Mer du Nord, on a pu déterminer l'expression de la largeur du panache _y , par son carré en fonction du temps de diffusion. La dispersion n'était pas du type Fickian et était représentée sous la forme _y ² =B ² t aB était une vitesse de diffusion de grandeur égale 1.4×10^–2 m/s. Une telle dispersion peut être reproduite par une modélisation du panache à la fois par suivi de particules et aux différences finies en admettant que le coefficient de diffusion horizontaleK _H dépendait linéairement du temps. L'inconvénient de cette méthode est qu'il n'est pas facile de savoir comment les paramètres de diffusion peuvent être extrapolés à des conditions météorologiques différentes de celles prévalant au moment des expériences. Quoi qu'il en soit, des taux de dispersion comparables ont été obtenus en combinant un modèle de diffusion Fickian avec un champ d'advection qui représentait les cisaillements de courant de surface dus au vent et aux vagues. L'effet de diffusion du cisaillement résultant produisit une simulation réaliste des taux de dispersion observés. Un avantage de cette approche est de rendre possible des prédictions réalisées à travers un éventail de conditions météorologiques à condition que les cisaillements liés au vent et aux vagues puissent être paramétrisés avec précision.

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Cyclic organochlorines in North Sea sediments,relation with size and organic matter

Summary The geographical distribution of organic matter and particles <20 m in North Sea sediments as well as the correlation between organic content, <20 m fraction and PCB (as the sum of content of 24 individual components), p, p-DDE, HCB, -HCH and Lindane (-HCH) is reported. High amounts of organic matter and fine particles have been found in Fladen Ground, Kattegat/Skagerrak/Norwegian Channel, and the inner German Bight. Organic matter settling in the Kattegat/Skagerrak/Norwegian Channel is probably degraded by benthic organisms, including mineralization by bacteria. The smelter in south Norway and the rivers Ems and Elbe are point sources for HCB, the mud-area south-east of Helgoland is a point source for HCB and PCBs. No point source, however, was found for p,p-DDE. Sediment content of PCB, p,p-DDE and HCB show a good correlation to the amount of organic matter and to the <20 m fraction. -HCH and Lindane are only poorly adsorbed onto sediments.

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Zyklische organische Chlorverbindungen in Nordseesedimenten: Verteilung von organischer Substanz und feinpartikulärem Material

Zusammenfassung Es wird über die Verteilung von organischer Substanz und feinpartikulärem Material <20 m in Nordseesedimenten sowie über die Korrelation der Sedimentparameter mit den Konzentrationen von polychlorierten Biphenylen (24 Einzelisomere), p,p-DDE, HCB, -HCH und Lindan (-HCH) berichtet. Hohe Gehalte an organischer Substanz und der <20 m Fraktion wurden im Fladengrund, Kattegat/ Skagerrak/Norwegische Rinne sowie in der inneren Deutschen Bucht gefunden. Die Ergebnisse legen den Schluß nahe, daß ein Großteil des sedimentierten organischen Materials vor der norwegischen Küste von Benthosorganismen und Bakterien verstoffwechselt wird. Durch die mit Søderbergelektroden arbeitenden Metallschmelzen Südnorwegens sowie durch die Flüsse Elbe und Ems werden die Sedimente punktuell mit HCB belastet. Das Schlammgebiet südöstlich von Helgoland tritt als Emittent für PCBs in Erscheinung. Für p,p-DDE konnte keine Punktquelle nachgewiesen werden. Im Gegensatz zu -HCH und Lindan korrelieren die Sedimentkonzentrationen an PCBs, HCB und p,p-DDE gut mit den Gehalten an organischer Substanz bzw. feinpartikulärem Material.

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Les Organochlorines cycliques dans les Sédiments de la Mer du Nord, relation avec la taille et les matières organiques

Résumé La distribution géographique de matière organique et des particules de taille inférieure à 20 m dans les sédiments de la Mer du Nord ainsi que la corrélation entre le contenu organique, (la fraction <20 m) et PCB (somme des contenus de 24 composants individuels), p, p-DDE, HCB, -HCH et Lindane (-HCH) est décrite. D'importantes quantités de matières organiques et de particules fines ont été trouvées à Fladen Ground, Kattegat/Skagerrak/Norwegian Channel et dans le baie intérieur allemende. Les composants organiques qui se trouvent dans le Kattegat/ Skagerrak/Norwegian Channel sont probablement soumis à la dégradation par des organismes (benthic), et aussi à une minéralisation par bactéries. Les usines de métallurgie du Sud de la Norvège et la rivière l'Ems et l'Elbe sont des points sources pour HCB, les zones de boue au Sud Est de Helgoland sont des points sources pour HCB et PCB. Aucun point source ne fût trouvé cependant pour p, p-DDE. Le contenu en sédiment de PCB, p, p-DDE et HCB montre une bonne corrélation avec la quantité de matière organique et la fraction <20 m. -HCH et Lindane ne sont que peu absorbés dans les sédiments.

