From deep seated slope deformation to rock avalanche: Destabilization and transportation models of the Sierre landslide (Switzerland)

Sackung is a widespread post-glacial morphological feature affecting Alpine mountains and creating characteristic geomorphological expression that can be detected from topography. Over long time evolution, internal deformation can lead to the formation of rapidly moving phenomena such as a rock-slide or rock avalanche. In this study, a detailed description of the Sierre rock-avalanche (SW Switzerland) is presented. This convex-shaped postglacial instability is one of the larger rock-avalanche in the Alps, involving more than 1.5 billion m3 with a run-out distance of about 14 km and extremely low Fahrböschung angle. This study presents comprehensive analyses of the structural and geological characteristics leading to the development of the Sierre rock-avalanche. In particular, by combining field observations, digital elevation model analyses and numerical modelling, the strong influence of both ductile and brittle tectonic structures on the failure mechanism and on the failure surface geometry is highlighted. The detection of pre-failure deformation indicates that the development of the rock avalanche corresponds to the last evolutionary stage of a pre-existing deep seated gravitational slope instability. These analyses accompanied by the dating and the characterization of rock avalanche deposits, allow the proposal of a destabilization model that clarifies the different phases leading to the development of the Sierre rock avalanche.

Secretory IgA in human serum.

Secretory component (SC) was detected by the radioactive single radial diffusion technique in nearly all sera examined. The SC was shown to be associated with polymeric serum IgA. The mean level of secretory IgA (SIgA) in normal sera from India, Africa and Europe was about 0.03 to 0.04 mg/ml. The mean level was elevated in patients with a variety of disorders involving secretory surfaces (e.g., acute bacterial enterocolitis or respiratory tract carcinoma), but also in disorders with no known involvement of secretory surfaces. The highest levels were seen in lactating women, with a mean level five times higher than that in the general population. SIgA was also found at lower levels in cord serum, serum from breast-fed newborns and serum from children 3 to 10 years old.

Colour-polymorphic snake species are older

Many characteristics, for example life-history traits, physiological tolerance to heat and cold, and energy requirements, contribute to a population's ability to persist in the face of climatic variation. Recent studies have suggested that the presence of intraspecific colour polymorphism could be another potential contributor to population resilience (e.g. to climate change) in ectothermic vertebrates such as reptiles. In the present study, we tested for a relationship between the presence of intraspecific colour polymorphism and the age of snake species. Using phylogenetic comparative methods, we demonstrate that the presence of intraspecific colour polymorphism is correlated with the age of a species, with polymorphic snake species being significantly older than monomorphic species. Understanding how species have dealt with past environmental modifications, such as climate change, can provide important insights into how they are likely to respond in the future to ongoing climate warming.

Composition of fingermark residue: a qualitative and quantitative review

This article describes the composition of fingermark residue as being a complex system with numerous compounds coming from different sources and evolving over time from the initial composition (corresponding to the composition right after deposition) to the aged composition (corresponding to the evolution of the initial composition over time). This complex system will additionally vary due to effects of numerous influence factors grouped in five different classes: the donor characteristics, the deposition conditions, the substrate nature, the environmental conditions and the applied enhancement techniques. The initial and aged compositions as well as the influence factors are thus considered in this article to provide a qualitative and quantitative review of all compounds identified in fingermark residue up to now. The analytical techniques used to obtain these data are also enumerated. This review highlights the fact that despite the numerous analytical processes that have already been proposed and tested to elucidate fingermark composition, advanced knowledge is still missing. Thus, there is a real need to conduct future research on the composition of fingermark residue, focusing particularly on quantitative measurements, aging kinetics and effects of influence factors. The results of future research are particularly important for advances in fingermark enhancement and dating technique developments.

Application of low temperature thermochronology to understanding cooling and exhumation in the Central Swiss Alps

