Aeolian geomorphodynamics in endorheic basins of the Mongolian Gobi Desert

Die vorliegende Arbeit ist im Zuge des DFG Projektes Spätpleistozäne, holozäne und aktuelle Geomorphodynamik in abflusslosen Becken der Mongolischen Gobi´´ entstanden. Das Arbeitsgebiet befindet sich in der südlichen Mongolei im nördlichen Teil der Wüste Gobi. Neben einigen Teilen der Sahara (Heintzenberg, 2009), beispielsweise das Bodélé Becken des nördlichen Tschads (z.B. Washington et al., 2006a; Todd et al., 2006; Warren et al., 2007) wird Zentralasien als ein Hauptliefergebiet für Partikel in die globale Zirkulation der Atmosphäre gesehen (Goudie, 2009). Hauptaugenmerk liegt hierbei besonders auf den abflusslosen Becken und deren Sedimentablagerungen. Die, der Deflation ausgesetzten Flächen der Seebecken, sind hauptsächliche Quelle für Partikel die sich in Form von Staub respektive Sand ausbreiten. Im Hinblick auf geomorphologische Landschaftsentwicklung wurde der Zusammenhang von Beckensedimenten zu Hangdepositionen numerisch simuliert. Ein von Grunert and Lehmkuhl (2004) publiziertes Model, angelehnt an Ideen von Pye (1995) wird damit in Betracht gezogen. Die vorliegenden Untersuchungen modellieren Verbreitungsmechanismen auf regionaler Ebene ausgehend von einer größeren Anzahl an einzelnen punktuellen Standorten. Diese sind repräsentativ für die einzelnen geomorphologischen Systemglieder mit möglicherweise einer Beteiligung am Budget aeolischer Geomorphodynamik. Die Bodenbedeckung durch das charakteristische Steinpflaster der Gobi - Region, sowie unter anderem Korngrößenverteilungen der Oberflächensedimente wurden untersucht. Des Weiteren diente eine zehnjährige Zeitreihe (Jan 1998 bis Dez 2007) meteorologischer Daten als Grundlage zur Analyse der Bedingungen für äolische Geomorphodynamik. Die Daten stammen von 32 staatlichen mongolischen Wetterstationen aus der Region und Teile davon wurden für die Simulationen verwendet. Zusätzlich wurden atmosphärische Messungen zur Untersuchung der atmosphärischen Stabilität und ihrer tageszeitlichen Variabilität mit Mess-Drachenaufstiegen vorgenommen. Die Feldbefunde und auch die Ergebnisse der Laboruntersuchungen sowie der Datensatz meteorologischer Parameter dienten als Eingangsparameter für die Modellierungen. Emissionsraten der einzelnen Standorte und die Partikelverteilung im 3D Windfeld wurden modelliert um die Konvektivität der Beckensedimente und Hangdepositionen zu simulieren. Im Falle hoher mechanischer Turbulenz der bodennahen Luftschicht (mit einhergehender hoher Wind Reibungsgeschwindigkeit), wurde generell eine neutrale Stabilität festgestellt und die Simulationen von Partikelemission sowie deren Ausbreitung und Deposition unter neutraler Stabilitätsbedingung berechnet. Die Berechnung der Partikelemission wurde auf der Grundlage eines sehr vereinfachten missionsmodells in Anlehnung an bestehende Untersuchungen (Laurent et al., 2006; Darmenova et al., 2009; Shao and Dong, 2006; Alfaro, 2008) durchgeführt. Sowohl 3D Windfeldkalkulationen als auch unterschiedliche Ausbreitungsszenarien äolischer Sedimente wurden mit dem kommerziellen Programm LASAT® (Lagrange-Simulation von Aerosol-Transport) realisiert. Diesem liegt ein Langargischer Algorithmus zugrunde, mittels dessen die Verbreitung einzelner Partikel im Windfeld mit statistischer Wahrscheinlichkeit berechnet wird. Über Sedimentationsparameter kann damit ein Ausbreitungsmodell der Beckensedimente in Hinblick auf die Gebirgsfußflächen und -hänge generiert werden. Ein weiterer Teil der Untersuchungen beschäftigt sich mit der geochemischen Zusammensetzung der Oberflächensedimente. Diese Proxy sollte dazu dienen die simulierten Ausbreitungsrichtungen der Partikel aus unterschiedlichen Quellregionen nach zu verfolgen. Im Falle der Mongolischen Gobi zeigte sich eine weitestgehende Homogenität der Minerale und chemischen Elemente in den Sedimenten. Laser Bebohrungen einzelner Sandkörner zeigten nur sehr leichte Unterschiede in Abhängigkeit der Quellregionen. Die Spektren der Minerale und untersuchten Elemente deuten auf graitische Zusammensetzungen hin. Die, im Untersuchungsgebiet weit verbreiteten Alkali-Granite (Jahn et al., 2009) zeigten sich als hauptverantwortlich für die Sedimentproduktion im Untersuchungsgebiet. Neben diesen Mineral- und Elementbestimmungen wurde die Leichtmineralfraktion auf die Charakteristik des Quarzes hin untersucht. Dazu wurden Quarzgehalt, Kristallisation und das Elektronen-Spin-Resonanz Signal des E’1 - Centers in Sauerstoff Fehlstellungen des SiO2 Gitters bestimmt. Die Untersuchungen sind mit dem Methodenvorschlag von Sun et al. (2007) durchgeführt worden und sind prinzipiell gut geeignet um Herkunftsanalysenrndurchzuführen. Eine signifikante Zuordnung der einzelnen Quellgebiete ist jedoch auch in dieser Proxy nicht zu finden gewesen.

Vielkanal-Spinpolarimeter für energie- und winkeldispersive Photoemissionsmessungen

Spinpolarisationsmessungen an freien Elektronen sind seit ihrer ersten Verwirklichung durch Mott anspruchsvoll geblieben. Die relevante Größe eines Spinpolarimeters ist seine Gütefunktion, FoM = S^2*I/I_0, mit der Asymmetriefunktion S und dem Verhältnis aus Streu- und Primärintensität I/I_0. Alle bisherigen Geräte basieren auf einer einkanaligen Streuung (Spin-Bahn- oder Austauschwechselwirkung), die durch FoM = 10^(-4) charakterisiert ist. Moderne Halbkugelanalysatoren ermöglichen hingegen eine effiziente Vielkanaldetektion der spinintegralen Intensität mit mehr als 10^4 simultan erfassten Datenpunkten. Im Vergleich zwischen spinaufgelöster und spinintegraler Elektronenspektroskopie findet man somit einen Effizienzunterschied von 8 Größenordnungen.rnDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung und Untersuchung eines neuartigen Verfahrens zur Effizienzsteigerung in der spinaufgelösten Elektronenspektroskopie unter Ausnutzung von Vielkanaldetektion. Der Spindetektor wurde in eine µ-metallgeschirmte UHV-Kammer integriert und hinter einem konventionellen Halbkugelanalysator angebracht. Durch elektronenoptische Simulationen wurde die Geometrie des elektrostatischen Linsensystems festgelegt. Das Grundkonzept basiert auf der k(senkrecht)-erhaltenden elastischen Streuung des (0,0)-Spekularstrahls an einem W(100)- Streukristall unter einem Einfallswinkel von 45°. Es konnte gezeigt werden, dass etwarn960 Datenpunkte (15 Energie- und 64 Winkelpunkte) in einem Energiebereich vonrnetwa 3 eV simultan auf einen Delayline-Detektor abgebildet werden können. Dies führt zu einer zweidimensionalen Gütefunktion von FoM_2D = 1,7. Verglichen mit konventionellen Spindetektoren ist der neuartige Ansatz somit durch einen Effizienzgewinn von 4 Größenordnungen gekennzeichnet.rnDurch Messungen einer Fe/MgO(100) und O p(1x1)/Fe(100)-Probe konnte die Funktionstüchtigkeit des neuen Spinpolarimeters nachgewiesen werden, indem die aus der Literatur bekannten typischen UPS-Ergebnisse mit stark verkürzter Messzeit reproduziert wurden. Durch die hohe Effizienz ist es möglich, besonders reaktive Oberflächen in kurzer Zeit zu vermessen. Dieser Vorteil wurde bereits für eine erste grundlagenorientierte Anwendung genutzt: Als Test für die Gültigkeit von Bandstrukturrechnungen für die Heusler-Verbindung Co_2MnGa, wobei eine gute Übereinstimmung zwischen Theorie und Experiment gefunden wurde.rnMit dem Vielkanal-Spinfilter wurde die Grundlage zu einem um Größenordnungen verbesserten Messverfahren der Elektronenspin-Polarisation geschaffen und damit der Zugang zu Experimenten eröffnet, die mit den bisherigen einkanaligen Detektoren nicht möglich sind.rn

