Complexity of rupture propagation in large earthquakes in relation to tectonic environment

Complexity in the earthquake rupture process can result from many factors. This study investigates the origin of such complexity by examining several recent, large earthquakes in detail. In each case the local tectonic environment plays an important role in understanding the source of the complexity.

Several large shallow earthquakes (M_s > 7.0) along the Middle American Trench have similarities and differences between them that may lead to a better understanding of fracture and subduction processes. They are predominantly thrust events consistent with the known subduction of the Cocos plate beneath N. America. Two events occurring along this subduction zone close to triple junctions show considerable complexity. This may be attributable to a more heterogeneous stress environment in these regions and as such has implications for other subduction zone boundaries.

An event which looks complex but is actually rather simple is the 1978 Bermuda earthquake (M_s ~ 6). It is located predominantly in the mantle. Its mechanism is one of pure thrust faulting with a strike N 20°W and dip 42°NE. Its apparent complexity is caused by local crustal structure. This is an important event in terms of understanding and estimating seismic hazard on the eastern seaboard of N. America.

A study of several large strike-slip continental earthquakes identifies characteristics which are common to them and may be useful in determining what to expect from the next great earthquake on the San Andreas fault. The events are the 1976 Guatemala earthquake on the Motagua fault and two events on the Anatolian fault in Turkey (the 1967, Mudurnu Valley and 1976, E. Turkey events). An attempt to model the complex P-waveforms of these events results in good synthetic fits for the Guatemala and Mudurnu Valley events. However, the E. Turkey event proves to be too complex as it may have associated thrust or normal faulting. Several individual sources occurring at intervals of between 5 and 20 seconds characterize the Guatemala and Mudurnu Valley events. The maximum size of an individual source appears to be bounded at about 5 x 10²⁶ dyne-cm. A detailed source study including directivity is performed on the Guatemala event. The source time history of the Mudurnu Valley event illustrates its significance in modeling strong ground motion in the near field. The complex source time series of the 1967 event produces amplitudes greater by a factor of 2.5 than a uniform model scaled to the same size for a station 20 km from the fault.

Three large and important earthquakes demonstrate an important type of complexity --- multiple-fault complexity. The first, the 1976 Philippine earthquake, an oblique thrust event, represents the first seismological evidence for a northeast dipping subduction zone beneath the island of Mindanao. A large event, following the mainshock by 12 hours, occurred outside the aftershock area and apparently resulted from motion on a subsidiary fault since the event had a strike-slip mechanism.

An aftershock of the great 1960 Chilean earthquake on June 6, 1960, proved to be an interesting discovery. It appears to be a large strike-slip event at the main rupture's southern boundary. It most likely occurred on the landward extension of the Chile Rise transform fault, in the subducting plate. The results for this event suggest that a small event triggered a series of slow events; the duration of the whole sequence being longer than 1 hour. This is indeed a "slow earthquake".

Perhaps one of the most complex of events is the recent Tangshan, China event. It began as a large strike-slip event. Within several seconds of the mainshock it may have triggered thrust faulting to the south of the epicenter. There is no doubt, however, that it triggered a large oblique normal event to the northeast, 15 hours after the mainshock. This event certainly contributed to the great loss of life-sustained as a result of the Tangshan earthquake sequence.

What has been learned from these studies has been applied to predict what one might expect from the next great earthquake on the San Andreas. The expectation from this study is that such an event would be a large complex event, not unlike, but perhaps larger than, the Guatemala or Mudurnu Valley events. That is to say, it will most likely consist of a series of individual events in sequence. It is also quite possible that the event could trigger associated faulting on neighboring fault systems such as those occurring in the Transverse Ranges. This has important bearing on the earthquake hazard estimation for the region.

General-domain compressible Navier-Stokes solvers exhibiting quasi-unconditional stability and high-order accuracy in space and time

This thesis presents a new class of solvers for the subsonic compressible Navier-Stokes equations in general two- and three-dimensional spatial domains. The proposed methodology incorporates: 1) A novel linear-cost implicit solver based on use of higher-order backward differentiation formulae (BDF) and the alternating direction implicit approach (ADI); 2) A fast explicit solver; 3) Dispersionless spectral spatial discretizations; and 4) A domain decomposition strategy that negotiates the interactions between the implicit and explicit domains. In particular, the implicit methodology is quasi-unconditionally stable (it does not suffer from CFL constraints for adequately resolved flows), and it can deliver orders of time accuracy between two and six in the presence of general boundary conditions. In fact this thesis presents, for the first time in the literature, high-order time-convergence curves for Navier-Stokes solvers based on the ADI strategy---previous ADI solvers for the Navier-Stokes equations have not demonstrated orders of temporal accuracy higher than one. An extended discussion is presented in this thesis which places on a solid theoretical basis the observed quasi-unconditional stability of the methods of orders two through six. The performance of the proposed solvers is favorable. For example, a two-dimensional rough-surface configuration including boundary layer effects at Reynolds number equal to one million and Mach number 0.85 (with a well-resolved boundary layer, run up to a sufficiently long time that single vortices travel the entire spatial extent of the domain, and with spatial mesh sizes near the wall of the order of one hundred-thousandth the length of the domain) was successfully tackled in a relatively short (approximately thirty-hour) single-core run; for such discretizations an explicit solver would require truly prohibitive computing times. As demonstrated via a variety of numerical experiments in two- and three-dimensions, further, the proposed multi-domain parallel implicit-explicit implementations exhibit high-order convergence in space and time, useful stability properties, limited dispersion, and high parallel efficiency.

Quantitative data on the feeding of Cyclops strenuus Fischer and Cyclops viridis Jurine. [Translation from: Trudy saratov.Otd.vses.nauchno-issled.Inst.ozer.rech.ryb.Khoz. 1, 163-176, 1951.]

Cyclopids, exactly in the same way as daphnids, significant component in the nutrition of plankton-f and the young of the majority of fishes. It is established that the food spectrum of cyclopids is extremely broad: daphnids, planarians, Copepodite stages of copepods (cannibalism), rotifers, protists, bacteria, phytoplankton and so on. It is clear that the problem of studying these or other components of feeding in the general food spectrum can be definitely resolved only after obtaining exact quantitative data on the feeding of cyclopids. This article attempts to fill the gap in the study of the quantitative side of the feeding of cyclopias; in it is investigated the size of the 24-hour ration of cyclopids feeding on protists, the dependence of the ration on some factors of the external medium, and the difference of 24-hour consumption per unit weight of tody with two species of cyclopids (Cyclops strenuus and Cyclops viridis).

Avaliação da degradação de elásticos ortodônticos intraorais de látex

Avaliou-se a taxa de degradação de elásticos ortodônticos de látex de diferentes fabricantes e diâmetros em diversos intervalos de tempo. Grupos de 15 elásticos de força média dos fabricantes AmericanOrthodontics (Sheboygan, Wis, EUA), Tp (La Porte, IN, EUA), Morelli (Sorocaba, SP, Brasil) e Uniden (Sorocaba, SP, Brasil); de diâmetros 3/16, 1/4 e 5/16 foram analisados nos intervalos de 0,1,3,6,12 e 24 horas, totalizando-se 1080 espécimes. Os elásticos foram estirados individualmente à distância de 30mm, respeitando-se o intervalo de um minuto entre cada estiramento. Os materiais foram acondicionados imersos em água deionizada à 37C. Realizou-se leitura das forças na máquina de ensaios Emic DL 500 (Emic Co, Sao Paulo, Brasil) à velocidade de 30 mm/min, com uma célula de 2Kg (Emic Co, Sao Paulo, Brasil). A leitura de cada elástico consumiu aproximadamente um minuto. Teste Kruskal-wallis com correções por Dunns aferiu significância estatística dos resultados. Foram observadas diferenças entre os grupos analisados, exceto às marcas Morelli e Tp. Foram significativas as inferências das variáveis tempo e marca comercial. Em 0 hora, a relação entre as forças geradas foi Morelli>AO>Uniden>Tp para elásticos 3/16 (p=0,0016) e 1/4 (p=0,0016) e, de Morelli>AO>Tp>Uniden para elásticos 5/16 (p=0,0087). Após 24 horas, as porcentagens de degradação dos elásticos foram AO>Morelli>Uniden>Tp no diâmetro 3/16; AO>Tp>Morelli>Uniden no diâmetro 1/4 e Tp>AO>Uniden>Morelli para elásticos de diâmetro 5/16. O comportamento no intervalo de 0-24 horas demonstrou uma queda acentuada no período de 0-3 horas, um ligeiro aumento em 3-6 horas, seguido de uma queda progressiva no intervalo de 6-24 horas.

Diurnal periodicity of activity in the spawning perch P. fluviatilis L. [Translation from: Kalamies 1972(7) 3, 1972]

Diurnal periodicity of spawning in the perch so far are rather meagre and found to be partly contrary to experiences of perch anglers. Therefore a study was made on the spawning during a 5-day period in the spring of 1971 in the Kuusamo area. Observations were made during the main spawning season, between 4- 9 June 1971. The perch were often measured, weighed and then released back into the water. The differences between spawning and non-spawning perch were studied as well as the time of roe discharge in a 24 hour period. Activity and environmental factors such as light intensity were also taken into consideration.

Diurnal periodicity of winter activity in the perch, Perca fluviatilis L. [Translation from: Kalamies 1973(1) 3.]

Since 1967 data have been collected on the distribution of fish caught in a 24 hour period during the winter angling season. The present study on activity periods is based on data from nearly 2000 perch collected between 1967 and 1971. The distribution of number of fish caught during 24 hrs during December - May was studied. Of the total, the most productive period was found to be between 0600 - l600 hrs., with the peak period occurring between 0800 - 1000 hrs. The present data together show that during the darkest months of the year, the perch is only active in the mid-day period. Throughout the whole winter fishing season, activity only occurs during the time between surise and sunset.

Estudo da correlação entre as características da matéria-prima graxa e as propriedades físico-químicas do biodiesel

A possibilidade de utilização de várias matérias graxas na produção do biodiesel nacional é um fator diferencial em relação aos outros países e requer um conhecimento mais profundo das particularidades do biodiesel obtido a partir de matérias-primas tão distintas. Neste contexto, se insere a presente pesquisa, em que se buscou estabelecer correlações entre algumas propriedades do biodiesel e a fonte oleaginosa que lhe deu origem. O biodiesel foi obtido a partir da reação de transesterificação etílica de dez diferentes matérias-primas graxas (óleos refinados de soja, arroz, canola, girassol, milho, oliva, cyclus (mistura contendo óleos de canola, milho e girassol); óleos brutos de mamona e murumuru, além de resíduo de fritura), utilizando etanolato de potássio como agente catalítico, em um reator com sistema de refluxo a 70C durante uma hora. Após purificação, foram determinadas algumas propriedades do biodiesel (massa específica, viscosidade, índice de acidez e índice de iodo) e da matéria-prima (massa específica, viscosidade, índice de acidez, índice de iodo e composição) que lhe deu origem. Os resultados obtidos nas caracterizações geraram gráficos de correlações entre os diversos parâmetros e os dados foram analisados estatisticamente pelo método de correlações canônicas. Para todas as amostras de biodiesel, os valores obtidos nas caracterizações foram compatíveis com as especificações estabelecidas pela ANP para o produto, com exceção do biodiesel de murumuru (índice de acidez elevado e viscosidade baixa) e do biodiesel de mamona (viscosidade e massa específica elevadas). Os dados estatísticos demonstram altas correlações entre o biodiesel (massa específica (87,4%), viscosidade (98,5%) e índice de acidez (82,8%)) e as matérias-primas (massa específica (92,1%) e viscosidade (99,3%)). Além disso, existe uma grande correlação entre o índice de iodo (84,5%) do biodiesel e o índice de iodo (77,2%) e a massa molar dos ésteres na faixa de C16-C18 (MMTG) presentes na matéria-prima (89,1%). Estes resultados estatísticos ratificam as observações analíticas

Joule-Thomson coefficients of propane and n-butane

Experimental Joule-Thomson measurements were made on gaseous propane at temperatures from 100 to 280˚F and at pressures from 8 to 66 psia. Joule-Thomson measurements were also made on gaseous n-butane at temperatures from 100 to 280˚ and at pressures from 8 to 42 psia. For propane, the values of these measurements ranged from 0.07986˚F/psi at 280˚F and 8.01 psia to 0.19685˚F/psi at 100˚F and 66.15 psia. For n-butane, the values ranged from 0.11031˚F/psi at 280˚F and 9.36 psia to 0.30141˚F/psi at 100˚F and 41.02 psia. The experimental values have a maximum error of 1.5 percent.

For n-butane, the measurements of this study did not agree with previous Joule-Thomson measurements made in the Laboratory in 1935. The application of a thermal-transfer correction to the previous experimental measurements would cause the two sets of data to agree. Calculated values of the Joule-Thomson coefficient from other types of p-v-t data did agree with the present measurements for n-butane.

The apparatus used to measure the experimental Joule-Thomson coefficients had a radial-flow porous thimble and was operated at pressure changes between 2.3 and 8.6 psi. The major difference between this and other Joule-Thomson apparatus was its larger weight rates of flow (up to 6 pounds per hour) at atmospheric pressure. The flow rate was shown to have an appreciable effect on non-isenthalpic Joule-Thomson measurements.

Photographic materials on pages 79-81 are essential and will not reproduced clearly on Xerox copies. Photographic copies should be ordered.

I. Studies on alkaline phosphatase activity in developing sea urchin embryos. II. Studies on the activation of protein biosynthesis in sea urchin eggs at fertilization

I. Alkaline phosphatase activity in the developing sea urchin Lytechinus pictus has been investigated with respect to intensity at various stages, ionic requirements and intracellular localization. The activity per embryo remains the same in the unfertilized egg, fertilized egg and cleavage stages. At a time just prior to gastrulation (about 10 hours after fertilization) the activity per embryo begins to rise and increases after 300 times over the activity in the cleavage stages during the next 60 hours.

The optimum ionic strength for enzymatic activity shows a wide peak at 0.6 to 1.0. Calcium and magnesium show an additional optimum at a concentration in the range of 0.02 to 0.07 molar. EDTA at concentrations of 0.0001 molar and higher shows a definite inhibition of activity.

The intracellular localization of alkaline phosphatase in homogenates of 72-hour embryos has been studied employing the differential centrifugation method. The major portion of the total activity in these homogenates was found in mitochondrial and microsomal fractions with less than 5% in the nuclear fraction and less than 2% in the final supernatant. The activity could be released from all fractions by treatment with sodium deoxycholate.

II. The activation of protein biosynthesis at fertilization in eggs of the sea urchins Lytechinus pictus and Strongylocentrotus purpuratus has been studied in both intact eggs and cell-free homogenates. It is shown that homogenates from both unfertilized and fertilized eggs are dependent on potassium and magnesium ions for optimum amino acid incorporation activity and in the case of the latter the concentration range is quite narrow. Though the optimum magnesium concentrations appear to differ slightly in homogenates of unfertilized and fertilized eggs, in no case was it observed that unfertilized egg homogenates were stimulated to incorporate at a level comparable to that of the fertilized eggs.

An activation of amino acid incorporation into protein has also been shown to occur in parthenogenetically activated non-nucleate sea urchin egg fragments or homogenates thereof. This activation resembles that in the fertilized whole egg or fragment both in amount and pattern of activation. Furthermore, it is shown that polyribosomes form in these non-nucleate fragments upon artificial activation. These findings are discussed along with possible mechanisms for activation of the system at fertilization.

Potencial antiinflamatório do extrato aquoso de Echinodorus macrophyllus e de suas frações em modelo de inflamação aguda

A Echinodorus macrophyllus (Alismataceae), conhecida como chapéu de couro no Brasil, é usada popularmente para tratar doenças reumáticas e inflamatórias. Neste trabalho, foram avaliados os efeitos antiinflamatórios do extrato aquoso de E. macrophyllus (EAEm) e suas frações etanólicas no modelo murino de air pouch. Para a obtenção das frações, 7 g do EAEm foram aplicadas em uma coluna cromatográfica aberta de sílica gel eluída com diferentes concentrações de etanol. Os cromatogramas do EAEm/frações foram obtidos usando um sistema de HPLC. Foram obtidas quatro frações, duas delas com maior rendimento. Resumidamente, a bolha de ar foi induzida pela injeção de 5 mL de ar estéril (s.c) no dorso de camundongos SW machos (25-35 g). Após 3 dias, mas 3 mL de ar estéril foram injetados para manter a bolha. No sexto dia, cada grupo (n = 4) foi tratado intraperitoneal (ip) ou oralmente (v.o) com EAEm (25 ou 250 mg/kg), Fr20 ou Fr40 (2,5, 25, 50 ou 100 mg/kg) e os controles com indometacina (10 mg/kg, v.o.) ou veículo (salina). Uma hora depois, 1 mL de salina ou de carragenina 1% estéril foi injetada dentro da bolha. Após 4 h, a cavidade foi lavada com NaCl 0,9%, EDTA 2 mM (1 mL), para a determinação do número de leucócitos, volume do exsudato e concentração de proteínas. Células do exsudato foram preparadas em citocentrífuga e coradas pelo método do Panótico para a contagem diferencial dos leucócitos. Cortes histológicos coletados dos diferentes grupos foram fixados com formol tamponado 10% (pH 7,4) por 7 dias, corados com HE e analisados em MO. A análise da expressão da iNOS e da COX-2 foi realizada em células do exsudato por RT-PCR. O acúmulo de nitrito (NO2−) no sobrenadante do cultivo de células RAW 264.7 foi determinado usando um ensaio colorimétrico baseado na reação de Griess. Os resultados foram expressos como média EP e comparados usando ANOVA seguido de teste de Dunnet. Os experimentos foram realizados em triplicata. No modelo air pouch, a injeção de carragenina 1% aumentou tanto a migração celular quanto a concentração de proteína no exsudato. Contudo, enquanto o pré-tratamento com a Fr40 aumentou a resposta inflamatória, o pré-tratamento com o EAEm e a Fr20, sobretudo por via i.p., inibiu esta resposta quando comparado ao grupo controle tratado apenas com o veículo. Assim, foram observadas as seguintes razões de inibição da migração de células: EAEm, i.p. a 25 mg/kg (66,44%) e a 250 mg/kg (87,27%) e Fr20 a 2,5 mg/kg (26,89%), 25 mg/kg (60,06%), 50 mg/kg (63,13%) e a 100 mg/kg (77,47%). Em relação à contagem diferencial, o EAEm e a Fr20 afetaram principalmente o número de neutrófilos, inibindo sua migração no exsudato. O EAEm e a Fr20 também reduziram a concentração total de proteínas no exsudato principalmente no tratamento i.p.; EAEm a 25 e 250 mg/kg mostrou 3,33 0,55 e 2,05 0,51 mg/mL, respectivamente, quando comparado aos grupos controles (Indometacina 2.88 0.64 mg/mL; Veículo 5.48 0.88 mg/mL). A Fr20 a 2,5, 25, 50 e 100 mg/kg mostrou 4,788 0,444, 1,417 0,519, 2,474 0,529 e 2,215 0, 361 mg/mL. A análise histológica mostrou infiltrado celular, principalmente composto de leucócitos polimorfonucleares ao longo da derme inflamada de animais tratados com veículo. O tratamento com o EAEm ou Fr20 reduziu a infiltração de leucócitos no tecido inflamado. Além disso, o tratamento com o EAEm e a Fr20 mostrou atividade supressora sobre a expressão de iNOS e COX-2, e mostrou efeitos inibitórios na produção de NO induzida por LPS. Concluindo, todos estes resultados confirmam o potencial antiinflamatório sugerido para esta planta e fornecem uma base para a compreensão de seus mecanismos moleculares de ação. Contudo, outros estudos devem ser realizados para melhor elucidar as vias pelas quais o EAEm e a Fr20 exercem seus efeitos antiinflamatórios. Além disso, estudos fitoquímicos devem ser realizados para identificar os compostos ativos no EAEm e na Fr20.