THESIS ABSTRACT : Low-temperature thermochronology relies on application of radioisotopic systems whose closure temperatures are below temperatures at which the dated phases are formed. In that sense, the results are interpreted as "cooling ages" in contrast to "formation ages". Owing to the low closure-temperatures, it is possible to reconstruct exhumation and cooling paths of rocks during their residence at shallow levels of the crust, i.e. within first ~10 km of depth. Processes occurring at these shallow depths such as final exhumation, faulting and relief formation are fundamental for evolution of the mountain belts. This thesis aims at reconstructing the tectono-thermal history of the Aar massif in the Central Swiss Alps by means of zircon (U-Th)/He, apatite (U-Th)/He and apatite fission track thermochronology. The strategy involved acquisition of a large number of samples from a wide range of elevations in the deeply incised Lötschen valley and a nearby NEAT tunnel. This unique location allowed to precisely constrain timing, amount and mechanisms of exhumation of the main orographic feature of the Central Alps, evaluate the role of topography on the thermochronological record and test the impact of hydrothermal activity. Samples were collected from altitudes ranging between 650 and 3930 m and were grouped into five vertical profiles on the surface and one horizontal in the tunnel. Where possible, all three radiometric systems were applied to each sample. Zircon (U-Th)/He ages range from 5.1 to 9.4 Ma and are generally positively correlated with altitude. Age-elevation plots reveal a distinct break in slope, which translates into exhumation rate increasing from ~0.4 to ~3 km/Ma at 6 Ma. This acceleration is independently confirmed by increased cooling rates on the order of 100°C/Ma constrained on the basis of age differences between the zircon (U-Th)/He and the remaining systems. Apatite fission track data also plot on a steep age-elevation curve indicating rapid exhumation until the end of the Miocene. The 6 Ma event is interpreted as reflecting tectonically driven uplift of the Aar massif. The late Miocene timing implies that the increase of precipitation in the Pliocene did not trigger rapid exhumation in the Aar massif. The Messinian salinity crisis in the Mediterranean could not directly intensify erosion of the Aar but associated erosional output from the entire Alps may have tapered the orogenic wedge and caused reactivation of thrusting in the Aar massif. The high exhumation rates in the Messinian were followed by a decrease to ~1.3 km/Ma as evidenced by ~8 km of exhumation during last 6 Ma. The slowing of exhumation is also apparent from apatite (U-Th)1He age-elevation data in the northern part of the Lötschen valley where they plot on a ~0.5km/Ma line and range from 2.4 to 6.4 Ma However, from the apatite (U-Th)/He and fission track data from the NEAT tunnel, there is an indication of a perturbation of the record. The apatite ages are youngest under the axis of the valley, in contrast to an expected pattern where they would be youngest in the deepest sections of the tunnel due to heat advection into ridges. The valley however, developed in relatively soft schists while the ridges are built of solid granitoids. In line with hydrological observations from the tunnel, we suggest that the relatively permeable rocks under the valley floor, served as conduits of geothermal fluids that caused reheating leading to partial Helium loss and fission track annealing in apatites. In consequence, apatite ages from the lowermost samples are too young and the calculated exhumation rates may underestimate true values. This study demonstrated that high-density sampling is indispensable to provide meaningful thermochronological data in the Alpine setting. The multi-system approach allows verifying plausibility of the data and highlighting sources of perturbation. RÉSUMÉ DE THÈSE : La thermochronologie de basse température dépend de l'utilisation de systèmes radiométriques dont la température de fermeture est nettement inférieure à la température de cristallisation du minéral. Les résultats obtenus sont par conséquent interprétés comme des âges de refroidissement qui diffèrent des âges de formation obtenus par le biais d'autres systèmes de datation. Grâce aux températures de refroidissement basses, il est aisé de reconstruire les chemins de refroidissement et d'exhumation des roches lors de leur résidence dans la croute superficielle (jusqu'à 10 km). Les processus qui entrent en jeu à ces faibles profondeurs tels que l'exhumation finale, la fracturation et le faillage ainsi que la formation du relief sont fondamentaux dans l'évolution des chaînes de montagne. Ces dernières années, il est devenu clair que l'enregistrement thermochronologique dans les orogènes peut être influencé par le relief et réinitialisé par l'advection de la chaleur liée à la circulation de fluides géothermaux après le refroidissement initial. L'objectif de cette thèse est de reconstruire l'histoire tectono-thermique du massif de l'Aar dans les Alpes suisses Centrales à l'aide de trois thermochronomètres; (U-Th)/He sur zircon, (U-Th)/He sur apatite et les traces de fission sur apatite. Afin d'atteindre cet objectif, nous avons récolté un grand nombre d'échantillons provenant de différentes altitudes dans la vallée fortement incisée de Lötschental ainsi que du tunnel de NEAT. Cette stratégie d'échantillonnage nous a permis de contraindre de manière précise la chronologie, les quantités et les mécanismes d'exhumation de cette zone des Alpes Centrales, d'évaluer le rôle de la topographie sur l'enregistrement thermochronologique et de tester l'impact de l'hydrothermalisme sur les géochronomètres. Les échantillons ont été prélevés à des altitudes comprises entre 650 et 3930m selon 5 profils verticaux en surface et un dans le tunnel. Quand cela à été possible, les trois systèmes radiométriques ont été appliqués aux échantillons. Les âges (U-Th)\He obtenus sur zircons sont compris entre 5.l et 9.4 Ma et sont corrélés de manière positive avec l'altitude. Les graphiques représentant l'âge et l'élévation montrent une nette rupture de la pente qui traduisent un accroissement de la vitesse d'exhumation de 0.4 à 3 km\Ma il y a 6 Ma. Cette accélération de l'exhumation est confirmée par les vitesses de refroidissement de l'ordre de 100°C\Ma obtenus à partir des différents âges sur zircons et à partir des autres systèmes géochronologiques. Les données obtenues par traces de fission sur apatite nous indiquent également une exhumation rapide