Observations of the northern seasonal polar cap on Mars: I. Spring sublimation activity and processes

Spring sublimation of the seasonal CO2 northern polar cap is a dynamic process in the current Mars climate. Phenomena include dark fans of dune material propelled out onto the seasonal ice layer, polygonal cracks in the seasonal ice, sand flow down slipfaces, and outbreaks of gas and sand around the dune margins. These phenomena are concentrated on the north polar erg that encircles the northern residual polar cap. The Mars Reconnaissance Orbiter has been in orbit for three Mars years, allowing us to observe three northern spring seasons. Activity is consistent with and well described by the Kieffer model of basal sublimation of the seasonal layer of ice applied originally in the southern hemisphere. Three typical weak spots have been identified on the dunes for escape of gas sublimed from the bottom of the seasonal ice layer: the crest of the dune, the interface of the dune with the interdune substrate, and through polygonal cracks in the ice. Pressurized gas flows through these vents and carries out material entrained from the dune. Furrows in the dunes channel gas to outbreak points and may be the northern equivalent of southern radially-organized channels ("araneiform" terrain), albeit not permanent. Properties of the seasonal CO2 ice layer are derived from timing of seasonal events such as when final sublimation occurs. Modification of dune morphology shows that landscape evolution is occurring on Mars today, driven by seasonal activity associated with sublimation of the seasonal CO2 polar cap.

Observations of the northern seasonal polar cap on Mars II: HiRISE photometric analysis of evolution of northern polar dunes in spring

We present an overview of our analyses of HiRISE observations of spring evolution of selected dune areas of the north polar erg. The north polar erg is covered annually by seasonal volatile ice layer, a mixture of CO2 and H2O with mineral dust contamination. In spring, this layer sublimes creating visually enigmatic phenomena, e.g. dark and bright fan-shaped deposits, dark–bright–dark bandings, dark down-slope streaks, and seasonal polygonal cracks. Similar phenomena in southern polar areas are believed to be related to the specific process of solid-state greenhouse effect. In the north, it is currently unclear if the solid-state greenhouse effect is able to explain all the observed phenomena especially because the increased influence of H2O on the time scales of this process has not yet been quantified. HiRISE observations of our selected locations show that the ground exhibits a temporal behaviour similar to the one observed in the southern polar areas: a brightening phase starting close to the spring equinox with a subsequent darkening towards summer solstice. The resolution of HiRISE enabled us to study dunes and substrate individually and even distinguish between different developments on windward and slip face sides of single dunes. Differences in the seasonal evolution between steep slip faces and flatter substrate and windward sides of dunes have been identified and compared to CRISM data of CO2 and H2O distributions on dunes. We also observe small scale dark blotches that appear in early observations and tend to sustain a low reflectivity throughout the spring. These blotches can be regarded as the analogue of dark fan deposits in southern polar areas, leading us to the conclusion that both martian polar areas follow similar spring evolutions.

Observations of the northern seasonal polar cap on Mars III: CRISM/HiRISE observations of spring sublimation

We analyze a series of targeted CRISM and HiRISE observations of seven regions of interest at high latitudes in the Northern polar regions of Mars. These data allow us to investigate the temporal evolution of the composition of the seasonal ice cap during spring, with a special emphasis on peculiar phenomena occurring in the dune fields and in the vicinity of the scarps of the North Polar Layered Deposits (NPLDs). The strength of the spectral signature of CO2 ice continuously decreases during spring whereas the one of H2O ice first shows a strong increase until Ls = 50°. This evolution is consistent with a scenario previously established from analysis of OMEGA data, in which a thin layer of pure H2O ice progressively develops at the surface of the volatile layer. During early spring (Ls < 10°), widespread jet activity is observed by HiRISE while strong spectral signatures of CO2 ice are detected by CRISM. Later, around Ls = 20-40°, activity concentrates at the dune fields where CRISM also detects a spectral enrichment in CO2 ice, consistent with "Kieffer's model" (Kieffer, H.H. [2007]. J. Geophys. Res. 112, E08005. doi:10.1029/2006JE002816) for jet activity. Effects of wind are prominent across the dune fields and seem to strongly influence the sublimation of the volatile layer. Strong winds blowing down the scarps could also be responsible for the significant spatial and temporal variability of the surface ice composition observed close to the NPLD.

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

CAP Reform vs WTO: Crop Diversification or Crop Rotation? : Legal opinion prepared by Dr. Christian Häberli at the request of APRODEV, the Association of World Council of Churches related Development Organisations in Europe

The European Commission’s proposals for the Legislative Framework of the Common Agricultural Policy (CAP) in the period 2014-2020 include, inter alia, the introduction of a “strong greening component”. For the first time, all EU farmers in receipt of support are to “go beyond the requirements of cross compliance and deliver environmental and climate benefits as part of their everyday activities crop diversification as a contribution to all EU farmers in receipt of support go beyond the requirements of cross compliance and deliver environmental and climate benefits as part of their everyday activities.” In a legal opinion prepared at the request of APRODEV, the Association of World Council of Churches related Development Organisations in Europe (www.aprodev.eu), Christian Häberli examines the WTO implications of this proposal, as compared with an alternative proposal to rather link direct payments to crop rotation. The conclusions are twofold: 1. Crop rotation is at least as likely to be found Green Box-compatible as crop diversification. Moreover, it will be more difficult to argue that crop diversification is “not more than minimally production-distorting” because it entails for most farmers less cost and work. 2. Even if (either of the two cropping schemes) were to be found “amber”, the EU would not have to relinquish this conditionality. This is because the direct payments involved would in all likelihood not, together with the other price support instruments, exceed the amount available under the presently scheduled maximum.

