Modeling the forensic two-trace problem with Bayesian networks

The forensic two-trace problem is a perplexing inference problem introduced by Evett (J Forensic Sci Soc 27:375-381, 1987). Different possible ways of wording the competing pair of propositions (i.e., one proposition advanced by the prosecution and one proposition advanced by the defence) led to different quantifications of the value of the evidence (Meester and Sjerps in Biometrics 59:727-732, 2003). Here, we re-examine this scenario with the aim of clarifying the interrelationships that exist between the different solutions, and in this way, produce a global vision of the problem. We propose to investigate the different expressions for evaluating the value of the evidence by using a graphical approach, i.e. Bayesian networks, to model the rationale behind each of the proposed solutions and the assumptions made on the unknown parameters in this problem.

Comment on "Geochemistry, petrogenesis and tectonic setting of the Samothraki mafic suite, NE Greece: Trace-element, isotopic and zircon age constraints'' by N. Koglin, D. Kostopoulos & T. Reischmann [Tectonophysics 473, 53-68 (doi:10.1016/j.tecto.2008.10.028)]

The work by Koglin et al. (Koglin, N., Kostopoulos, D., Reichmann, T., 2009. Geochemistry, petrogenesis and tectonic setting of the Samothraki mafic Suite, NE Greece: Trace-element, isotopic and zircon age constraints. Tectonophysics 473, 53-68. doi: 10.1016/j.tecto.2008.10.028), where the authors have proposed to nullify the scenario presented by Bonev and Stampfli (Bonev, N., Stampfli, G., 2008. Petrology, geochemistry and geodynamic implications of Jurassic island arc magmatism as revealed by mafic volcanic rocks in the Mesozoic low-grade sequence, eastern Rhodope, Bulgaria. Lithos 100, 210-233) is here Put under discussion. The arguments for this proposal are reviewed in the light of available stratigraphic and radiometric age constraints, geochemical signature and tectonics of highly relevant Jurassic ophiolitic suites occurring immediately north of the Samothraki mafic suite. Our conclusion is that the weak arguments and the lack of knowledge on the relevant constraints from the regional geologic information make inconsistent the Proposal and the model of these authors. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Stable isotope and trace element stratigraphy across the Permian-Triassic transition: A redefinition of the boundary in the Velebit Mountain, Croatia

Stable isotopes of carbonates (delta(13)C(carb), delta(18)O(carb)), organic matter (delta(13)C(org), delta(15)N(org)) and major, trace and rare earth element (REE) compositions of marine carbonate rocks of Late Permian to Early Triassic age were used to establish the position of the Permian-Triassic boundary (PTB) at two continuous sections in the Velebit Mountain, Croatia. The chosen sections - Rizvanusa and Brezimenjaca - are composed of two lithostratigraphic units, the Upper Permian Transitional Dolomite and the overlying Sandy Dolomite. The contact between these units, characterized by the erosional features and sudden occurrence of ooids and siliciclastic grains, was previously considered as the chronostratigraphic PTB. The Sandy Dolomite is characterized by high content of non-carbonate material (up to similar to 30 wt.% insoluble residue), originated from erosion of the uplifted hinterland. A relatively rich assemblage of Permian fossils (including Geinitzina, Globivalvulina, Hemigordius, bioclasts of gastropods, ostracods and brachiopods) was found for the first time in Sandy Dolomite, 5 m above the lithologic boundary in the Rizvanusa section. A rather abrupt negative delta(13)C(carb) excursion in both sections appears in rocks showing no recognizable facies change within the Sandy Dolomite, -2 parts per thousand at Rizvanusa and -1.2 parts per thousand at Brezimenjaca, 11 m and 0.2 m above the lithologic contact, respectively. This level within the lower part of the Sandy Dolomite is proposed as the chemostratigraphic PTB. In the Rizvanusa section, the delta(13)C(org) values decline gradually from similar to-25 parts per thousand in the Upper Permian to similar to-29 parts per thousand in the Lower Triassic. The first negative delta(13)C(org) excursion occurs above the lithologic contact, within the uppermost Permian deposits, and appears to be related to the input of terrigenous material. The release of isotopically light microbial soil-biomass into the shallow-marine water may explain this sudden decrease of delta(13)C(org) values below the PTB. This would support the hypothesis that in the western Tethyan realm the land extinction, triggering a sudden drop of woody vegetation and related land erosion, preceded the marine extinction. The relatively low delta(15)N(org) values at the Permian-Triassic (P-Tr) transition level, close to approximate to 0 parts per thousand, and a secondary negative delta(13)C(org) excursion of -0.5 parts per thousand point to significant terrestrial input and primary contribution of cyanobacteria. The profiles of the concentrations of redox-sensitive elements (Ce, Mn, