Sedimentology, structure and age estimate of five continental slope submarine landslides, eastern Australia

Sedimentological and accelerator mass spectrometry (AMS) 14C data provide estimates of the structure and age of five submarine landslides (∼0.4–3 km3) present on eastern Australia's continental slope between Noosa Heads and Yamba. Dating of the post-slide conformably deposited sediment indicates sediment accumulation rates between 0.017 m ka–1 and 0.2 m ka–1, which is consistent with previous estimates reported for this area. Boundary surfaces were identified in five continental slope cores at depths of 0.8 to 2.2 m below the present-day seafloor. Boundary surfaces present as a sharp colour-change across the surface, discernible but small increases in sediment stiffness, a slight increase in sediment bulk density of 0.1 g cm–3, and distinct gaps in AMS 14C ages of at least 25 ka. Boundary surfaces are interpreted to represent a slide plane detachment surface but are not necessarily the only ones or even the major ones. Sub-bottom profiler records indicate that: (1) the youngest identifiable sediment reflectors upslope from three submarine landslides terminate on and are truncated by slide rupture surfaces; (2) there is no obvious evidence for a post-slide sediment layer draped over, or burying, slide ruptures or exposed slide detachment surfaces; and (3) the boundary surfaces identified within the cores are unlikely to be near-surface slide surfaces within an overall larger en masse dislocation. These findings suggest that these submarine landslides are geologically recent (<25 ka), and that the boundary surfaces are either: (a) an erosional features that developed after the landslide, in which case the boundary surface age provides a minimum age for the landslide; or (b) detachment surfaces from which slabs of near-surface sediment were removed during landsliding, in which case the age of the sediment above the boundary surface indicates the approximate age of landsliding. While an earthquake-triggering mechanism is favoured for the initiation of submarine landslides on the eastern Australian margin, further evidence is required to confirm this interpretation.

Satellite tracking derived insights into migration and foraging strategies of male loggerhead turtles in the eastern Atlantic

[EN] In recent years, information about the movements and timing of migration by male sea turtles has begun to be unraveled. Here, we present the first satellite tracking of male loggerhead sea turtles (Caretta caretta) in the eastern Atlantic. Satellite linked transmitters were attached to five adult males, captured in the near shore waters off Boavista, Republic of Cape Verde. This archipelago hosts the single most important breeding site of loggerhead turtles in the eastern Atlantic.