Bioresorbable vascular scaffold treatment induces the formation of neointimal cap that seals the underlying plaque without compromising the luminal dimensions: a concept based on serial optical coherence tomography data.

Aims: To evaluate the implications of an Absorb bioresorbable vascular scaffold (Absorb BVS) on the morphology of the superficial plaques. Methods and results: Forty-six patients who underwent Absorb BVS implantation and 20 patients implanted with bare metal stents (BMS) who had serial optical coherence tomographic examination at baseline and follow-up were included in this analysis. The thin-capped fibroatheromas (TCFA) were identified in the device implantation regions and in the adjacent native coronary segments. Within all regions, circumferential locations of TCFA and calcific tissues were identified, and the neointimal thickness was measured at follow-up. At six to 12-month follow-up, only 8% of the TCFA detected at baseline were still present in the Absorb BVS and 27% in the BMS implantation segment (p=0.231). Sixty percent of the TCFA in native segments did not change their phenotype at follow-up. At short-term follow-up, significant reduction in the lumen area of the BMS was noted, which was higher compared to that reported in the Absorb BVS group (-2.11±1.97 mm2 vs. -1.34±0.99 mm2, p=0.026). In Absorb BVS, neointima tissue continued to develop at midterm follow-up (2.17±0.48 mm2 vs. 1.38±0.52 mm2, p<0.0001) and covered the underlying tissues without compromising the luminal dimensions (5.93±1.49 mm2 vs. 6.14±1.49 mm2, p=0.571) as it was accommodated by the expanded scaffold (8.28±1.74 mm2 vs. 7.67±1.28 mm2, p<0.0001). Conclusions: Neointimal tissue develops following either Absorb BVS or BMS implantation and shields lipid tissues. The neointimal response in the BMS causes a higher reduction of luminal dimensions compared to the Absorb BVS. Thus, Absorb BVS may have a value in the invasive re-capping of high-risk plaques.

Virus-like particle-mediated intracellular delivery of mRNA cap analog with in vivo activity against hepatocellular carcinoma.

UNLABELLED Adenovirus dodecahedron (Dd), a nanoparticulate proteinaceous biodegradable virus-like particle (VLP), was used as a vector for delivery of an oncogene inhibitor to hepatocellular carcinoma (HCC) rat orthotopic model. Initiation factor eIF4E is an oncogene with elevated expression in human cancers. Cell-impermeant eIF4E inhibitor, cap structure analog (cap) and anti-cancer antibiotic doxorubicin (Dox) were delivered as Dd conjugates. Dd-cap and Dd-dox inhibited cancer cell culture proliferation up to 50 and 84%, respectively, while with free Dox similar results could be obtained only at a 5 times higher concentration. In animal HCC model the combination treatment of Dd-cap/Dd-dox caused 40% inhibition of tumor growth. Importantly, the level of two pro-oncogenes, eIF4E and c-myc, was significantly diminished in tumor sections of treated rats. Attachment to Dd, a virus-like particle, permitted the first demonstration of cap analog intracellular delivery and resulted in improved doxorubicin delivery leading to statistically significant inhibition of HCC tumor growth. FROM THE CLINICAL EDITOR Adenovirus dodecahedron, a nanoparticulate proteinaceous biodegradable virus-like particle was used in this study as a vector for the concomitant delivery of cap structure analog and doxorubicine to hepatocellular carcinoma in a rat model, resulting in significant inhibition of tumor growth.

Minor inheritance inhibits the calibration of the 10Be production rate from the AD 1717 Val Ferret rock avalanche, European Alps

To calibrate the in situ 10Be production rate, we collected surface samples from nine large granitic boulders within the deposits of a rock avalanche that occurred in AD 1717 in the upper Ferret Valley, Mont Blanc Massif, Italy. The 10Be concentrations were extremely low and successfully measured within 10% analytical uncertainty or less. The concentrations vary from 4829 ± 448 to 5917 ± 476 at g−1. Using the historical age exposure time, we calculated the local and sea level-high latitude (i.e. ≥60°) cosmogenic 10Be spallogenic production rates. Depending on the scaling schemes, these vary between 4.60 ± 0.38 and 5.26 ± 0.43 at g−1 a−1. Although they correlate well with global values, our production rates are clearly higher than those from more recent calibration sites. We conclude that our 10Be production rate is a mean and an upper bound for production rates in the Massif region over the past 300 years. This rate is probably influenced by inheritance and will yield inaccurate (e.g. too young) exposure ages when applied to surface-exposure studies in the area. Other independently dated rock-avalanche deposits in the region that are approximately 103 years old could be considered as possible calibration sites.