Resistência à infiltração de glicose de quatro cimentos reparadores

O presente estudo teve como objetivo comparar a qualidade do selamento promovido por 3 cimentos reparadores endodônticos: Ceramicrete, iRoot-BP Plus e BioAggregate, com o ProRoot MTA branco, utilizando o modelo de infiltração de glicose sob pressão. 64 incisivos centrais superiores, recém-extraídos e sem tratamento endodôntico foram selecionados. A instrumentação do canal radicular foi realizada em todos os dentes com brocas Gates-Glidden e limas K-Flexofile (Dentsply Maillefer, Ballaigues Suíça), 1mm aquém do ápice. A patência foraminal foi confirmada a cada instrumento usado. Os dentes tiveram suas coroas removidas padronizando-os em 15mm de comprimento. Foi realizada apicetomia a 3mm do ápice e o preparo da cavidade retrógrada com o auxílio do ultrassom Various 350 (NSKNakanishi Inc., Tóquio, Japão) e da ponta E32D (NSKNakanishi Inc., Tóquio, Japão). As raízes foram distribuídas, randomicamente, em quatro grupos experimentais (n=15): G1Ceramicrete, G2iRoot BP Plus, G3BioAggregate e G4ProRoot MTA branco. Como controle negativo (n=2) foram utilizados dentes hígidos, e como controle positivo (n=2), dentes acessados e com patência confirmada. Os cimentos reparadores foram manipulados seguindo as recomendações do fabricante e inseridos na cavidade retrógrada utilizando a mesma ponta ultrassônica usada no preparo. As amostras foram mantidas na presença de umidade por 72h para o completo endurecimento dos materiais. As raízes foram montadas em um dispositivo de dupla-câmara selada para a infiltração da glicose. Foram utilizados 0,75ml de solução de glicose a 1Mol/L na câmara superior e 0,75ml de água destilada na câmara inferior. Os dispositivos foram conectados a um sistema de distribuição de pressão, que permitiu a infiltração de 32 amostras em uma mesma etapa. A solução de glicose foi forçada apicalmente sob uma pressão de 15psi durante 1 hora. Uma alíquota de 10l foi coletada da câmara inferior para quantificar a glicose infiltrada. A concentração de glicose foi determinada com o auxílio do Kit GlucoseHK (Megazyme, Wicklow, Irlanda) e de um espectrofotômetro de luz visível (Campsec M330, Cambridge, Reino Unido) em um comprimento de onda de 340nm. O teste não-paramétrico Kruskal-Wallis e o teste Dunns foram utilizados na análise estatística. Os resultados encontrados demonstraram que houve diferença significativa entre os grupos experimentais (p=0,0036). O BioAggregate apresentou a maior concentração de glicose-1,85(g/L), seguido do ProRoot MTA-1,2; IRoot BP-0,85 e Ceramicrete-0,75. Não houve diferença entre os três novos cimentos reparadores e o material padrão-ouro (p>0,05). Não houve diferença entre Ceramicrete e iRoot BP Plus (p>0,05), porém estes foram estatisticamente diferentes do BioAggregate (p<0,05). Diante dos resultados obtidos, pode-se concluir que: nenhum dos cimentos testados foi capaz de promover selamento hermético; os três novos cimentos testados não revelaram o mesmo padrão de selamento; os três novos cimentos testados revelaram um padrão de selamento semelhante a do ProRoot MTA branco; e o Ceramicrete e o iRoot BP Plus apresentaram padrão de selamento superior em comparação com o BioAggregate.

