Current kinematics and dynamics of Africa and the East African Rift System

Although the East African Rift System (EARS) is an archetype continental rift, the forces driving its evolution remain debated. Some contend buoyancy forces arising from gravitational potential energy (GPE) gradients within the lithosphere drive rifting. Others argue for a major role of the diverging mantle flow associated with the African Superplume. Here we quantify the forces driving present-day continental rifting in East Africa by (1) solving the depth averaged 3-D force balance equations for 3-D deviatoric stress associated with GPE, (2) inverting for a stress field boundary condition that we interpret as originating from large-scale mantle tractions, (3) calculating dynamic velocities due to lithospheric buoyancy forces, lateral viscosity variations, and velocity boundary conditions, and (4) calculating dynamic velocities that result from the stress response of horizontal mantle tractions acting on a viscous lithosphere in Africa and surroundings. We find deviatoric stress associated with lithospheric GPE gradients are similar to 8-20 MPa in EARS, and the minimum deviatoric stress resulting from basal shear is similar to 1.6 MPa along the EARS. Our dynamic velocity calculations confirm that a force contribution from GPE gradients alone is sufficient to drive Nubia-Somalia divergence and that additional forcing from horizontal mantle tractions overestimates surface kinematics. Stresses from GPE gradients appear sufficient to sustain present-day rifting in East Africa; however, they are lower than the vertically integrated strength of the lithosphere along most of the EARS. This indicates additional processes are required to initiate rupture of continental lithosphere, but once it is initiated, lithospheric buoyancy forces are enough to maintain rifting.

Estimating successive pK(a) values of polyprotic acids from ab initio molecular dynamics using metadynamics: the dissociation of phthalic acid and its isomers

Estimation of the dissociation constant, or pK(a), of weak acids continues to be a central goal in theoretical chemistry. Here we show that ab initio Car-Parrinello molecular dynamics simulations in conjunction with metadynamics calculations of the free energy profile of the dissociation reaction can provide reasonable estimates of the successive pK(a) values of polyprotic acids. We use the distance-dependent coordination number of the protons bound to the hydroxyl oxygen of the carboxylic group as the collective variable to explore the free energy profile of the dissociation process. Water molecules, sufficient to complete three hydration shells surrounding the acid molecule, were included explicitly in the computation procedure. Two distinct minima corresponding to the dissociated and un-dissociated states of the acid are observed and the difference in their free energy values provides the estimate for pK(a), the acid dissociation constant. We show that the method predicts the pK(a) value of benzoic acid in good agreement with experiment and then show using phthalic acid (benzene dicarboxylic acid) as a test system that both the first and second pK(a) values as well, as the subtle difference in their values for different isomers can be predicted in reasonable agreement with experimental data.

Medieval pulse of great earthquakes in the central Himalaya: Viewing past activities on the frontal thrust

The Himalaya has experienced three great earthquakes during the last century1934 Nepal-Bihar, 1950 Upper Assam, and arguably the 1905 Kangra. Focus here is on the central Himalayan segment between the 1905 and the 1934 ruptures, where previous studies have identified a great earthquake between thirteenth and sixteenth centuries. Historical data suggest damaging earthquakes in A.D. 1255, 1344, 1505, 1803, and 1833, although their sources and magnitudes remain debated. We present new evidence for a great earthquake from a trench across the base of a 13m high scarp near Ramnagar at the Himalayan Frontal Thrust. The section exposed four south verging fault strands and a backthrust offsetting a broad spectrum of lithounits, including colluvial deposits. Age data suggest that the last great earthquake in the central Himalaya most likely occurred between A.D. 1259 and 1433. While evidence for this rupture is unmistakable, the stratigraphic clues imply an earlier event, which can most tentatively be placed between A.D. 1050 and 1250. The postulated existence of this earlier event, however, requires further validation. If the two-earthquake scenario is realistic, then the successive ruptures may have occurred in close intervals and were sourced on adjacent segments that overlapped at the trench site. Rupture(s) identified in the trench closely correlate with two damaging earthquakes of 1255 and 1344 reported from Nepal. The present study suggests that the frontal thrust in central Himalaya may have remained seismically inactive during the last similar to 700years. Considering this long elapsed time, a great earthquake may be due in the region.