jusqu'à la fin du Miocène. Nous interprétons cet évènement à 6 Ma comme étant lié à l'uplift tectonique du massif de l'Aar. Le fait que cet évènement soit tardi-miocène implique qu'une augmentation des précipitations au Pliocène n'a pas engendré cette exhumation rapide du massif de l'Aar. La crise Messinienne de la mer méditerranée n'a pas pu avoir une incidence directe sur l'érosion du massif de l'Aar mais l'érosion associée à ce phénomène à pu réduire le coin orogénique alpin et causer la réactivation des chevauchements du massif de l'Aar. L'exhumation rapide Miocène a été suivie pas une diminution des taux d'exhumation lors des derniers 6 Ma (jusqu'à 1.3 km\Ma). Cependant, les âges (U-Th)\He sur apatite ainsi que les traces de fission sur apatite des échantillons du tunnel enregistrent une perturbation de l'enregistrement décrit ci-dessus. Les âges obtenus sur les apatites sont sensiblement plus jeunes sous l'axe de la vallée en comparaison du profil d'âges attendus. En effet, on attendrait des âges plus jeunes sous les parties les plus profondes du tunnel à cause de l'advection de la chaleur dans les flancs de la vallée. La vallée est creusée dans des schistes alors que les flancs de celle-ci sont constitués de granitoïdes plus durs. En accord avec les observations hydrologiques du tunnel, nous suggérons que la perméabilité élevée des roches sous l'axe de la vallée à permi l'infiltration de fluides géothermaux qui a généré un réchauffement des roches. Ce réchauffement aurait donc induit une perte d'Hélium et un recuit des traces de fission dans les apatites. Ceci résulterait en un rajeunissement des âges apatite et en une sous-estimation des vitesses d'exhumation sous l'axe de la vallée. Cette étude à servi à démontrer la nécessité d'un échantillonnage fin et précis afin d'apporter des données thermochronologiques de qualité dans le contexte alpin. Cette approche multi-système nous a permi de contrôler la pertinence des données acquises ainsi que d'identifier les sources possibles d'erreurs lors d'études thermochronologiques. RÉSUMÉ LARGE PUBLIC Lors d'une orogenèse, les roches subissent un cycle comprenant une subduction, de la déformation, du métamorphisme et, finalement, un retour à la surface (ou exhumation). L'exhumation résulte de la déformation au sein de la zone de collision, menant à un raccourcissement et un apaissessement de l'édifice rocheux, qui se traduit par une remontée des roches, création d'une topographie et érosion. Puisque l'érosion agit comme un racloir sur la partie supérieure de l'édifice, des tentatives de corrélation entre les épisodes d'exhumation rapide et les périodes d'érosion intensive, dues aux changements climatiques, ont été effectuées. La connaissance de la chronologie et du lieu précis est d'une importance capitale pour une quelconque reconstruction de l'évolution d'une chaîne de montagne. Ces critères sont donnés par un retraçage des changements de la température de la roche en fonction du temps, nous donnant le taux de refroidissement. L'instant auquel les roches ont refroidit, passant une certaine température, est contraint par l'application de techniques de datation par radiométrie. Ces méthodes reposent sur la désintégration des isotopes radiogéniques, tels que l'uranium et le potassium, tous deux abondants dans les roches de la croûte terrestre. Les produits de cette désintégration ne sont pas retenus dans les minéraux hôtes jusqu'au moment du refroidissement de la roche sous une température appelée 'de fermeture' , spécifique à chaque système de datation. Par exemple, la désintégration radioactive des atomes d'uranium et de thorium produit des atomes d'hélium qui s'échappent d'un cristal de zircon à des températures supérieures à 200°C. En mesurant la teneur en uranium-parent, l'hélium accumulé et en connaissant le taux de désintégration, il est possible de calculer à quel moment la roche échantillonnée est passée sous la température de 200°C. Si le gradient géothermal est connu, les températures de fermeture peuvent être converties en profondeurs actuelles (p. ex. 200°C ≈ 7km), et le taux de refroidissement en taux d'exhumation. De plus, en datant par système radiométrique des échantillons espacés verticalement, il est possible de contraindre directement le taux d'exhumation de la section échantillonnée en observant les différences d'âges entre des échantillons voisins. Dans les Alpes suisses, le massif de l'Aar forme une structure orographique majeure. Avec des altitudes supérieures à 4000m et un relief spectaculaire de plus de 2000m, le massif domine la partie centrale de la chaîne de montagne. Les roches aujourd'hui exposées à la surface ont été enfouies à plus de 10 km de profond il y a 20 Ma, mais la topographie actuelle du massif de l'Aar semble surtout s'être développée par un soulèvement actif depuis quelques millions d'années, c'est-à-dire depuis le Néogène supérieur. Cette période comprend un changement climatique soudain ayant touché l'Europe il y a environ 5 Ma et qui a occasionné de fortes précipitations, entraînant certainement une augmentation de l'érosion et accélérant l'exhumation des Alpes. Dans cette étude, nous avons employé le système de datation (U-TH)/He sur zircon, dont la température de fermeture de 200°C est suffisamment basse pour caractériser l'exhumation du Néogène sup. /Pliocène. Les échantillons proviennent du Lötschental et du tunnel ferroviaire le plus profond du monde (NEAT) situé dans la partie ouest du massif de l'Aar. Considérés dans l'ensemble, ces échantillons se répartissent sur un dénivelé de 3000m et des âges de 5.1 à 9.4 Ma. Les échantillons d'altitude supérieure (et donc plus vieux) documentent un taux d'exhumation de 0.4 km/Ma jusqu'à il y a 6 Ma, alors que les échantillons situés les plus bas ont des âges similaires allant de 6 à 5.4 Ma, donnant un taux jusqu'à 3km /Ma. Ces données montrent une accélération dramatique de l'exhumation du massif de l'Aar il y a 6 Ma. L'exhumation miocène sup. du massif prédate donc le changement climatique Pliocène. Cependant, lors de la crise de salinité d'il y a 6-5.3 Ma (Messinien), le niveau de la mer Méditerranée est descendu de 3km. Un tel abaissement de la surface d'érosion peut avoir accéléré l'exhumation des Alpes, mais le bassin sud alpin était trop loin du massif de l'Aar pour influencer son érosion. Nous arrivons à la conclusion que la datation (U-Th)/He permet de contraindre précisément la chronologie et l'exhumation du massif de l'Aar. Concernant la dualité tectonique-érosion, nous suggérons que, dans le cas du massif de l'Aar, la tectonique prédomine.