Optisch detektierte Magnetresonanz an NV-Zentren in Diamant

Die rasante Entwicklung der Computerindustrie durch die stetige Verkleinerung der Transistoren führt immer schneller zum Erreichen der Grenze der Si-Technologie, ab der die Tunnelprozesse in den Transistoren ihre weitere Verkleinerung und Erhöhung ihrer Dichte in den Prozessoren nicht mehr zulassen. Die Zukunft der Computertechnologie liegt in der Verarbeitung der Quanteninformation. Für die Entwicklung von Quantencomputern ist die Detektion und gezielte Manipulation einzelner Spins in Festkörpern von größter Bedeutung. Die Standardmethoden der Spindetektion, wie ESR, erlauben jedoch nur die Detektion von Spinensembles. Die Idee, die das Auslesen von einzelnen Spins ermöglich sollte, besteht darin, die Manipulation getrennt von der Detektion auszuführen.rn Bei dem NV−-Zentrum handelt es sich um eine spezielle Gitterfehlstelle im Diamant, die sich als einen atomaren, optisch auslesbaren Magnetfeldsensor benutzen lässt. Durch die Messung seiner Fluoreszenz sollte es möglich sein die Manipulation anderer, optisch nicht detektierbaren, “Dunkelspins“ in unmittelbarer Nähe des NV-Zentrums mittels der Spin-Spin-Kopplung zu detektieren. Das vorgeschlagene Modell des Quantencomputers basiert auf dem in SWCNT eingeschlossenen N@C60.Die Peapods, wie die Einheiten aus den in Kohlenstoffnanoröhre gepackten Fullerenen mit eingefangenem Stickstoff genannt werden, sollen die Grundlage für die Recheneinheiten eines wahren skalierbaren Quantencomputers bilden. Die in ihnen mit dem Stickstoff-Elektronenspin durchgeführten Rechnungen sollen mit den oberflächennahen NV-Zentren (von Diamantplatten), über denen sie positioniert sein sollen, optisch ausgelesen werden.rnrnDie vorliegende Arbeit hatte das primäre Ziel, die Kopplung der oberflächennahen NV-Einzelzentren an die optisch nicht detektierbaren Spins der Radikal-Moleküle auf der Diamantoberfläche mittels der ODMR-Kopplungsexperimente optisch zu detektieren und damit entscheidende Schritte auf dem Wege der Realisierung eines Quantenregisters zu tun.rn Es wurde ein sich im Entwicklungsstadium befindende ODMR-Setup wieder aufgebaut und seine bisherige Funktionsweise wurde an kommerziellen NV-Zentrum-reichen Nanodiamanten verifiziert. Im nächsten Schritt wurde die Effektivität und Weise der Messung an die Detektion und Manipulation der oberflächennah (< 7 nm Tiefe) implantieren NV-Einzelzenten in Diamantplatten angepasst.Ein sehr großer Teil der Arbeit, der hier nur bedingt beschrieben werden kann, bestand aus derrnAnpassung der existierenden Steuersoftware an die Problematik der praktischen Messung. Anschließend wurde die korrekte Funktion aller implementierten Pulssequenzen und anderer Software-Verbesserungen durch die Messung an oberflächennah implantierten NV-Einzelzentren verifiziert. Auch wurde der Messplatz um die zur Messung der Doppelresonanz notwendigen Komponenten wie einen steuerbaren Elektromagneten und RF-Signalquelle erweitert. Unter der Berücksichtigung der thermischen Stabilität von N@C60 wurde für zukünftige Experimente auch ein optischer Kryostat geplant, gebaut, in das Setup integriert und charakterisiert.rn Die Spin-Spin-Kopplungsexperimente wurden mit dem sauerstoffstabilen Galvinoxyl-Radikalals einem Modell-System für Kopplung durchgeführt. Dabei wurde über die Kopplung mit einem NVZentrum das RF-Spektrum des gekoppelten Radikal-Spins beobachtet. Auch konnte von dem gekoppelten Spin eine Rabi-Nutation aufgenommen werden.rn Es wurden auch weitere Aspekte der Peapod Messung und Oberflächenimplantation betrachtet.Es wurde untersucht, ob sich die NV-Detektion durch die SWCNTs, Peapods oder Fullerene stören lässt. Es zeigte sich, dass die Komponenten des geplanten Quantencomputers, bis auf die C60-Cluster, für eine ODMR-Messanordnung nicht detektierbar sind und die NV-Messung nicht stören werden. Es wurde auch betrachtet, welche Arten von kommerziellen Diamantplatten für die Oberflächenimplantation geeignet sind, für die Kopplungsmessungen geeignete Dichte der implantierten NV-Zentren abgeschätzt und eine Implantation mit abgeschätzter Dichte betrachtet.