Geomorphology reveals active decollement geometry in the central Himalayan seismic gap

The similar to 700-km-long ``central seismic gap'' is the most prominent segment of the Himalayan front not to have ruptured in a major earthquake during the last 200-500 yr. This prolonged seismic quiescence has led to the proposition that this region, with a population >10 million, is overdue for a great earthquake. Despite the region's recognized seismic risk, the geometry of faults likely to host large earthquakes remains poorly understood. Here, we place new constraints on the spatial distribution of rock uplift within the western similar to 400 km of the central seismic gap using topographic and river profile analyses together with basinwide erosion rate estimates from cosmogenic Be-10. The data sets show a distinctive physiographic transition at the base of the high Himalaya in the state of Uttarakhand, India, characterized by abrupt strike-normal increases in channel steepness and a tenfold increase in erosion rates. When combined with previously published geophysical imaging and seismicity data sets, we interpret the observed spatial distribution of erosion rates and channel steepness to reflect the landscape response to spatially variable rock uplift due to a structurally coherent ramp-flat system of the Main Himalayan Thrust. Although it remains unresolved whether the kinematics of the Main Himalayan Thrust ramp involve an emergent fault or duplex, the landscape and erosion rate patterns suggest that the decollement beneath the state of Uttarakhand provides a sufficiently large and coherent fault segment capable of hosting a great earthquake.

Hydrological importance of sacred forest fragments in Central Western Ghats of India

Sacred groves are patches of forests of special spiritual significance to humans, offering also a diverse range of ecological and environmental services. We have attempted here to understand the local hydrological dynamics of a sacred forest, in terms of the benefits the village community derive, in central Western Ghats region of India. A comparative assessment has been made between two small watersheds in terms of their landscape structure (woody species composition) with soil water properties and availability of water in the respective downstream villages. The result shows that, sacred site with more primeval vegetation has close association with soil moisture in comparison to non-sacred site during dry spell of the year. The higher soil moisture ensures year long availability of water in the downstream village of the sacred site which facilitates farming of commercial crops with higher economic returns to the farmers, unlike the farmers in the other village where they face water crisis during the lean season. The study emphasizes the need for conservation endeavour on sacred groves highlighting its potential for water conservation at local and regional levels.

Sistematización de la información sobre dendroenergía existente en la región del Pacífico y Central de Nicaragua, período 1993-2012

La leña es la forma más simple de biomasa utilizada en los hogares del mundo. En Nicaragua, casi el cincuenta por ciento de los nicaragüenses cocinan con leña y carbón. Esta demanda de leña ha provocado sobre explotación del bosque seco del Pacifico de Nicaragua, ocasionando degradación progresiva del bosque. La información dendroenergética de los focos de producción de leña se encuentra dispersa y desorganizada, esto justifica la realización del presente estudio de sistematización, que servirá para establecer lineamientos básicos sobre las pautas a seguir al momento de la planificación, seguimiento y evaluación de proyectos y/o programas dendroenergéticos. La información se recolectó a través de entrevistas dirigidas a responsables administrativos o técnicos de cada entidad relevante del sector dendroenerg ético. Adicionalmente se recolectó información bibliográfica de documentos físicos y electrónicos. La información se organizó en cuatro tópicos: Leyes/políticas: se identificó la necesidad de la formulación y adición de leyes y/o políticas que promuevan y faciliten la inversión en proyectos de generación eléctrica renovable; Investigaciones/estudios/publicaciones: se observa buena cantidad de investigaciones y documentos educativos, sin embargo, están desactualizados y sin contenido ambiental completo; Organización, poca vinculación de las instancias gubernamentales del sector con los actores locales como las asociaciones, cooperativas y productores individuales; Producción/comercialización, limitada a actividades de plantación y producción de plántulas con fines energéticos. En conclusión, el sector dendroenergético en Nicaragua es poco atractivo a la inversión por los procedimientos administrativos, las normas jurídicas y la falta de mecanismos de incentivos y créditos. Las cooperativas y asociaciones no están bien vinculadas entre ellas, lo que no les permite incidir en políticas a favor del sector. Sin embargo, se detectan aspectos positivos, como La Estrategia de Leña y Carbón y la inserción en muchos hogares de las estufas mejoradas como mecanismo de ahorro dendroenergético.