Molecular phylogenetics of shrews (Mammalia: Soricidae) reveal timing of transcontinental colonizations.

We sequenced 2167 base pairs (bp) of mitochondrial DNA cytochrome b and 16S, and 1390 bp of nuclear genes BRCA1 and ApoB in shrews taxa (Eulipotyphla, family Soricidae). The aim was to study the relationships at higher taxonomic levels within this family, and in particular the position of difficult clades such as Anourosorex and Myosorex. The data confirmed two monophyletic subfamilies, Soricinae and Crocidurinae. In the former, the tribes Anourosoricini, Blarinini, Nectogalini, Notiosoricini, and Soricini were supported. The latter was formed by the tribes Myosoricini and Crocidurini. The genus Suncus appeared to be paraphyletic and included Sylvisorex. We further suggest a biogeographical hypothesis, which shows that North America was colonized by three independent lineages of Soricinae during middle Miocene. Our hypothesis is congruent with the first fossil records for these taxa. Using molecular dating, the first exchanges between Africa and Eurasia occurred during the middle Miocene. The last one took place in the Late Miocene, with the dispersion of the genus Crocidura through the old world.

Enhancement of writings on a damaged medieval manuscript using ultraviolet imaging

The Minutarium Majus, a register dating from the 13th and 14th centuries, was transferred by the paleographers responsible for its transcription to the Institute of Forensic Science of the University of Lausanne with the aim of enhancing portions of text that had become worn away and illegible. The manuscript had suffered from deterioration and damage for different unknown reasons, but most likely because of the colour instability of the ink, contaminations, storage conditions and repeated human manipulation. A total of 69 areas of text, ranging in size from just a few words to full pages, were photographically recorded under both white and ultraviolet (UV) light illumination. UV illumination observed in the visible range proved to be efficient in detecting the writings. Most of the texts could thus be successfully transcribed by the paleographers. The technique proved to be extremely useful for the exposure of damaged medieval writings.

The early Miocene rotation of the Corso-Sardinian block. New paleomagnetic constraints for the end of the motion

The paleomagnetic investigations carried out in the 70's on Oligo-Miocene volcanics of Sardinia have demonstrated that the island was turned by 35-30 degrees clockwise from 33 Ma up to 3-1-20.5 Ma and rotated counterclockwise in a few million years [De Jong et al., 1969, 1973; Bobier et Coulon, 1970; Coulon et al., 1974; Manzoni, 1974, 1975; Bellon rr nl.. 1977: Edel et Lortscher, 1977; Edel, 1979, 1980]. Since then, the end of the rotation fixed at 19 Ma by Montigny er al. [1981] was the subject of discussions and several studies associating paleomagnetism and radiometric dating were undertaken [Assorgia er al., 1994: Vigliotti et Langenheim, 1995: Deino et al., 1997; Gattacceca rt Deino, 1999]. This is a contribution to this debate that is hampered by thr important secular variation recorded in the volcanics. The only way to get our of this problem is to sample series of successive flows as completely as possible, and to reduce the effect of secular variation by the calculation of means. Sampling was performed north of Bonorva in 5 pyroclastic flows that belong to the upper ignimbritic series SI2 according to Coulon rr nl. [1974] or LBLS according to Assorgia et al. [1997] (fig. I). Ar-40/Ar-39 dating of biotites from the debris flow (MDF) has yielded an age or 18.35 +/- 0.03 Ma [Dubois, 2000]. Five of the investigated sites are located beneath the debris flow ITV, TVB, TVD, SPM85, SPM86), one site was cured in the matrix of the debris flow (MDF) and one in 4 metric blocks included in the flow (DFC). Another site was sampled in the upper ash flow (PDM) that marks the end of the pyroclastic activity, just before the marine transgression. According to micropaleontological and radiometric dating this transgression has occurred between 18.35 and 17.6 Ma [Dubois, 2000]. After removal of a soft viscous component, the thermal demagnetization generally shows a univectorial behaviour of the remanent magnetization (fig. 2a). The maximum unblocking temperatures of 580-620 degrees (tab. I) and a rapid saturation below 100 mT (fig. 3) indicate that the carrier of the characteristic magnetization is magnetite. The exception comes: from the upper site PDM in which were found two characteristic components, one with a normal polarity and low unblocking temperatures up to 350 degreesC and one with a reversed polarity and maximum unblocking temperatures at 580-600 degreesC of magnetite. After calculation of a mean direction for each flow, the mean << Al >> direction 4 degrees /57 degrees (alpha (95) = 13 degrees) computed with the mean directions for the 5 flows may be considered as weakly affected by secular variation. But the results require a more careful examination. The declinations are N to NNW beneath the debris flow. NNW in the debris flow. and NNE (or SSW) above the debris flow, The elongated distribution of the directions obtained at sites TVB and TVD. scattered from the mean direction of TV to the mean direction of MDF is interpreted as due to partial overprinting during the debris How volcanic episode, The low temperature component PDMa is likely related to the alteration seen on thin sections and is also viewed as an overprint. As NNE/SSW directions occur as well below (mean direction << B >> : 5 degrees /58 degrees) as above the debris flow (PDMb : 200 degrees/-58 degrees). the NNW directions (<< C >> : 337 degrees /64 degrees) associated with the debris flow volcanism may be interpreted as resulting from a magnetic field excursion. According to the polarity scale of Cande and Kent [1992, 1995] and the radiometric age of MDF, the directions with normal polarity (TV, TVB, TVD, SPM85. SPM86a. MDF. DFC) may represent the period 5En. while the directions with reversed polarity PDMb and SPM86b were likely acquired during the period 5Dr. Using the mean << Al >> direction, the mean << B >>, or the PDM direction (tab. I). the deviation in declination with the direction of stable Europe 6.4 degrees /58.7 degrees (alpha (95) = 8 degrees) for a selection of 4 middle Tertiary poles by Besse et Courtillot [1991] or 7 degrees /56 degrees (alpha (95) = 3 degrees) for 19 poles listed by Edel [1980] can be considered as negligible. Using the results from the uppermost ignimbritic layer of Anglona also emplaced around 18.3 Ma [Odin rt al.. 1994]. the mean direction << E >> (3 degrees /51.5 degrees) leads to the same conclusion. On the contrary, when taking into account all dated results available for the period 5En (mean direction << D >> 353 degrees /56 degrees for 45 sites) (tab. II). the deviation 13 degrees is much more significant. As the rotation of Sardinia started around 21-20.5 Ma. the assumption of a constant velocity of rotation and the deviations of the Sardinia directions with respect to the stable Europe direction locate the end of the motion between 18.3 and 17.2 or 16.7 Ma (fig. 4). During the interval 18.35-17.5 Ma, the marine transgression took place. At the same period a NE-SW shortening interpreted as resulting from the collision of Sardinia with Apulia affected different parts of the island [Letouzey et al., 1982]. Consequently, the new paleomagnetic results and the tectono-sedimentary evolution are in favour of an end of the rotation at 17.5-18 Ma.