Solubility and Diffusivity of Water in Lunar Basalt, and Chemical Zonation in Olivine-Hosted Melt Inclusions

I report the solubility and diffusivity of water in lunar basalt and an iron-free basaltic analogue at 1 atm and 1350 °C. Such parameters are critical for understanding the degassing histories of lunar pyroclastic glasses. Solubility experiments have been conducted over a range of fO₂ conditions from three log units below to five log units above the iron-wüstite buffer (IW) and over a range of pH₂/pH₂O from 0.03 to 24. Quenched experimental glasses were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and secondary ionization mass spectrometry (SIMS) and were found to contain up to ~420 ppm water. Results demonstrate that, under the conditions of our experiments: (1) hydroxyl is the only H-bearing species detected by FTIR; (2) the solubility of water is proportional to the square root of pH₂O in the furnace atmosphere and is independent of fO₂ and pH₂/pH₂O; (3) the solubility of water is very similar in both melt compositions; (4) the concentration of H₂ in our iron-free experiments is <3 ppm, even at oxygen fugacities as low as IW-2.3 and pH₂/pH₂O as high as 24; and (5) SIMS analyses of water in iron-rich glasses equilibrated under variable fO₂ conditions can be strongly influenced by matrix effects, even when the concentrations of water in the glasses are low. Our results can be used to constrain the entrapment pressure of the lunar melt inclusions of Hauri et al. (2011).

Diffusion experiments were conducted over a range of fO₂ conditions from IW-2.2 to IW+6.7 and over a range of pH₂/pH₂O from nominally zero to ~10. The water concentrations measured in our quenched experimental glasses by SIMS and FTIR vary from a few ppm to ~430 ppm. Water concentration gradients are well described by models in which the diffusivity of water (D^*_water) is assumed to be constant. The relationship between D^*_water and water concentration is well described by a modified speciation model (Ni et al. 2012) in which both molecular water and hydroxyl are allowed to diffuse. The success of this modified speciation model for describing our results suggests that we have resolved the diffusivity of hydroxyl in basaltic melt for the first time. Best-fit values of D^*_water for our experiments on lunar basalt vary within a factor of ~2 over a range of pH₂/pH₂O from 0.007 to 9.7, a range of fO₂ from IW-2.2 to IW+4.9, and a water concentration range from ~80 ppm to ~280 ppm. The relative insensitivity of our best-fit values of D^*_water to variations in pH₂ suggests that H₂ diffusion was not significant during degassing of the lunar glasses of Saal et al. (2008). D^*_water during dehydration and hydration in H₂/CO₂ gas mixtures are approximately the same, which supports an equilibrium boundary condition for these experiments. However, dehydration experiments into CO₂ and CO/CO₂ gas mixtures leave some scope for the importance of kinetics during dehydration into H-free environments. The value of D^*_water chosen by Saal et al. (2008) for modeling the diffusive degassing of the lunar volcanic glasses is within a factor of three of our measured value in our lunar basaltic melt at 1350 °C.

In Chapter 4 of this thesis, I document significant zonation in major, minor, trace, and volatile elements in naturally glassy olivine-hosted melt inclusions from the Siqueiros Fracture Zone and the Galapagos Islands. Components with a higher concentration in the host olivine than in the melt (MgO, FeO, Cr₂O₃, and MnO) are depleted at the edges of the zoned melt inclusions relative to their centers, whereas except for CaO, H₂O, and F, components with a lower concentration in the host olivine than in the melt (Al₂O₃, SiO₂, Na₂O, K₂O, TiO₂, S, and Cl) are enriched near the melt inclusion edges. This zonation is due to formation of an olivine-depleted boundary layer in the adjacent melt in response to cooling and crystallization of olivine on the walls of the melt inclusions concurrent with diffusive propagation of the boundary layer toward the inclusion center.

Concentration profiles of some components in the melt inclusions exhibit multicomponent diffusion effects such as uphill diffusion (CaO, FeO) or slowing of the diffusion of typically rapidly diffusing components (Na₂O, K₂O) by coupling to slow diffusing components such as SiO₂ and Al₂O₃. Concentrations of H2O and F decrease towards the edges of some of the Siqueiros melt inclusions, suggesting either that these components have been lost from the inclusions into the host olivine late in their cooling histories and/or that these components are exhibiting multicomponent diffusion effects.