Study of and design procedure for dual circularly polarized waveguide slot arrays

For the past sixty years, waveguide slot radiator arrays have played a critical role in microwave radar and communication systems. They feature a well-characterized antenna element capable of direct integration into a low-loss feed structure with highly developed and inexpensive manufacturing processes. Waveguide slot radiators comprise some of the highest performance—in terms of side-lobe-level, efficiency, etc. — antenna arrays ever constructed. A wealth of information is available in the open literature regarding design procedures for linearly polarized waveguide slots. By contrast, despite their presence in some of the earliest published reports, little has been presented to date on array designs for circularly polarized (CP) waveguide slots. Moreover, that which has been presented features a classic traveling wave, efficiency-reducing beam tilt. This work proposes a unique CP waveguide slot architecture which mitigates these problems and a thorough design procedure employing widely available, modern computational tools. The proposed array topology features simultaneous dual-CP operation with grating-lobe-free, broadside radiation, high aperture efficiency, and good return loss. A traditional X-Slot CP element is employed with the inclusion of a slow wave structure passive phase shifter to ensure broadside radiation without the need for performance-limiting dielectric loading. It is anticipated this technology will be advantageous for upcoming polarimetric radar and Ka-band SatCom systems. The presented design methodology represents a philosophical shift away from traditional waveguide slot radiator design practices. Rather than providing design curves and/or analytical expressions for equivalent circuit models, simple first-order design rules – generated via parametric studies — are presented with the understanding that device optimization and design will be carried out computationally. A unit-cell, S-parameter based approach provides a sufficient reduction of complexity to permit efficient, accurate device design with attention to realistic, application-specific mechanical tolerances. A transparent, start-to-finish example of the design procedure for a linear sub-array at X-Band is presented. Both unit cell and array performance is calculated via finite element method simulations. Results are confirmed via good agreement with finite difference, time domain calculations. Array performance exhibiting grating-lobe-free, broadside-scanned, dual-CP radiation with better than 20 dB return loss and over 75% aperture efficiency is presented.

