Nanometer-scale oxidation of Si(100) surfaces by tapping mode atomic force microscopy

The nanometer¿scale oxidation of Si(100) surfaces in air is performed with an atomic force microscope working in tapping mode. Applying a positive voltage to the sample with respect to the tip, two kinds of modifications are induced on the sample: grown silicon oxide mounds less than 5 nm high and mounds higher than 10 nm (which are assumed to be gold depositions). The threshold voltage necessary to produce the modification is studied as a function of the average tip¿to¿sample distance.

Assessment of debris-flow susceptibility at medium-scale in the Barcelonnette Basin, France

Debris flows are among the most dangerous processes in mountainous areas due to their rapid rate of movement and long runout zone. Sudden and rather unexpected impacts produce not only damages to buildings and infrastructure but also threaten human lives. Medium- to regional-scale susceptibility analyses allow the identification of the most endangered areas and suggest where further detailed studies have to be carried out. Since data availability for larger regions is mostly the key limiting factor, empirical models with low data requirements are suitable for first overviews. In this study a susceptibility analysis was carried out for the Barcelonnette Basin, situated in the southern French Alps. By means of a methodology based on empirical rules for source identification and the empirical angle of reach concept for the 2-D runout computation, a worst-case scenario was first modelled. In a second step, scenarios for high, medium and low frequency events were developed. A comparison with the footprints of a few mapped events indicates reasonable results but suggests a high dependency on the quality of the digital elevation model. This fact emphasises the need for a careful interpretation of the results while remaining conscious of the inherent assumptions of the model used and quality of the input data.

Debris flow modeling for susceptibility mapping at regional to national scale in Norway

Debris flows and related landslide processes occur in many regions all over Norway and pose a significant hazard to inhabited areas. Within the framework of the development of a national debris flows susceptibility map, we are working on a modeling approach suitable for Norway with a nationwide coverage. The discrimination of source areas is based on an index approach, which includes topographic parameters and hydrological settings. For the runout modeling, we use the Flow-R model (IGAR, University of Lausanne), which is based on combined probabilistic and energetic algorithms for the assessment of the spreading of the flow and maximum runout distances. First results for different test areas have shown that runout distances can be modeled reliably. For the selection of source areas, however, additional factors have to be considered, such as the lithological and quaternary geological setting, in order to accommodate the strong variation in debris flow activity in the different geological, geomorphological and climate regions of Norway.

Comparing the horizontal and vertical individualism and collectivism scale and the Auckland individualism and collectivism scale in two cultures: Switzerland and South Africa

This study investigated the psychometric properties of the Horizontal and Vertical Individualism and Collectivism Scale (HVIC) and the Auckland Individualism and Collectivism Scale (AICS). The sample consisted of 1,403 working individuals from Switzerland (N = 585) and from South Africa (N = 818). Principal component factor analyses indicated that a two-factor structure replicated well across the two countries for both scales. In addition, the HVIC four-factor structure replicated well across countries, whereas the responsibility dimension of individualism of the AICS replicated poorly. Confirmatory factor analyses provided satisfactory support to the original theoretical models for both the HVIC and the AICS. Equivalence measurement indices indicated that the cross-cultural replicability properties of both instruments are generally acceptable. However, canonical correlations and correlations between the HVIC and AICS dimensions confirm that these two instruments differ in their underlying meaning of the individualism and collectivism constructs, suggesting that these two instruments assess individualism and collectivism differently.

Elemental and isotopic zoning in natural alpine quartz

THESIS ABSTRACT : Stable isotope geochemistry is used to help resolve a large number of geological questions. In order to do this, it is essential to understand the different mechanisms that govern isotopic fractionation processes between different phases and to identify the conditions required to reach equilibrium fractionation. However, at low temperatures, these processes are poorly constrained and many factors can induce differential partitioning of the isotopes between sectors of a mineral species and the fluid during mineral growth. This can result in so-called 'sector zoning' of a mineral species. The aim of this thesis is to evaluate the occurrence of sector zoning of the oxygen isotopes and trace elements in natural α-quartz crystals and to identify the reasons for such zoning. The implications for the fluid-mineral interactions are studied in the context of the Alpine metamorphism. The approach chosen has focused on examining the crystal structure, cathodoluminescence appearance (CL), and on relating elemental (e.g. Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti, Fe) to stable oxygen isotope compositions between and along different growth sectors. Low temperature quartz samples were selected from Alpine veins in different localities, where growth conditions have already been well constrained. The mineralogy as well as the isotopic compositions of the host rocks were also investigated, in order to interpret the variations obtained between the different growth stages in the framework of fluid-rock interaction during Alpine metamorphism. Depending on the growth conditions, most of the studied quartz is strongly zoned in CL, and it reveals corresponding zonations in the trace element content (e.g. growth zoning). Aluminium, substituting for Si in the lattice, was found in concentrations up to 1000's ppma, and its distribution is strongly related to Li and H and to a lesser extent, to Ge. Elemental sector zoning is evident from the distribution of these three elements since they exhibit differences in their respective concentrations between faces for distinct growth zones, with prismatic faces having the lowest Al contents. Quartz from veins in magmatic rocks, for example, tend to have lower Al concentrations and similar concentrations of Li and Ti suggesting also a contribution of these elements from the host rock. The relationship between Al and Li is still correlated. Only Alpine crystals grown at higher temperatures (~400°C) without any CL zoning feature are free of these impurities and do not show such zoning characteristics. Differences in the δ18O values were measured between different faces principally in the AIenriched growth zones or stages. These results were confirmed by the means of two different methods (in situ/non in situ). However, it was determined that the Al concentrations do not affect significantly oxygen isotope fractionations at 300°C. The results altogether suggest that the presence of sector zoning in quartz crystals is real, but not universal, and henceforth should be taken into consideration for any use of these systems. The occurrence of disequilibrium partitioning has been enhanced and is possibly related to kinetic processes as well as structural effects that do not affect similarly trace element incorporation and isotopic fractionation. In situ measurements also revealed fine scale δ18O zonations along growth paths that are useful to constrain fluid-rock interactions during Alpine metamorphism. Variations in the δ18O values present along growth vectors indicate changes in the fluid composition and origin. Association with oxygen isotope composition of the host rock allows for the deduction of interactions between rocks, veins and consequently fluids, as well as fluid regimes. RESUME DE LA THESE : A basses températures, (i.e. <400°C) les différents mécanismes qui régissent le fractionnement isotopique ainsi que les conditions nécessaires pour établir un état d'équilibre sont peu connus et nombre de paramètres peuvent entraîner un partitionnement chimique différentiel entre différents secteurs d'un minéral et le fluide en contact. Ainsi, ce travail de thèse a pour but d'évaluer la possible présence de zonages sectoriels en isotopes de l'oxygène mais aussi en éléments traces dans des cristaux naturels de quartz-α de basses températures, ainsi que les raisons d'un tel phénomène et enfin ses implications sur les interactions fluide-roche, principalement dans le cadre du métamorphisme Alpin. La structure et l'apparence en cathodoluminescence (CL) des échantillons ont été caractérisées avant de retracer en détail les compositions en élément traces (Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti, Fe) et en isotopes de l'oxygène, le long et entre différents secteurs. Les échantillons de quartz sélectionnés proviennent majoritairement de veines Alpine de différentes localités, où les conditions de croissance ont été déjà bien caractérisées. Les compositions minéralogiques et isotopiques de la roche encaissante ont aussi été examinées, pour contraindre les variations obtenues dans un contexte Alpin. Selon leurs conditions de croissance, la plupart des cristaux étudiés sont fortement zonés, ce qui est souligné par un zonage des concentrations en éléments traces (e.g. zonage de croissance). L'Aluminium, qui peut se substituer à la Silice dans le réseau cristallin, a été retrouvé jusqu'en très grandes concentrations dans certaines zones (plusieurs milliers de ppma). De plus, la distribution en Al est fortement liée à celles de Li et H, ainsi que dans une moindre mesure à Ge. La présence de zonage sectoriel est évidente au niveau de ces éléments qui montrent de larges différences de concentrations entre différentes faces pour une même zone de croissance, avec les concentrations les plus basses retrouvées dans les faces prismatiques. Les quartz de veines situées dans des roches magmatiques par exemple possèdent des concentrations en Li et Ti de même ordre de grandeur, confirmant le rôle de la composition de la roche encaissante. La relation Li/Al est toujours fortement présente, mais ce rapport est fonction de la face mesurée. Seuls les cristaux Alpins de plus hautes températures (400°C) ne possédant pas de zones en CL ne présentent aucune de ces caractéristiques. Des différences dans les valeurs de δ18O de zones identiques enrichies en Al ont clairement été mesurées entre les différentes faces r, z, et m, mais aussi au sein d'une même seule zone, indiquant que le fractionnement a probablement eu lieu en déséquilibre. Il a été déterminé que la présence d'Al dans ces teneurs n'avait qu'un faible effet sur le fractionnement isotopique de l'oxygène. L'utilisation de deux méthodes différentes a permis d'obtenir des résultats in situ et non in situ concordants. La comparaison des résultats obtenus permet de démontrer que le zonage sectoriel est bien présent dans certains cristaux de quartz, et dépend des conditions de formation. La présence d'un partitionnement différentiel des éléments traces peut être due à des effets cinétiques aussi bien que structuraux, alors que le zonage sectoriel des isotopes de l'oxygène aurait d'autres origines. Il est alors évident que la possibilité de zonage sectoriel doit être désormais pris en considération avant toute interprétations de données isotopiques de cristaux zonés. Les mesures in situ ont de plus permis de distinguer de fines variations des valeurs δ18O au cours de la croissance, qui peuvent aider à retracer la circulations des fluides dans les Alpes durant cette période. En association avec les compositions des roches encaissantes, ii est possible de déduire les interactions entre roches, veines, et par conséquent fluides, au cours de différentes étapes. RESUME GRAND PUBLIC : La géochimie des isotopes stables a pris beaucoup d'importance depuis ces dernières années pour aider à résoudre nombre de questions géologiques, en se basant sur les caractéristiques du fractionnement isotopiques pour différents systèmes. Il est donc nécessaire d'avoir une connaissance approfondie des mécanismes qui s'appliquent au fractionnement isotopique entre les minéraux et les fluides à partir desquels ils se forment. Ces mécanismes ont été bien approchés par différents types de calibrations pour des systèmes à hautes températures, cependant cela n'est pas aussi évident pour les systèmes à des températures inférieures à 400-500°C. Ce travail de thèse a pour but d'aider à la description et la compréhension des phénomènes qui peuvent affecter le fractionnement isotopique à basses températures, ainsi que leurs implications, à partir de l'étude de cristaux de quartz. Le choix des échantillons s'est porté sur des cristaux naturels formés à des températures inférieures ou égales à 400°C, provenant majoritairement de fissures hydrothermales Alpines dont les conditions de formation ont déjà été déterminées. L'étude des cristaux Alpin permet de plus de replacer les résultats obtenus dans le contexte du métamorphisme Alpin au cours du Miocène (21-13 Ma). Après examen de la structure et de la morphologie des cristaux, et leur caractérisation par cathodoluminescence (CL), des analyses chimiques détaillées sur les éléments en traces pouvant entrer dans le réseau cristallin du quartz comme impuretés (i.e. Li, Na, Al, P, K, Ca, Ge, Ti), et des isotopes stables de l'oxygène, ont été menées. En fonction des conditions de croissance, la plupart des cristaux présentent des zonations, qui peuvent être facilement reliées à la distribution des éléments traces analysés par microsonde électronique, sonde ionique (SIMS) et LA-ICPMS. De fortes concentrations d'Aluminium (plusieurs milliers de parties par million atomique) ont pu être observées dans les zones les plus externes des cristaux. De plus, les concentrations en Al et en Li sont toujours corrélées; la présence d'Hydrogène déduite à partir d'analyses par FTIR suit cette même tendance. Les différentes faces des cristaux présentent des concentrations distinctes d'Al, Li et H pour des mêmes zones de croissance, avec par exemple les concentrations les plus faibles dans les zones des faces prismatiques. Cela implique la présence d'un zonage sectoriel, qui a déjà été observé principalement dans des carbonates mais jamais décrit auparavant pour des quartz. Seuls les cristaux alpins homogènes en CL dont la croissance s'est faite à plus haute température (400°C) ne présentent aucune de ces caractéristiques. Par analogie avec le zonage sectoriel en Al, élément qui se substitue au Si dans le réseau cristallin du quartz, il est possible de penser qu'un zonage sectoriel pourrait aussi s'appliquer aux isotopes de l'oxygène. Des précédentes études avaient en effet émis cette hypothèse. Nos résultats ont été obtenus à partir d'analyses à la fois in- situ par SIMS, et par extraction assistée par laser-CO2 sur des parties de quartz soigneusement séparées, et sont en accord entre les deux méthodes. Un zonage sectoriel est en effet bien présent pour les cristaux alpins, mais principalement au niveau des zones très riches en Aluminium. Cependant, il a été déterminé que la présence d'Al dans ces teneurs avait un effet plus que minimal sur le fractionnement isotopique de l'oxygène. Des différences importantes ont été observées entre les faces r & z mais aussi au sein d'une même et seule zone, indiquant que le fractionnement a pu avoir lieu en déséquilibre, ce qui est aussi visible au niveau des valeurs totalement opposées entre faces pour la dernière phase de croissance de certains cristaux. Ainsi l'association de ces résultats laisse suggérer que la présence d'un zonage sectoriel peut être liée à différents paramètres tels que le taux de croissance ou la structure de surface du cristal, mais qui n'affectent pas de la même façon l'incorporation des éléments traces et le fractionnement isotopique. La possibilité d'un zonage sectoriel est importante à prendre en compte lors de toute interprétation de données isotopiques. Les analyses des isotopes de l'oxygène effectuées par SIMS ont aussi permis de distinguer des variations importantes à petite échelle au cours de la croissance. Des mesures faites par laser CO2 sur certaines roches encaissantes, ont permis distinguer plusieurs étapes dans la croissance des minéraux et de déduire le rôle de l'encaissant et le type de fluide. En association avec de précédentes études, il a été ainsi possible de mieux contraindre la formation de ces cristaux dans le contexte alpin et la circulation de fluide au cours du métamorphisme alpin durant le Miocène.