Caracterización de sistemas de producción ganadera en las Comarcas de Copalar y San Pedro del Norte, Municipio de Bocanas de Paiwás, Zelaya Central

El presente trabajo se realizó con el objetivo de contribuir al desarrollo ganadero del micro región por medio de la caracterización de las actividades ganaderas de las Comarcas de Copalar y San Pedro del norte. El estudio se llevó a cabo en dos fases: Una fase preliminar de “diagnóstico, en la que se determinó, la disponibilidad y uso actual de los recursos en las fincas, tecnologías y características generales de los canales de comercialización y precios de los productos pecuarios generados por la actividad ganadera de las Comarcas. La segunda fase comprendió el procesamiento y computación de la información. La información relativa a los recursos pecuarios se procesó para cada uno de los eslabones de la cadena y en base a ello se estimaron los diferentes parámetros técnicos, productivos, reproductivos y elementos fuentes de ingresos y egresos determinándose así la rentabilidad de cada uno de los eslabones de la cadena. En los aspectos técnicos se determinó que la actividad de las fincas es la ganadería; ya que en promedio, el 92% de las áreas totales se destinan a esta actividad; existiendo solamente pastos naturales. Las cargas animales encontradas fluctuaron en un rango de 0.24 u.a/mz a 0.49 u.a/mz, siendo inferiores a las disponibilidades de pastos ; resultando las disponibilidades positivas. Las especies de pastos encontrados en mayor proporción en estas fincas son Asia (Panicum maximum) y Retana (Ischaemun indicum). En cuanto al manejo de potreros; encontramos que presentan un área promedio por potrero entre 27-29 mz. y realizan rotación de potreros cada 15-30 días. En relación al control de maleza se realizan chapeas más rondas dos veces al año y quemas cada dos, tres años.

Estudio descriptivo de hembras bovinas gestantes sacrificadas en el Matadero Central S.A. "MACESA", Juigalpa, Nicaragua

El presente estudio se realizó con el objetivo de Generar información útil para determinar el impacto económico del sacrificio de hembras gestantes en el Matadero Central S.A. MACESA en Juigalpa, Chontales. Se realizó un estudio observacional de tipo transversal que mide la prevalencia de la enfermedad, y por eso suelen denominarse estudios d e prevalencia. Se tomaron todas las hembras sacrificadas en el matadero desde enero a junio 2007. Obteniéndose los siguientes resultados; de un total de 45,325 animales sacrificados de ambos sexos, correspondió a hembras un 13,6 % y de estas la prevalencia de gestantes fue del 34.43%. Del total de vacas gestantes sacrificadas, el 49.4% se encontraba en el primer tercio de la gestación, 37.5% en el segundo tercio y 13.04% en el tercer tercio respectivamente. Las patologías encontradas fueron, quistes ováricos, infantilismo, cérvix desviada, endometritis , maceración fetal y prolapso vaginal, por orden de importancia. Se deja de percibir la cantidad de $5, 301,376 dólares americanos, por sacrificar hembras gestantes y disminución del hato nacional en 12,260 animales.

Thickness of the near-interface regions and central bulk ohmic resistivity in lead lanthanum zirconate titanate ferroelectric thin films

Thickness of the near-interface regions (NIR) and central bulk ohmic resistivity in lead lanthanum zirconate titanate ferroelectric thin films were investigated. A method to separate the low-resistive near-interface regions (NIRs) from the high-resistive central bulk region (CBR) in ferroelectric thin films was presented. Results showed that the thickness of the NIRs depended on the electrode materials in use and the CBR resistivity depended on the impurity doping levels.