Sediment core fossils in ancient Lake Ohrid: testing for faunal change since the Last Interglacial

Ancient Lake Ohrid is probably of early Pleistocene or Pliocene origin and amongst the few lakes in the world harbouring an outstanding degree of endemic biodiversity. Although there is a long history of evolutionary research in Lake Ohrid, particularly on molluscs, a mollusc fossil record has been missing up to date. For the first time, gastropod and bivalve fossils are reported from the basal, calcareous part of a 2.6 m long sediment succession (core Co1200) from the north-eastern part of Lake Ohrid. Electron spin resonance (ESR) dating of mollusc shells from the same stratigraphic level yielded an age of 130 ± 28 ka. Lithofacies III sediments, i.e. a stratigraphic subdivision comprising the basal succession of core Co1200 between 181.5–263 cm, appeared solid, greyish-white, and consisted almost entirely of silt-sized endogenic calcite (CaCO3>70%) and intact and broken mollusc shells. Here we compare the faunal composition of the thanatocoenosis with recent mollusc associations in Lake Ohrid. A total of 13 mollusc species (9 gastropod and 4 bivalve species) could be identified within Lithofacies III sediments. The value of sediment core fossils for reconstructing palaeoenvironmental settings was evaluated and the agreement between sediment and palaeontological proxies was tested. The study also aims at investigating major faunal changes since the Last Interglacial and searching for signs of extinction events. The combined findings of the ecological study and the sediment characteristics suggest deposition in a shallow water environment during the Last Interglacial. The fossil fauna exclusively included species also found in the present fauna, i.e. no extinction events are evident for this site since the Last Interglacial. The thanatocoenosis showed the highest similarity with recent Intermediate Layer (5–25 m water depth) mollusc assemblages. The demonstrated existence of a mollusc fossil record in Lake Ohrid sediment cores also has great significance for future deep drilling projects. It can be hoped that a more far reaching mollusc fossil record will then be obtained, enabling insight into the early evolutionary history of Lake Ohrid.

Th and U isotopes, dose rates and ages of marine shells and sediment of core GIK14350, north Germany

The ESR dating method was applied to marine shells taken from a sediment core from Dagebüll, Schleswig-Holstein. Four samples from two different depths of the core (17.5 m and 25-26 m), separated by a 2.76 meter thick clay layer (Turritella Clay), yielded identical ages within the limits of error. They indicated an assignment to the oxygen isotope stage 5, thus confirming the stratigraphic age. In addition, the ESR-ages confirm the interpretation of Lomitschka et al. (1997, doi:10.2312/meyniana.1997.49.85), that the Th/U-ages of shells below the clay layer are reliable, whereas shells located above the clay layer, which were strongly influenced by percolating groundwaters of an open system, yielded falsified Th/U-ages.