     

A ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowth from Spittal a.d. Drau,Carinthia, Austria

Summary Intimate intergrowths of ferrotantalite and ferrotapiolite occur in a pegmatite in Spittal a.d. Drau, Carinthia. They are associated with muscovite, albite, smoky quartz, cassiterite, and microscopic uranmicrolite, zircon and uraninite. An assemblage of secondary uranium minerals is also present, generated by extensive alteration and leaching of the uranmicrolite and zircon. Textures of the ferrotantalite-ferrotapiolite intergrowths suggest considerable recrystallization that obliterated most of their primary features; neither coprecipitation nor exsolution can be recognized with certainty. Despite intersecting tielines indicating disequilibrium, the ferrotantalite and ferrotapiolite compositions show very restricted ranges (Mn/(Mn + Fe) 0.08–0.11, Ta/(Ta + Nb) 0.53–0.57 for ferrotantalite, and 0.01–0.04, 0.84–0.89 for ferrotapiolite, respectively), particularly in comparison with compositions from other localities featuring primary textures. A degree of compositional equilibration could have been attained during recrystallization. This process may also explain the high level of structural order characterizing both minerals; they are considerably disordered in other localities. Extensive deformation typical of pegmatites in the southern Ostalpen in general, and specifically of the Spittal pegmatite, is probably responsible for the recrystallization phenomena in the Ta, Nb, Sn-bearing mineral assemblage.

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Eine Ferrotantalit-Ferrotapiolit Verwachsung von Spittal a.d. Drau, Kärnten, österreich

Zusammenfassung In einem Pegmatit von Spittal a.d. Drau, Kärnten, treten enge Verwachsungen von Ferrotantalit und Ferrotapiolit auf. Diese werden von Muskovit, Albit, Rauchquarz, Zinnstein sowie-in mikroskopischem Masstab-von Uranmikrolith und Zirkon begleitet. Die Textur der Verwachsungen lässt Rekristallisation erheblichen Ausmasses erkennen, die die primären Merkmale weitgehend auslöscht. Weder eine gemeinsame Auskristallisation der beiden Mineralphasen noch eine Bildung durch Entmischung kann mit Sicherheit erkannt werden. Trotz einander kreuzender Verbindungslinien, die einen Hinweis auf Ungleichgewicht darstellen, zeigen die Zusammensetzungen des Ferrotantalits und des Ferrotapiolits lediglich geringe Schwankungsbreiten: Mn/(Mn + Fe) 0,08–0,11, Ta/(Ta + Nb) 0,53–0,57 für den Ferrotantalit beziehungsweise 0,01–0,04 und 0,84–0,89 für den Ferrotapiolit. Dies gilt insbesondere für den Vergleich mit Zusammensetzungen solcher Mineralphasen mit jenen von Fundarten, die primäre Verwachsungstrukturen aufweisen. Bis zu einem gewissen Ausmass ist diese homogene Zusammensetzung möglicherweise auf die Rekristallisation zurück zuführen. Diese Rekristallisation könnte auch den hohen strukturellen Ordnungsgrad der beiden Mineralphasen erklären. An anderen Fundorten zeigen diese Minerale strukturell merklich geringeren Ordnungsgrad. Intensive metamorphe überprägung, wie sie für die Pegmatite in den südlichen Ostalpen und insbesondere für jenen von Spittal typisch sind, kann wahrscheinlich als Ursache der Rekristallisationsphänomene der Ta-Nb-Sn Mineralparagenese angenommen werden.

     

Hydrocarbon distribution in coals and in dispersed organic matter of different maceral compositions and maturities

More than 60 samples from 5 coal seams and adjacent siltstones and sandstones were selected from a well through Westphalian B sediments from Northern Germany in order to study bitumen generation and migration. The cores were drilled between 1200 und 1530 metres depth. In this interval, vitrinite reflectance (Rr) is increasing from 0.70 to 0.92%. Results reveal high hydrocarbon generation potentials for all coal samples, but not for adjacent clastic rocks, although maceral compositions of both are quite similar. Yields and compositions of thermal extracts from the coals depend on maceral compositions and rank. However, the bulk of the already generated bitumen has not been removed during natural coalification and is not easily releasable by thermovaporisation. A mass balance based on elemental composition of dull coals indicates that in the rather narrow rank interval (0.70–0.92% Rr) a total mass loss of 20% may have occurred by migration. This is evidenced by a loss of about 20% of the original hydrogen, the rest being stored in the coals.

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Zusammenfassung Um die Entstehung und Migration von Bitumen zu untersuchen wurden in Norddeutschland mehr als 60 Proben aus 5 Kohleflözen und benachbarten Silt- und Sandsteinen aus einer Bohrung durch Westphal B-Sedimente bearbeitet. Die Entnahmetiefe der Bohrkerne liegt zwischen 1200 und 1530 Metern. Innerhalb dieses Intervales steigt die Vitrinit-Reflexion (Rr) von 0,70 auf 0,92%. Für alle Proben aus den Flözen ergeben sich hohe Kohlenwasserstoff-Bildungspotentiale, nicht aber für die benachbarten klastischen Gesteine, obwohl die Mazeral-Zusammensetzungen in beiden ähnlich sind. Die Ausbeute und Zusammensetzung thermaler Extrakte aus den Flözen hängen von Mazeral-Zusammensetzung und Reife ab. Allerdings wurden weder während der Inkohlung größere Mengen des Bitumens abtransportiert, noch ist dieses durch Thermovaporisation leicht freisetzbar. Eine Massenbalanzierung auf der Basis der Elementzusammensetzung ergibt für das relativ schmale Interval von C,70-0,92% Rr ein Massenverlust von 20% durch Migration. Diese Angabe basiert auf einer 20%igen Reduzierung der ursprünglichen Wasserstoffmenge, wobei die restlichen 80% in der Kohle gespeichert bleiben.

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Résumé Dans un forage pratiqué à travers le Westphalien B du nord de l'Allemagne, on a sélectionné plus de 60 échantillons provenant de 5 couches de charbon ainsi que des siltites et grès adjacents, dans le but d'étudier la formation et la migration du bitume. Les carottes proviennent de profondeurs situées entre 1200 et 1530 m. Dans cet intervalle, le pouvoir réflecteur de la vitrinite (Rr) passe de 0,70 à 0,92%. L'étude révèle des potentiels élevés en hydrocarbure pour tous les échantillons de charbon, mais pas pour les roches détritiques voisines, bien que les compositions «macérales» soient analogues dans les deux cas. L'importance et la composition des extrait athermiques des charbons dépendent de la composition «macérale» et du degré d'évolution. Toutefois, la plus grande partie du bitume engendré est restée sur place au cours de la houillification naturelle et elle est difficile à extraire avex la methode de thermovaporisation. Une balance des masses d'éléments indique pour cet intervalle relativement étroit (0,7–0,92% Rr) une perte totale de masse de 20% due à la migration. Ce résultat correspond à une perte d'environ 20% de l'hydrogène originel, les 80% restants étant demeurés dans le charbon.

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60 5 , , . 1200 1530 . /Rr/ 0,7 0,92. , , . , , . , , . , , 20% 0,7 0,92 %. 20%; , 80%, .

     

Quantificational reductionism as a risk in geography and cartography

A reductionistic concept is being pursued in the 125 000 geomorphological mapping of the Federal Republic of Germany. Complex landscape elements with a base length greater than 100 m are broken down into partial elements and re-interpreted in terms of quantificational or abstractly defined, theoretically neutral map symbols. The genetic aspect is expressed by areal colouring. In this way it aims to achieve an interdisciplinary utilization of such information. This reduction has proved to be too drastic insofar as it gives rise to irretrievable loss of information. The claim that use-oriented, ecologically relevant information would be derivable from the GMM-25 has not been substantiated. As ecologically justifiable evaluation must also consider as its most fundamental indicators the quality and distribution of biotopes. These are not even rudimentarily included in the GMM-25. The uncontextualized blending of information units which only make sense in heterogeneous contexts to produce a single map is antithetical to the principle of subject related selection of relevant characteristics and prevents comprehension of the systematic relationships.The underlying concept of the GMM-25, derived from an uncritical incorporation of physico-mathematical total predictability principles, leads to an irreversible renunciation of the necessarily complex constituents of a high geomorphological level of integration.