GPS inferred velocity and strain rate fields in eastern Canada

La vallée du fleuve Saint-Laurent, dans l’est du Canada, est l’une des régions sismiques les plus actives dans l’est de l’Amérique du Nord et est caractérisée par de nombreux tremblements de terre intraplaques. Après la rotation rigide de la plaque tectonique, l’ajustement isostatique glaciaire est de loin la plus grande source de signal géophysique dans l’est du Canada. Les déformations et les vitesses de déformation de la croûte terrestre de cette région ont été étudiées en utilisant plus de 14 ans d’observations (9 ans en moyenne) de 112 stations GPS fonctionnant en continu. Le champ de vitesse a été obtenu à partir de séries temporelles de coordonnées GPS quotidiennes nettoyées en appliquant un modèle combiné utilisant une pondération par moindres carrés. Les vitesses ont été estimées avec des modèles de bruit qui incluent les corrélations temporelles des séries temporelles des coordonnées tridimensionnelles. Le champ de vitesse horizontale montre la rotation antihoraire de la plaque nord-américaine avec une vitesse moyenne de 16,8±0,7 mm/an dans un modèle sans rotation nette (no-net-rotation) par rapport à l’ITRF2008. Le champ de vitesse verticale confirme un soulèvement dû à l’ajustement isostatique glaciaire partout dans l’est du Canada avec un taux maximal de 13,7±1,2 mm/an et un affaissement vers le sud, principalement au nord des États-Unis, avec un taux typique de −1 à −2 mm/an et un taux minimum de −2,7±1,4 mm/an. Le comportement du bruit des séries temporelles des coordonnées GPS tridimensionnelles a été analysé en utilisant une analyse spectrale et la méthode du maximum de vraisemblance pour tester cinq modèles de bruit: loi de puissance; bruit blanc; bruit blanc et bruit de scintillation; bruit blanc et marche aléatoire; bruit blanc, bruit de scintillation et marche aléatoire. Les résultats montrent que la combinaison bruit blanc et bruit de scintillation est le meilleur modèle pour décrire la partie stochastique des séries temporelles. Les amplitudes de tous les modèles de bruit sont plus faibles dans la direction nord et plus grandes dans la direction verticale. Les amplitudes du bruit blanc sont à peu près égales à travers la zone d’étude et sont donc surpassées, dans toutes les directions, par le bruit de scintillation et de marche aléatoire. Le modèle de bruit de scintillation augmente l’incertitude des vitesses estimées par un facteur de 5 à 38 par rapport au modèle de bruit blanc. Les vitesses estimées de tous les modèles de bruit sont statistiquement cohérentes. Les paramètres estimés du pôle eulérien de rotation pour cette région sont légèrement, mais significativement, différents de la rotation globale de la plaque nord-américaine. Cette différence reflète potentiellement les contraintes locales dans cette région sismique et les contraintes causées par la différence des vitesses intraplaques entre les deux rives du fleuve Saint-Laurent. La déformation de la croûte terrestre de la région a été étudiée en utilisant la méthode de collocation par moindres carrés. Les vitesses horizontales interpolées montrent un mouvement cohérent spatialement: soit un mouvement radial vers l’extérieur pour les centres de soulèvement maximal au nord et un mouvement radial vers l’intérieur pour les centres d’affaissement maximal au sud, avec une vitesse typique de 1 à 1,6±0,4 mm/an. Cependant, ce modèle devient plus complexe près des marges des anciennes zones glaciaires. Basées selon leurs directions, les vitesses horizontales intraplaques peuvent être divisées en trois zones distinctes. Cela confirme les conclusions d’autres chercheurs sur l’existence de trois dômes de glace dans la région d’étude avant le dernier maximum glaciaire. Une corrélation spatiale est observée entre les zones de vitesses horizontales intraplaques de magnitude plus élevée et les zones sismiques le long du fleuve Saint-Laurent. Les vitesses verticales ont ensuite été interpolées pour modéliser la déformation verticale. Le modèle montre un taux de soulèvement maximal de 15,6 mm/an au sud-est de la baie d’Hudson et un taux d’affaissement typique de 1 à 2 mm/an au sud, principalement dans le nord des États-Unis. Le long du fleuve Saint-Laurent, les mouvements horizontaux et verticaux sont cohérents spatialement. Il y a un déplacement vers le sud-est d’une magnitude d’environ 1,3 mm/an et un soulèvement moyen de 3,1 mm/an par rapport à la plaque l’Amérique du Nord. Le taux de déformation verticale est d’environ 2,4 fois plus grand que le taux de déformation horizontale intraplaque. Les résultats de l’analyse de déformation montrent l’état actuel de déformation dans l’est du Canada sous la forme d’une expansion dans la partie nord (la zone se soulève) et d’une compression dans la partie sud (la zone s’affaisse). Les taux de rotation sont en moyenne de 0,011°/Ma. Nous avons observé une compression NNO-SSE avec un taux de 3.6 à 8.1 nstrain/an dans la zone sismique du Bas-Saint-Laurent. Dans la zone sismique de Charlevoix, une expansion avec un taux de 3,0 à 7,1 nstrain/an est orientée ENE-OSO. Dans la zone sismique de l’Ouest du Québec, la déformation a un mécanisme de cisaillement avec un taux de compression de 1,0 à 5,1 nstrain/an et un taux d’expansion de 1.6 à 4.1 nstrain/an. Ces mesures sont conformes, au premier ordre, avec les modèles d’ajustement isostatique glaciaire et avec la contrainte de compression horizontale maximale du projet World Stress Map, obtenue à partir de la théorie des mécanismes focaux (focal mechanism method).