Determination of sulfite and manganese in sediments from the K/T boundary

The solid-state-physics technique of electron spin resonance (ESR) has been employed in an exploratory study of marine limestones and impact-related deposits from Cretaceous-Tertiary (KT) boundary sites including Spain (Sopelana and Caravaca), New Jersey (Bass River), the U.S. Atlantic continental margin (Blake Nose, ODP Leg 171B/1049/A), and several locations in Belize and southern Mexico within -600 km of the Chicxulub crater. The ESR spectra of SO3(1-) (a radiation-induced point defect involving a sulfite ion substitutional for CO3(2-) which has trapped a positive charge) and Mn(2+) in calcite were singled out for analysis because they are unambiguously interpretable and relatively easy to record. ESR signal strengths of calcite-related SO3(1-) and Mn(2+) have been studied as functions of stratigraphic position in whole-rock samples across the KT boundary at Sopelana, Caravaca, and Blake Nose. At all three of these sites, anomalies in SO3(1-) and/or Mn(2+) intensities are noted at the KT boundary relative to the corresponding background levels in the rocks above and below. At Caravaca, the SO3(1-) background itself is found to be lower by a factor of 2.7 in the first 30,000 years of the Tertiary relative to its steady-state value in the last 15,000 years of the Cretaceous, indicating either an abrupt and quasi-permanent change in ocean chemistry (or temperature) or extinction of the marine biota primarily responsible for fixing sulfite in the late Cretaceous limestones. An exponential decrease in the Mn(2+) concentration per unit mass calcite, [Mn(2+)], as the KT boundary at Caravaca is approached from below (1/e characteristic length =1.4 cm) is interpreted as a result of post-impact leaching of the seafloor. Absolute ESR quantitative analyses of proximal impact deposits from Belize and southern Mexico group naturally into three distinct fields in a twodimensional [SO3(1-)]-versus-[Mn(2+)] scatter plot. These fields contain (I) limestone ejecta clasts, (II) accretionary lapilli, and (III) a variety of SO3(1-) -depleted/Mn(2+) enriched impact deposits. Data for the investigated non-impact-related Cretaceous and Tertiary marine limestones (Spain and Blake Nose) fall outside of these three fields. With reference to thes enon-impact deposits, fields I, II, and III can be respectively characterized as Mn(2+) -depleted, SO3(1-) -enhanced, and SO3(1-) -depleted. It is proposed that (1) field I represents calcites from the Yucatin Platform, and that the Mn(2+) -depleted signature can be used as an indicator of primary Chicxulub ejecta in deep marine environments and (2) field II represents calcites that include a component formed in the vapor plume, either from condensation in the presence of CO2/SO3(1-) -rich vapors, or reactions between CaO and CO2/SO3 rich vapors, and that this SO3(1-) -enhanced signature can be used as an indicator of impact vapor plume deposits. Given these two propositions, the ESR data for the Blake Nose deposits are ascribed to the presence of basal coarse calcitic Chicxulub ejecta clasts, while the finer components that are increasingly represented toward the top are interpreted to contain high- SO3(1-) calcite from the vapor plume. The apparently-undisturbed Bass River deposit may contain even higher concentrations of vapor-plume calcite. None of the three components included in field III appear to be represented at distal, deep marine KT-boundary sites; this field may include several types of impact-related deposits of diverse origins and diagenetic histories.

Diagenetic alteration of organic matter in DSDP Leg 57 Holes

I analyzed Leg 57 sediments organogeochemically and spectroscopically. Organic carbon and extractable organic matter prevail from the Pliocene to the Miocene. Humic acids occur widely from the Pleistocene to the lower Miocene and one portion of the Oligocene. The absence of humic acids in Oligocene and Cretaceous samples suggests that humic acids had changed to kerogen. Visible spectroscopic data reveal that humic acids in this study have a low degree of condensed aromatic-ring system, which is a feature of anaerobic conditions during deposition, and that chlorophyll derivatives that had at first combined with humic acids moved to the solvent- soluble fraction during diagenesis. The elemental compositions of humic acids show high H/C and O/C ratios, which seem appropriate to a stage before transformation to kerogen. The relation between the linewidths and g-values on the electron spin resonance data indicates that the free radicals in humic acids are quite different from those in kerogen. The low spin concentrations of kerogen and the yields of humic acids up to the lower Miocene demonstrate that organic matter in these sediments is immature. The foregoing indicate the necessity to isolate humic acids even in ancient rocks in the study of kerogen.

Elemental and isotope compositions of lipids, kerogens and asphaltenes from samples of DSDP Hole 41-368

The thermal effects of three (one major and two minor) Miocene diabase intrusions on Cretaceous black shales from DSDP site 41-368 have been analyzed. A concentration gradient was observed, especially for the hydrocarbons, decreasing towards the major intrusion and between the three sills. The thermally-altered samples in the proximity of and between the sills contained elemental sulfur and an excess of thermally-derived pristane over phytane. whereas, the unaltered sediments contained no elemental sulfur, and more phytane than pristane. A maximum yield of the extractable hydrocarbons was observed at a depth of 7 m below the major sill. Two classes of molecular markers were present in this bitumen suite. The first was sesqui-, di- and triterpenoids and steranes. which could be correlated with both terrigenous and autochthonous sources. They were geologically mature and showed no significant changes due to the thermal stress. The second class was found in the altered samples, which contained only polynuclear aromatic hydrocarbons with low alkyl substitution and sulfur and oxygen heterocyclic aromatic compounds. These compounds were derived from pyrolytic reactions during the thermal event. Kerogen was isolated from all of these samples, but only traces of humic substances were present. The H/C, N/C, d13C, d34S and dD all exhibit the expected effects of thermal stress. The kerogen becomes more aromatized and richer in 13C, 34S and D in the proximity of and between the sills. Maturation trends were also measured by the vitrinite reflectance and electron spin resonance, where the thermal stress could be correlated with an elevated country rock temperature and an increased degree of aromaticity. The effects of in situ thermal stress on the organic-rich shales resulted in the generation and expulsion of petroliferous material from the vicinity of the sills.