Evaluación del comportamiento de cinco materiales de tomate (Lycopersicum esculentum Mill) ante el ataque del complejo mosca blanca -geminivirus- en la región central del pais

El objetivo de este trabajo fue evaluar cinco materiales de tomate (Lycopersicum esculentum Milll) ante infestaciones natura les del complejo mosca blanca- geminivirus en la región Central del país en el período comprendido de Diciembre 2002 – Abril 2003. En este experimento se evaluaron las líneas TY-4, TY-12, TY-13 y las variedades MTT-013 y MTT-019, el diseño utilizado fue el de Bloques Completo al Azar (BCA). Las variables evaluadas fueron: población de moscas blancas/pta, incidencia de la enfermedad, severidad de la enfermedad, número de racimos florales, número de flores, número de frutos por planta y rendimientos (kg/ha). A los datos obtenidos se les aplicó un Análisis de Varianza y una separación de medias según Tukey. Los resultados indicaron que la línea TY-4 y la TY-13 fueron las más tolerantes al complejo mosca blanca – geminivirus, siendo la variedad MTT-013 la más susceptible. En cuanto a la severidad, la mejor línea es la TY-4 seguida de la TY-13 y la TY-12, siendo la más severamente afectada la variedad MTT-013. En el caso de la población de mosca blanca, la variedad MTT-013 fue en la que se encontró el mayor número de adultos y en la que se encontraron el menor número de adultos de mosca blanca fue la línea TY-13. Para las variables racimos florales y flores la variedad que obtuvo el mayor promedio fue la variedad MTT-013 y el menor la línea TY-4. En el caso de los frutos, el material con menor promedio fue la variedad MTT-013 y los mayores promedios los alcanzaron las líneas TY-12 y TY-13, respectivamente. El mayor rendimiento lo alcanzó la línea TY-13 con un rendimiento equivalente de 19,000 kg/ha y el menor la variedad MTT-013 con un rendimiento equivalente de 7,000 kg/ha. En la etapa de laboratorio se comprobó efectivamente la presencia de geminivirus en todos los materiales evaluados.

Intensidad - duración - frecuencia en la región central de Nicaragua

A partir de la información facilitada por el Instituto Nicaragüense de Estudios Territoriales (INETER) se procedió a analizar los datos pluviográficos de cada estación, con el propósito de obtener las intensidades máximas por año, para los distintos períodos de retorno 5, 10,15, 20, 30, 40 y 50 años y duración de 5, 10, 20, 30, 60 y 120 minutos para la construcción de las curvas Intensidad-Duración-Frecuencia (IDF), en la región central de Nicaragua, en base al comportamiento de los registros pluviográ ficos para 15 años en 5 estaciones, en la quinta región se seleccionaron los departamentos que poseen estaciones con registros pluviográficos, estos son los siguientes: Estación de Juigalpa Latitud 12° 06' 00" y Longitud 85° 22' 00", Estación de aeropuerto de Managua Latitud 12° 08' 36" y Longitud 86° 09' 49",Estación Raúl González (San Isidro) Latitud 12° 54' 48" y Longitud 86° 11'30", Estación de Muy Muy Latitud 12° 45'48" y Longitud 85° 37' 36", Estación de Boaco Latitud 12 ̊ 28' 12"N y Longitud 85 ̊ 39' 18"W. En dicha selección se tomo como criterio la periodicidad de los datos de precipitaciones, el período entre 1972-1986, en lo referente a los años de estadísticas seleccionados para la investigación, es importante hacer mención que la estación pluviográfica de Juigalpa, los registros de las precipitaciones se encontraban con algunos datos faltantes producto del paso del tiempo lo que provocaría errores en la estimación de eventos futuros, por ende se implemento el método de promedio aritmético para calcular las intensidades de precipitaciones faltantes con la siguiente fórmula: Px = pa+ pb+ pc =/n Durante el desarrollo de esta investigación se estudiaron distintos métodos o formas analíticas para desarrollar las curvas IDF; sin embargo el método que se ajusto más a las condiciones topográficas de la zona fue el método de Gumbel tipo I ya que el método de Aparicio 1997, sobre estima los valores de las precipitaciones.