The impact of tides and waves on near-surface suspended sediment concentrations in the English Channel

Numerous ecological problems of continental shelf ecosystems require a refined knowledge of the evolution of suspended sediment concentrations (SSC). The present investigation focuses on the spatial and temporal variabilities of near-surface SSC in coastal waters of the English Channel (western Europe) by exploiting numerical predictions from the Regional Ocean Modeling System ROMS. Extending previous investigations of ROMS performances in the Channel, this analysis refines, with increased spatial and temporal resolutions, the characterization of near-surface SSC patterns revealing areas where concentrations are highly correlated with evolutions of tides and waves. Significant tidal modulations of near-surface concentrations are thus found in the eastern English Channel and the French Dover Strait while a pronounced influence of waves is exhibited in the Channel Islands Gulf. Coastal waters present furthermore strong SSC temporal variations, particularly noticeable during storm events of autumn and winter, with maximum near-surface concentrations exceeding 40 mg l−1 and increase by a factor from 10 to 18 in comparison with time-averaged concentrations. This temporal variability strongly depends on the granulometric distribution of suspended sediments characterized by local bi-modal contributions of silts and sands off coastal irregularities of the Isle of Wight, the Cotentin Peninsula and the southern Dover Strait.

THE EFFECT OF EASTERN KENTUCKY COAL FIRES ON LOCAL AIR QUALITY AND PERSONAL HEALTH

The purpose of this project was to investigate student learning in the areas of earth science and environmental responsibility using the subject of coal fires. Eastern Kentucky, where this study was performed, has several coal fires burning that affect the local air quality and may also affect the health of people living near them. This study was conducted during the regular education of 9th grade Earth Science classroom in Russell Independent Schools, located in Russell, Kentucky. Students conducted internet research, read current articles on the subject of coal fire emissions and effect on local ecology, and demonstrated what they learned through summative assessments. There were several aspects of coalmines and coal fires that students studied. Students were able to take this knowledge and information and use it as a learning tool to gain a better understanding of their own environment. Using the local history and geology of coalmines, along with the long tradition of mine production, was a very beneficial starting point, allowing students to learn about environmental impact, stewardship of their local environment, and methods of preserving and protecting the ecosystem.

North-eastern Morocco: a high geothermal prospect.

New temperature data obtained in 2007 in a hydrogeological borehole (1100 m deep) near Berkane have revealed an average geothermal gradient of about 126°C/km at depths greater than 300 m. This result confirms the average geothermal gradient estimated in a mining borehole located about 30km west of the Berkane borehole, in which water with temperatures as high as 96°C was reached at a depth of about 700 m. The new geothermal gradient, exceeding by far the ones already determined for this Moroccan area allows thinking about the possibility of programs for using high temperature waters in north-eastern Morocco.

Near-infrared spectroscopic study of basic aluminum sulfate and nitrate

The tridecameric Al-polymer [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+ was prepared by forced hydrolysis of Al3+ up to an OH/Al molar ratio of 2.2. Under slow evaporation crystals were formed of Al13-nitrate. Upon addition of sulfate the tridecamer crystallised as the monoclinic Al13-sulfate. These crystals have been studied using near-infrared spectroscopy and compared to Al2(SO4)3.16H2O. Although the near-infrared spectra of the Al13-sulfate and nitrate are very similar indicating similar crystal structures, there are minor differences related to the strength with which the crystal water molecules are bonded to the salt groups. The interaction between crystal water and nitrate is stronger than with the sulfate as reflected by the shift of the crystal water band positions from 6213, 4874 and 4553 cm–1 for the Al13 sulfate towards 5925, 4848 and 4532 cm–1 for the nitrate. A reversed shift from 5079 and 5037 cm–1 for the sulfate towards 5238 and 5040 cm–1 for the nitrate for the water molecules in the Al13 indicate that the nitrate-Al13 bond is weakened due to the influence of the crystal water on the nitrate. The Al-OH bond in the Al13 complex is not influenced by changing the salt group due to the shielding by the water molecules of the Al13 complex.