The Beck Cognitive Insight Scale in outpatients with psychotic disorders: further evidence from a French-speaking sample.

OBJECTIVE: The Beck Cognitive Insight Scale (BCIS) evaluates patients' self-report of their ability to detect and correct misinterpretation. Our study aims to confirm the factor structure and the convergent validity of the original scale in a French-speaking environment. METHOD: Outpatients (n = 158) suffering from schizophrenia or schizoaffective disorders fulfilled the BCIS. The 51 patients in Montpellier were equally assessed with the Positive and Negative Syndrome Scale (PANSS) by a psychiatrist who was blind of the BCIS scores. RESULTS: The fit indices of the confirmatory factor analysis validated the 2-factor solution reported by the developers of the scale with inpatients, and in another study with middle-aged and older outpatients. The BCIS composite index was significantly negatively correlated with the clinical insight item of the PANSS. CONCLUSIONS: The French translation of the BCIS appears to have acceptable psychometric properties and gives additional support to the scale, as well as cross-cultural validity for its use with outpatients suffering from schizophrenia or schizoaffective disorders. The correlation between clinical and composite index of cognitive insight underlines the multidimensional nature of clinical insight. Cognitive insight does not recover clinical insight but is a potential target for developing psychological treatments that will improve clinical insight.

Can we disentangle predator-prey interactions from species distributions at a macro-scale? A case study with a raptor species.