Petrology and chemistry of the Chalten Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the Miocene

Résumé Scientific:Pétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe sujet de cette thèse est le Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC), situé à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (49°15'S). Ce complexe s'est mis en place au début du Miocène, dans un contexte de changements tectoniques importants. La géométrie et la vitesse de migration des plaques en Patagonie a été modifiée suite l'ouverture de la plaque Farallon il y a 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) et la subduction de la ride active du Chili sous la plaque sud-américaine il y a 14Ma (Cande and Leslie 1986). Les effets de cette reconfiguration tectonique sur la morphologie et le magmatisme de la plaque supérieure sont encore sujets à discussion. Dans ce contexte, un groupe d'intrusions miocènes - telle que le CHPC - est particulièrement intriguant, car en position transitionnelle entre le batholithe patagonien et l'arc volcanique cénozoïque et récent à l'ouest, et les laves de plateau de Patagonie à l'est (Fig. 1). A cause de leur position tectonique transitoire, ces plutons isolés hors du batholithe représentent un endroit clé pour comprendre les interactions entre la tectonique à large échelle et le magmatisme en Patagonie. Ici, je présente de nouvelles données de terrain, petrologiques, géochimiques et géochronologiques dans le but de caractériser la nature du CHPC, qui était largement inconnu avant cette étude, dans le but de tester l'hypothèse de migration de l'arc et erosion par subduction.Les résultats de l'investigation géochimique (chapitre 2) montrent que le CHPC n'est qu'un exemple parmi les plutons isolés d'arrière arc ave une composition calco-alcaline caractéristique, c-à-d une signature d'arc. La plupart de ces plutons isolés ont une composition alcaline. Le CHPC, contrairement, a une signature calco-alcaline avec Κ intermédiaire, tel que le batholithe patagonien et la plupart des roches volcaniques quaternaires liées à l'arc le long des Andes.De nouvelles données géochronologiques U-Pb de haute précision sur des zircons, acquis par TIMS, sur le CHPC donnent des âges entre 17.0 et 16.4Ma. Les âges absolus sont en accord avec la séquence intrusive déduite des relations de terrain (chapitre 1). Ces données sont les premières contraintes d'âge U-Pb sur le CHPC. Elles montrent clairement que l'histoire magmatique du CHPC n'a pas de lien direct avec la subduction de la ride à cette latitude (Cande and Leslie 1986), car le complexe est au moins 6Ma plus ancien.Une comparaison en profondeur avec les autres intrusions d'âge Miocène en Patagonie révèlent - pour la première fois - une évolution temporelle intéressante. Il y a une tendance E-W distincte au magmatisme calco-alcalin entre 20-16Ma avec une diminution de l'âge vers l'est - le CHPC est l'expression la plus orientale de cette tendance. Je suggère que la relation espace-temps reflète une migration vers l'est (vers le continent) de l'arc magmatique. Je propose que le facteur principal contrôlant cette migration est la subduction rapide suite à la reconfiguration de la vitesse des plaques tectoniques après l'ouverture la plaque Farallon (à ~26Ma) qui résulterait en une déformation importante ainsi qu'à des taux élevés d'érosion dans la fosse de subduction.Les rapports d'isotopes radiogéniques (Pb, Sr, Nd) élevés, une signature 6018 basse et un rapport Th/La élevé sont des paramètres distinctifs pour les roches mafiques du CHPC. Le modèle isotopique présenté (chapitre 2) suggère que cette signature reflète une contamination de la source, dans le coin de manteau, plutôt qu'une contamination crustale. La signature des éléments en trace du CHPC indiquent que le coin de manteau a été contaminé par des composés terrigènes, le plus vraisemblablement par des sédiments paléozoïques.Les travaux de terrain, la pétrographie et la géothermobarométrie ont été utilisés dans le but de comprendre l'histoire interne du CHPC (chapitre 3). Ces données suggèrent deux niveaux distincts de cristallisation : l'un dans la croûte moyenne (6 à 4.5kbar) et l'autre à un niveau peu profond (3.5 à 2kbar). La modélisation isotopique AFC de la contamination crustale indique des taux variables d'assimilation, qui ne sont pas corrélés avec le degré de différenciation. Cela suggère que différents volumes de magma se sont différenciés en profondeur, de façon indépendante. Cela implique que le CHPC se serait formés en plusieurs puises de magmas provenant d'au moins trois sources différentes. Les textures des granodiorites et des granites indiquent des teneurs élevées en cristaux avant la mise en place et, par conséquent, des températures d'emplacement faibles. Les observations de terrain montrent que les roches mafiques sont déformées, alors que ce n'est pas le cas pour les granodiorites et granites (plus jeunes). La déformation des roches mafiques est encore sujet de recherche, afin de savoir si elle est liée à la déformation régionale en régime compressif ou à l'emplacement lui-même. Cependant, la mise en place de grand volume de magma felsique riche en cristaux suggère un régime d'extension.Scientific Abstract:Petrology and chemistry of the Chaltén Plutonic Complex and implications on the magmatic and tectonic evolution of the Southernmost Andes (Patagonia) during the MioceneThe subject of this thesis is the Chaltén Plutonic Complex (CHPC) located at the frontier between Chile and Argentina in Patagonia (at 49° 15 'Southern latitude). This complex intruded during early Miocene in a context of major tectonics changes. The plate geometry of Patagonia has been modified by changes in the plate motions after the break up of the Farallôn plate at 25Ma (Pardo-Casas and Molnar 1987) and by the subduction of the Chile spreading Ridge beneath South-America at 14 Ma (Cande and Leslie 1986). The effects of this tectonic setting on the morphology and the magmatism of the overriding plate are a matter of on-going discussion. Particularly intriguing in this context is a group of isolated Miocene intrusions - like the CHPC - which are located in a transitional position between the Patagonian Batholith and the Cenozoic and Recent volcanic arc in the West, and the Patagonian plateau lavas in the East (Fig. 1). Due to their transient tectonic position these isolated plutons outside the batholith represent a key to understanding the interaction between global-scale tectonics and magmatism in Patagonia. Here, I present new field, penological, geochemical and geochronological data to characterize the nature of the CHPC, which was largely unknown before this study, in order to test the hypothesis of time- transgressive magmatism.The results of the geochemical investigation (Chapter 2) show that the CHPC is only one among these isolated back-arc plutons with a characteristic calc-alkaline composition, i.e. arc signature. Most of these isolated intrusives have an alkaline character. The CHPC, in contrast, has a medium Κ calc-alkaline signature, like the Patagonian batholith and most of the Quaternary arc-related volcanic rocks along the Andes.New high precision TIMS U-Pb zircon dating of the CHPC yield ages between 17.0 to 16.4 Ma. The absolute ages support the sequence of intrusion relations established in the field (Chapter 1). These data are the first U-Pb age constraints on the CHPC, and clearly show that the magmatic history of CHPC has no direct link to the subduction of the ridge, since this complex is at least 6 Ma older than the time of collision of the Chile ridge at this latitude (Cande and Leslie 1986).An in-depth comparison with other intrusion of Miocene age in Patagonia reveals - for the first time - an interesting temporal pattern. There is a distinct E-W trend of calc-alkaline magmatism between 20-16 Ma with the younging of ages in the East - the CHPC is the easternmost expression of this trend. I suggest that this time-space relation reflects an eastward (landward) migration of the magmatic arc. I propose that main factor controlling this migration is the fast rates of subduction after the major reconfigurations of the plate tectonic motions after the break up of the Farallôn Plate (at -26 ) resulting in strong deformation and high rates of subduction erosion.High radiogenic isotope ratios (Pb, Sr, Nd) ratios, low 5018 signature and high Th/La ratios in mafic rocks are distinctive features of the CHPC. The presented isotopic models (Chapter 2) suggest that this signature reflects source contamination of the mantle wedge rather than crustal contamination. The trace element signature of the CHPC indicates that the mantle wedge was contaminated with a terrigenous component, most likely from Paleozoic sediments.Fieldwork, petrography and geothermobarometry were used to further unravel the internal history of the CHPC (Chapter 3). These data suggest two main levels of crystallization: one a mid crustal levels (6 to 4.5 kbar) and other a shallow level (3.5 to 2 kbar). Isotopic AFC modeling of crustal contamination indicate variable rates of assimilation, which are not correlated with the degree of differentiation. This suggests that different batches of magma differentiate independently at depths. This implies that the CHPC would have formed by several pulses of magmas from at least 3 different sources. Textures of granodiorites and granites indicate a high content of crystals previous to the emplacement and consequently low emplacement temperatures. Field observations show that the mafic rocks are deformed, whereas the (younger) granodiorites and granites are not. It is still subject of investigation whether the deformation of the mafic rocks is related to regional deformation during a compressional regime or to the emplacement it self. However, the emplacement of huge amount of crystal rich felsic magmas suggests an extensional regime.Résumé Grand PublicPétrologie et Géochimie du Complexe Plutonique de Chaltén et les conséquences pour l'évolution magmatique et tectonique du Andes du Sud (Patagonia) pendant le MiocèneLe Complexe Plutonique de Chaltén (CHPC) est un massif montagneux situé à 49°S à la frontière entre le Chili et l'Argentine, en Patagonie (région la plus au sud de l'Amérique du Sud). Il est composé de montagnes qui peuvent atteindre plus de 3000 mètres d'altitude, telles que le Cerro Fitz Roy (3400m) et le Cerro Torre (3100m). Ces montagnes sont composées de roches plutoniques, c.-à-d. des magmas qui se sont refroidis et ont cristallisés sous la surface terrestre.La composition chimique de ces roches montre que les magmas, qui ont formé ce complexe plutonique, font partie d'un volcanisme d'arc. Celui-ci se forme lorsqu'une plaque océanique plonge sous une plaque continentale. Les géologues appellent ce processus « subduction ». Dans un tel scénario, le manteau terrestre, qui se fait prendre entre ces deux plaques, fond pour former ainsi du magma. Ce magma remonte à travers la plaque continentale vers la surface. Si celui-ci atteint la surface, il forme les roches volcaniques, comme par exemple des laves. S'il n'atteint pas la surface, le magma se refroidit pour former finalement les roches plutoniques.Le long de la marge ouest d'Amérique du Sud, la plaque Nazca - qui se situe au sud-est de la plaque océanique pacifique - passe en dessous de la plaque d'Amérique du Sud. La bordure ouest du sud de la plaque sud-américaine a également été affectée par d'autres processus tectoniques, tels que des changements dramatiques dans les déplacements de plaques (il y a 25Ma) et la collision de la ride du Chili (depuis 15 Ma jusqu'à aujourd'hui). Ces caractéristiques tectoniques et magmatiques font de cette région un haut lieu pour les géologues. La plaque Nazca, s'est formée suite à l'ouverture d'une plaque océanique plus ancienne, il y a 25Ma. Cette ouverture est liée aux vitesses de subduction les plus rapides jamais connues. La ride du Chili est l'endroit où le sol de l'Océan Pacifique s'ouvre, formant deux plaques océaniques : les plaques Nazca et Antarctique. La ride du Chili subducte sous la plaque sud-américaine depuis 15Ma, en association avec la formation de grands volumes de magma ainsi que des changements morphologiques importants. La question de savoir lequel de ces changements tectoniques globaux affecte la géologie et la géographie de Patagonie a été, et est encore, discutée pendant de nombreuses années. De nombreux chercheurs suggèrent que la plupart des caractéristiques morphologiques et magmatiques en Patagonie sont liés à la subduction de la ride du Chili, mais cette suggestion est encore débattue comme le montre notre étude.Le batholithe de Patagonie du sud (SPB) est un énorme massif composé de roches plutoniques et il s'étend tout au long de la côte ouest de Patagonie (au sud de 47°S). Ces roches correspondent certainement aux racines d'un ancien arc volcanique, qui a été soulevé et érodé. Le CHPC, ainsi que d'autres petites intrusions dans la région, se situe dans une position exotique, à 100km à l'est du SPB. Certains chercheurs suggèrent que ces intrusions pourraient être liées à la subduction de la ride du Chili.Afin de débattre de cette problématique, nous avons utilisé différentes méthodes géochronologiques pour déterminer l'âge du CHPC et le comparer (a) à l'âge des roches intrusives similaires du SPB et (b) à l'âge de la collision de la ride du Chili. Dans ce travail, nous prouvons que le CHPC s'est formé au moins 7Ma avant la collision avec la ride du Chili. Sur la base des âges du CHPC et de la composition chimique de ses roches et minéraux, nous proposons que le CHPC fait partie d'un arc volcanique ancien. La migration de l'arc volcanique plus profondément dans le continent résulte de la grande vitesse de subduction entre 25 et lOMa. Des caractéristiques évidentes pour un tel processus - telles qu'une déformation importante et une vitesse d'érosion élevée - peuvent être rencontrées tout au long de la bordure ouest de l'Amérique du sud.