Microgravity Smoldering Combustion Of Flexible Polyurethane Foam With Central Ignition

Smoldering constitutes a significant fire risk both in normal gravity and in microgravity. This space experiment has been conducted aboard the China Recoverable Satellite SJ-8 to investigate smoldering characteristics of flexible polyurethane foam with central ignition in a forced flow of oxidizer. This configuration resulted in a combination of opposed and forward flow smolder. The microgravity experiment is rather unique in that it was performed at constant pressure, and with a relatively high ambient oxygen concentration (35% by volume). The smoldering characteristics are inferred from measurements of temperature histories at several locations along the foam sample. Particularly important is the discovery that there is a transition from smoldering to flaming near the sample end in the opposed smoldering. This transition seems to be caused by strong acceleration of the smoldering reaction. The observed transition serves to initiate a vigorous forward-propagating oxidation reaction in the char left behind by the smoldering reaction. The secondary char oxidation reaction propagates through the sample and consumes most of the remaining char. In forward flow smoldering, the oxidizer depletion by the upstream opposed smolder prevents an exothermic oxidation reaction from being established in the foam until this preceding reaction is completed. Once fresh oxidizer flows in the sample, the existing conditions are sufficient for a self-sustained forward smoldering reaction to take place.

Prospección de la especie Commelina benghalensis L. (Commelinaceae) en la región Central y Sur de Nicaragua y análisis de riesgo de su introducción a través de semilla de pastos

La especie Commelina bengalensis L. es una maleza de alto riesgo y reconocida agresividad, la cual, conforme legislación vigente en Nicaragua, tiene restringida la introducción al país. En vista de lo anterior, se llevó a cabo un estudio con el propósito de determinar la presencia-ausencia de dicha especie en la región sur-central y sur de Nicaragua, y en caso de ausencia, realizar un análisis de riesgo de introducción de la especie a través de la importación de semilla de pastos. El estudio se llevó a cabo en los departamentos de Boaco, Chontales, Rivas y el municipio de Nueva Guinea. El estudio es de naturaleza no experimental, de corte trasversal. En un periodo de 15 días, entre el 15 de marzo y el 30 de marzo del año 2012 se llevaron a cabo muestreos sistemáticos en pastizales de 14 fincas ganaderas en las regiones mencionadas. La información obtenida fue presencia o ausencia de la especie en mención, e información referente a otras especies del genero Commelina , con el propósito de corroborar o descartar la presencia de la especie. Posteriormente, en vista de la ausencia de la especie en los campos muestreados, en trabajo de gabinete se realizó una revisión documental con el propósito de hacer una evaluación del riesgo de introducción de la especie. Los resultados muestran ausencia de la especie. Durante el estudio fue posible determinar la presencia de las especies C . diffusa y C . erecta, las cuales muestras similitudes con C . benghalensis, sin embargo, particularidades morfológicas de esta última permiten descartar que se trate de dicha especie. Para evitar la introducción y establecimiento de C . benghalensis se debe exigir que las semillas de pastos importadas provengan de sitios libres de la especie, y donde se realice un manejo fitosanitario que garantice que el producto esté libre de semilla de la especie, realizar programa de verificación en los sitios de origen para determinar la procedencia de las semillas, así como cumplimiento de los requisitos que se establecen en programas de producción de semillas, exigir certificado fitosanitario internacional que indique que el producto proviene de áreas libres la maleza y localmente realizar inspección, muestreo y análisis de laboratorio para determinar la ausencia o presencia de la maleza.