There is a debate on whether an influence of biotic interactions on species distributions can be reflected at macro-scale levels. Whereas the influence of biotic interactions on spatial arrangements is beginning to be studied at local scales, similar studies at macro-scale levels are scarce. There is no example disentangling, from other similarities with related species, the influence of predator-prey interactions on species distributions at macro-scale levels. In this study we aimed to disentangle predator-prey interactions from species distribution data following an experimental approach including a factorial design. As a case of study we selected the short-toed eagle because of its known specialization on certain prey reptiles. We used presence-absence data at a 100 Km2 spatial resolution to extract the explanatory capacity of different environmental predictors (five abiotic and two biotic predictors) on the short-toed eagle species distribution in Peninsular Spain. Abiotic predictors were relevant climatic and topographic variables, and relevant biotic predictors were prey richness and forest density. In addition to the short-toed eagle, we also obtained the predictor's explanatory capacities for i) species of the same family Accipitridae (as a reference), ii) for other birds of different families (as controls) and iii) species with randomly selected presences (as null models). We run 650 models to test for similarities of the short-toed eagle, controls and null models with reference species, assessed by regressions of explanatory capacities. We found higher similarities between the short-toed eagle and other species of the family Accipitridae than for the other two groups. Once corrected by the family effect, our analyses revealed a signal of predator-prey interaction embedded in species distribution data. This result was corroborated with additional analyses testing for differences in the concordance between the distributions of different bird categories and the distributions of either prey or non-prey species of the short-toed eagle. Our analyses were useful to disentangle a signal of predator-prey interactions from species distribution data at a macro-scale. This study highlights the importance of disentangling specific features from the variation shared with a given taxonomic level.

Addressing trypsin bias in large scale (phospho)proteome analysis by size exclusion chromatography and secondary digestion of large post-trypsin peptides.

In the vast majority of bottom-up proteomics studies, protein digestion is performed using only mammalian trypsin. Although it is clearly the best enzyme available, the sole use of trypsin rarely leads to complete sequence coverage, even for abundant proteins. It is commonly assumed that this is because many tryptic peptides are either too short or too long to be identified by RPLC-MS/MS. We show through in silico analysis that 20-30% of the total sequence of three proteomes (Schizosaccharomyces pombe, Saccharomyces cerevisiae, and Homo sapiens) is expected to be covered by Large post-Trypsin Peptides (LpTPs) with M(r) above 3000 Da. We then established size exclusion chromatography to fractionate complex yeast tryptic digests into pools of peptides based on size. We found that secondary digestion of LpTPs followed by LC-MS/MS analysis leads to a significant increase in identified proteins and a 32-50% relative increase in average sequence coverage compared to trypsin digestion alone. Application of the developed strategy to analyze the phosphoproteomes of S. pombe and of a human cell line identified a significant fraction of novel phosphosites. Overall our data indicate that specific targeting of LpTPs can complement standard bottom-up workflows to reveal a largely neglected portion of the proteome.

Integration of local-scale hydrological and regional-scale geophysical based on a nonlinear Bayesian sequential simulation approach

Significant progress has been made with regard to the quantitative integration of geophysical and hydrological data at the local scale. However, extending the corresponding approaches to the regional scale represents a major, and as-of-yet largely unresolved, challenge. To address this problem, we have developed a downscaling procedure based on a non-linear Bayesian sequential simulation approach. The basic objective of this algorithm is to estimate the value of the sparsely sampled hydraulic conductivity at non-sampled locations based on its relation to the electrical conductivity, which is available throughout the model space. The in situ relationship between the hydraulic and electrical conductivities is described through a non-parametric multivariate kernel density function. This method is then applied to the stochastic integration of low-resolution, re- gional-scale electrical resistivity tomography (ERT) data in combination with high-resolution, local-scale downhole measurements of the hydraulic and electrical conductivities. Finally, the overall viability of this downscaling approach is tested and verified by performing and comparing flow and transport simulation through the original and the downscaled hydraulic conductivity fields. Our results indicate that the proposed procedure does indeed allow for obtaining remarkably faithful estimates of the regional-scale hydraulic conductivity structure and correspondingly reliable predictions of the transport characteristics over relatively long distances.