A model has been developed of the time-dependent evolution of MgO concentration profiles in melt inclusions due to simultaneous depletion of MgO at the inclusion walls due to olivine growth and diffusion of MgO in the melt inclusions in response to this depletion. Observed concentration profiles were fit to this model to constrain their thermal histories. Cooling rates determined by a single-stage linear cooling model are 150–13,000 °C hr^-1 from the liquidus down to ~1000 °C, consistent with previously determined cooling rates for basaltic glasses; compositional trends with melt inclusion size observed in the Siqueiros melt inclusions are described well by this simple single-stage linear cooling model. Despite the overall success of the modeling of MgO concentration profiles using a single-stage cooling history, MgO concentration profiles in some melt inclusions are better fit by a two-stage cooling history with a slower-cooling first stage followed by a faster-cooling second stage; the inferred total duration of cooling from the liquidus down to ~1000 °C is 40 s to just over one hour.

Based on our observations and models, compositions of zoned melt inclusions (even if measured at the centers of the inclusions) will typically have been diffusively fractionated relative to the initially trapped melt; for such inclusions, the initial composition cannot be simply reconstructed based on olivine-addition calculations, so caution should be exercised in application of such reconstructions to correct for post-entrapment crystallization of olivine on inclusion walls. Off-center analyses of a melt inclusion can also give results significantly fractionated relative to simple olivine crystallization.

All melt inclusions from the Siqueiros and Galapagos sample suites exhibit zoning profiles, and this feature may be nearly universal in glassy, olivine-hosted inclusions. If so, zoning profiles in melt inclusions could be widely useful to constrain late-stage syneruptive processes and as natural diffusion experiments.

Efeitos macrovasculares, microvasculares e interação leucócito-endotélio, na endotoxemia experimental após o uso de Dobutamina com e sem ressuscitação volêmica

Na sepse, o mecanismo desencadeador de morte é a disfunção múltipla de órgãos e sistemas. Com isso a microcirculação é considerada o motor na patogênese da sepse. A perfusão microcirculatória representa um dos principais objetivos para melhorar as taxas de sobrevida. Uma vez reconhecida a síndrome séptica, o protocolo clínico estabelece o uso de fluidoterapia com salina, de forma vigorosa na primeira hora e seguida de suporte inotrópico com Dobutamina. A partir daí foi levantada a hipótese das drogas β-agonistas serem relevantes na recuperação da microcirculação, antes mesmo de seu conhecido papel na recuperação do choque cardiogênico. Assim, estudar o papel da Dobutamina, um β-agonista, na resposta adrenérgica em situação de sepse se faz necessário e urgente e o entendimento de sua ação, associada à reposição volêmica, foi objeto deste estudo. Foram usados no presente estudo, 78 hamsters, induzida a endotoxemia com LPS (2mg/kg/de massa de peso corporal) e divididos em 9 grupos: controle (n=10), endotóxico(n=10), endotóxico tratados com Dobutamina na dose de 5 e 15 μg /kg/min (n=10), Isoproterenol(n=10), ressuscitação volêmica (n=10) e ressuscitação volêmica associada à Dobutamina 5 (n=10) e 15 μg/kg/min (n=4) e Isoproterenol (n=4). Foram comparados os resultados de recuperação da densidade capilar funcional ao longo do tempo entre os grupos, e obteve-se resultado estatisticamente significativo no grupo em que se usa Dobutamina de 5μg/kg/min associada à ressuscitação volêmica p< 0,05. Em conclusão este estudo mostra que o papel da ressuscitação volêmica é crucial na resposta da microcirculação para melhorar a densidade capilar funcional, que a velocidade da hemácia capilar tem relação direta com a melhora na perfusão tecidual e que a associação de recuperação volêmica com solução salina e Dobutamina na dose de 5 μg /kg /min melhora significativamente sua resposta e melhora a perfusão.

Efeitos benéficos da rosuvastatina na estrutura renal de ratos espontaneamente hipertensos (SHR)