Determining 241Pu in environmental samples: case studies in alpine soils.

A procedure was developed for determining 241Pu activity in environmental samples. This beta emitter isotope of plutonium was measured by ultra low level liquid scintillation, after several separation and purification steps that involved the use of a highly selective extraction chromatographic resin (Eichrom-TEVA). Due to the lack of reference material for 241Pu, the method was nevertheless validated using four IAEA reference sediments with information values for 241Pu. Next, the method was used to determine the 241Pu activity in alpine soils of Switzerland and France. The 241Pu/239,240Pu and 238Pu/239,240Pu activity ratios confirmed that Pu contamination in the tested alpine soils originated mainly from global fallout from nuclear weapon tests conducted in the fifties and sixties. Estimation of the date of the contamination, using the 241Pu/241Am age-dating method, further confirmed this origin. However, the 241Pu/241Am dating method was limited to samples where Pu-Am fractionation was insignificant. If any, the contribution of the Chernobyl accident is negligible.

Bathonian radiolarians from an ophiolitic melange of the Alpine Tethys (Gets Nappe, Swiss-French Alps)

The determination of radiolarite ages of supraophiolitic rocks date the expansion age of oceanic crust. Radiolarites from the Gets nappe, a decollement cover nappe, provide the means of dating selected localities of outcropping oceanic crust based on their radiolarian faunas. Some studied samples from the ophiolitic melange (Perri re series) have a very well preserved and highly diverse radiolarian fauna of biochronological significance. The age of the radiolarites is established by correlation with the biozonation of Baumgartner et al. (1995b), which indicates a Bathonian age for the oldest radiolarian assemblages. Accordingly, these radiolarites represent remains of the oldest sediments recorded after the opening of the Piemont-Ligurian Ocean. This age is in agreement with those recently established by isotopic methods (166 +/- 1 Ma U-Pb and 165.9 +/- 2.2 Ma Ar-40/Ar-39) in the associated gabbros from the ophiolitic melange. The isotopic age and paleontological results are important because they represent the oldest dating of the oceanic crust of the Piemont-Ligurian Ocean, proving a Late Bajocian-Early Bathonian age for the oceanization in the western Tethys. The systematic part presents a complete Bathonian radiolarian assemblage from two of the best preserved samples; the illustrated assemblage contains 180 species attributed to 66 genera (44 nassellarians, 22 spumellarians and 1 entactinarian). Twenty new species and three new genera (Helvetocapsa, Plicaforacapsa and Theocapsomella) are formally described.