Organic geochemistry of sediments of the Gulf of California

The effects of intrusive thermal stress have been studied on a number of Pleistocene sediment samples obtained from Leg 64 of the DSDP-IPOD program in the Gulf of California. Samples were selected from Sites 477, 478 and 481 where the organic matter was subjected to thermal stress from sill intrusions. For comparison purposes, samples from Sites 474 and 479 were selected as representative of unaltered material. The GC and GC-MS data show that lipids of the thermally unaltered samples were derived from microbial and terrestrial higher-plant detritus. Samples from sill proximities were found to contain thermally-derived distillates and those adjacent to sills contained essentially no lipids. Curie point pyrolysis combined with GC and GC-MS was used to show that kerogens from the unaltered samples reflected their predominantly autochthonous microbial origin. Pyrograms of the altered kerogens were much less complex than the unaltered samples, reflecting the thermal effects. The kerogens adjacent to the sills produce little or no pyrolysis products since these intrusions into unconsolidated, wet sediments resulted in in situ pyrolysis of the organic matter. Examination of the kerogens by ESR showed that spin density and line width pass through a maximum during the course of alteration but ESR g-values show no correlation with maturity. Stable carbon isotope (d13C) values of kerogens decrease by 1-1.5 per mil near the sills at Sites 477 and 481 and the atomic N/C decreases slightly with proximity to a smaller sill at Site 478. Differences in maturation behavior between Site 477 and 481 and Site 478 are attributed to dissimilarities in thermal stress and to chemical and isotopic heterogeneity of Guaymas Basin protokerogen.

Snow-pit measurements on Atka Bay landfast sea ice during ANT-Land 2012/2013 season

Up to now, snow cover on Antarctic sea ice and its impact on radar backscatter, particularly after the onset of freeze/thaw processes, are not well understood. Here we present a combined analysis of in situ observations of snow properties from the landfast sea ice in Atka Bay, Antarctica, and high-resolution TerraSAR-X backscatter data, for the transition from austral spring (November 2012) to summer (January 2013). The physical changes in the seasonal snow cover during that time are reflected in the evolution of TerraSAR-X backscatter. We are able to explain 76-93% of the spatio-temporal variability of the TerraSAR-X backscatter signal with up to four snowpack parameters with a root-mean-squared error of 0.87-1.62 dB, using a simple multiple linear model. Over the complete study, and especially after the onset of early-melt processes and freeze/thaw cycles, the majority of variability in the backscatter is influenced by changes in snow/ice interface temperature, snow depth and top-layer grain size. This suggests it may be possible to retrieve snow physical properties over Antarctic sea ice from X-band SAR backscatter.

Plume-top altitude time-series during May 2011 volcanic eruption of Grímsvötn, Iceland

Plume-top altitude time series of the volcanic plume during the eruption of Grímsvötn in Iceland 21-28 May 2011. The altitude was estimated from weather radar echo top data from two weather radars, Keflavik and Klaustur. Keflavik radar is a fixed position C-band weather radar close to Keflavik International Airport, at 64°01.583'N, 22°38.150'W. The height of the antenna is 47 m a.s.l. and the distance to Grímsvötn volcano is 257 km. Klaustur radar is a mobile X-band weather radar located close to Kirkjubaejarklaustur, at 63°46.500'N, 17°57.817'W. The height of the antenna is also 47 m a.s.l. and the distance to Grímsvötn volcano is 75 km.