A incidência de doenças renais crônicas está aumentando no mundo, e há uma grande necessidade de identificar as terapias capazes de deter ou reduzir a progressão da doença. Há crescente evidência clínica e experimental de que as estatinas poderiam desempenhar um papel terapêutico. Recentes estudos clínicos e experimentais têm mostrado que as estatinas têm "efeitos pleiotrópicos", além da modulação lipídica. Estudos têm avaliado os efeitos das estatinas sobre a progressão da doença renal crônica, mas os resultados são controversos. Estudos ultra-estruturais em humanos e em ratos demonstraram a presença de junções GAP dentro de todas as células do glomérulo e os podocitos demonstraram conter principalmente conexina-43 (Cx-43). O presente estudo tem como objetivo observar os efeitos da rosuvastatina na estrutura e ultra-estrutura renal e a expressão glomerular de Cx-43 em ratos normotensos (WKY) e em ratos espontaneamente hipertensos (SHR). O foco do estudo foi avaliar os efeitos pleiotrópicos da rosuvastatina em rins de animais hipertensos normocolesterolêmicos. Os ratos foram divididos aleatoriamente em quatro grupos: WKY-C: animais normotensos que não receberam rosuvastatina; WKY-ROS: animais normotensos que receberam rosuvastatina 20mg/kg/dia por gavagem orogástrica; SHR-C: animais hipertensos que não receberam rosuvastatina; SHR-ROS: animais hipertensos que receberam rosuvastatina, como descrito no grupo WKY-ROS. Os animais dos grupos SHR-C e SHR-ROS apresentaram níveis de pressão arterial maiores que os animais dos grupos WKY-C e WKY-Ros. A massa corporal dos grupos de animais não diferiram significativamente durante o experimento. Não houve diferença nos níveis sanguíneos de uréia, creatinina, ácido úrico e creatinafosfoquinase entre os animas dos grupos estudados. No entanto, houve um aumento da excreção de proteína de 24 horas nos animais do grupo SHR-C. Houve um aumento na área capsular nos animais do grupo SHR-C. Por microscopia eletrônica de transmissão observou-se que nos animais SHR-C a barreira de filtração glomerular, o diafragma de fenda e os podócitos estão alterados exibindo os vacúolos nos podócitos e pedicelos mais curtos e mais espessos. Por microscopia eletrônica de varredura, os animais SHR-C exibiram pedicelos mais afilados, curtos e tortuosos. Um aumento da imunofluorescência para Cx-43 foi observada em células epiteliais viscerais dos glomérulos dos animais do grupo WKY-ROS e nas células parietais e viscerais dos glomérulos dos animais do grupo SHR-ROS, se comparado com os grupos WKY-C e SHR-C. Em conclusão, podemos supor que o efeito pleiotrópico renal da rosuvastatina pode ser uma ferramenta terapêutica para melhorar a estrutura e conseqüentemente a função renal em indivíduos hipertensos.

Desempenho de tanques vegetados em um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgotos domiciliares na Ilha Grande, RJ

A falta de infraestrutura adequada para a coleta e o tratamento de esgotos atinge várias comunidades costeiras e de sistemas insulares do Estado do Rio de Janeiro, que vivem em condições de insalubridade. O objetivo do presente estudo foi avaliar o desempenho de um ecossistema engenheirado para tratamento descentralizado de esgoto domiciliar implantado no Centro de Estudos Ambientais e Desenvolvimento Sustentável (CEADS) da UERJ, na Vila Dois Rios, Ilha Grande - RJ, com ênfase na contribuição de macrófitas e algas em tanques vegetados como tratamento terciário para a melhoria geral da qualidade do efluente e em especial, para remoção de nutrientes. O sistema é composto por caixa controladora de vazão, caixa de gordura, fossa séptica, filtro aerado submerso, decantador secundário e o conjunto de tanques vegetados contendo as macrófitas aquáticas Eichhornia crassipes, Schoenoplectus sp., Panicum cf. racemosum + Cyperus ligularis, além de um tanque de algas entre as 2 primeiras macrófitas. Os principais parâmetros monitorados em amostras quinzenais obtidas durante o período de 09/2009 a 07/2010 em 10 pontos de coleta equivalentes à saída do efluente de cada unidade de tratamento foram: OD, pH, Cond. Elétrica, Temperatura, DBO5, DQO, SST, SDT, Nitrogênio amoniacal, Nitrito, Nitrato e Fósforo total. A vazão média do sistema foi 52 L/h. A produção primária de biomassa das macrófitas e o metabolismo no tanque com algas também foram estimados. A eficiência média do ecossistema engenheirado foi de 93% de redução dos SST, 93% de DBO, 90% da DQO, 30% de N amoniacal e, 38% de Fósforo. O conjunto de tanques vegetados promoveu um aumento médio de oxigênio dissolvido (OD) em 182% comparados ao valor de saída do decantador. Pode-se concluir que esse sistema contribuiu para uma melhoria geral da qualidade do efluente final com relação a praticamente todos os parâmetros, ainda que em alguns casos, apenas de forma incremental. Houve maior produção média de biomassa (peso seco.dia-1) e retenção média de água na espécie E. crassipes (aguapé) em comparação com as espécies Schoenoplectus sp, P. cf. racemosum e C. ligularis. A baixa produção primária no tanque de algas em relação à respiração, pelo menos no período monitorado, indica condições desfavoráveis à remoção de nutrientes (N e P) nesse tanque através da incorporação na biomassa. Uma investigação mais detalhada acerca dos parâmetros de projeto que inclua um eventual redimensionamento do decantador e do tanque de algas é sugerida.