An evaluation of new parsimony-based versus parametric inference methods in biogeography: a case study using the globally distributed plant family Sapindaceae

Aim  Recently developed parametric methods in historical biogeography allow researchers to integrate temporal and palaeogeographical information into the reconstruction of biogeographical scenarios, thus overcoming a known bias of parsimony-based approaches. Here, we compare a parametric method, dispersal-extinction-cladogenesis (DEC), against a parsimony-based method, dispersal-vicariance analysis (DIVA), which does not incorporate branch lengths but accounts for phylogenetic uncertainty through a Bayesian empirical approach (Bayes-DIVA). We analyse the benefits and limitations of each method using the cosmopolitan plant family Sapindaceae as a case study.Location  World-wide.Methods  Phylogenetic relationships were estimated by Bayesian inference on a large dataset representing generic diversity within Sapindaceae. Lineage divergence times were estimated by penalized likelihood over a sample of trees from the posterior distribution of the phylogeny to account for dating uncertainty in biogeographical reconstructions. We compared biogeographical scenarios between Bayes-DIVA and two different DEC models: one with no geological constraints and another that employed a stratified palaeogeographical model in which dispersal rates were scaled according to area connectivity across four time slices, reflecting the changing continental configuration over the last 110 million years.Results  Despite differences in the underlying biogeographical model, Bayes-DIVA and DEC inferred similar biogeographical scenarios. The main differences were: (1) in the timing of dispersal events - which in Bayes-DIVA sometimes conflicts with palaeogeographical information, and (2) in the lower frequency of terminal dispersal events inferred by DEC. Uncertainty in divergence time estimations influenced both the inference of ancestral ranges and the decisiveness with which an area can be assigned to a node.Main conclusions  By considering lineage divergence times, the DEC method gives more accurate reconstructions that are in agreement with palaeogeographical evidence. In contrast, Bayes-DIVA showed the highest decisiveness in unequivocally reconstructing ancestral ranges, probably reflecting its ability to integrate phylogenetic uncertainty. Care should be taken in defining the palaeogeographical model in DEC because of the possibility of overestimating the frequency of extinction events, or of inferring ancestral ranges that are outside the extant species ranges, owing to dispersal constraints enforced by the model. The wide-spanning spatial and temporal model proposed here could prove useful for testing large-scale biogeographical patterns in plants.

Constraints on palaeodrainage evolution induced by uplift and exhumation on the southern flank of the Zagros-Iranian Plateau

Foreland sedimentary rocks from the northern Fars region of Iran contain a record of deformation associated with the Cenozoic collision between Arabia and Eurasia that resulted in formation of the Zagros orogen. The timing of the deformation associated with this event is poorly known. To address this we conducted a study of Miocene foreland sedimentary rocks (19.7-14.8 Ma) of the Chahar-Makan syncline using clast composition, clay mineralogy and low-temperature fission-track dating. The results showed that most of the sedimentary rocks were sourced from ophiolitic rocks. Detrital apatite fission-track (AFT) age signatures of Miocene sedimentary rocks record exhumation in the hanging wall of the Main Zagros Thrust and confirm that the change from underthrusting of the stretched Arabian margin to widespread crustal thickening and deformation in the Zagros region is no younger than 19.7 Ma. A transition from Late Oligocene to Mesozoic-Eocene AFT detrital age signatures between 19.7-16.6 Ma and 16.6-13.8 Ma is interpreted to reflect a possible rearrangement of palaeodrainage distribution that resulted from folding and expansion-uplift of the Zagros-Iranian Plateau region.

Epidermal growth factor (EGF) stimulation of cultured brain cells. II. Increased production of extracellular soluble proteins.

The production of extracellular soluble proteins was studied in serum-free aggregating cell cultures of fetal rat telencephalon labeled on culture day 7 with a mixture of radioactive amino acid precursors. Cultures treated continuously with epidermal growth factor (EGF; 20 ng/ml) showed a generally increased protein secretion and a particularly enhanced production of a few distinct extracellular proteins. The time lag of this response after an initial dose of EGF (25 ng/ml) on day 7 was 48 h. The total macromolecular radioactivity that accumulated within 96 h of labeling in the media of EGF-treated cultures was 175% of untreated controls, whereas no difference was found in the proportions of intracellular amino acid incorporation. Cultures which received a single dose of EGF (25 ng/ml) on day 1 showed still a greatly increased protein secretion on day 7. Prevention of extracellular protein accumulation by reducing the initial cell number and increasing the rate of media changes did not affect the EGF-induced stimulation of the two glial enzymes, glutamine synthetase and 2',3'-cyclic nucleotide 3'-phosphohydrolase. The results suggest that both the increased production of extracellular proteins and the enhanced development of glial enzymatic activities reflect the stimulated phenotypic expression of EGF-sensitive brain cells.

Executive Order Number Five, March 1971

Executive Orders from Governor Ray. Relating to the disposal fo radioactive wastes.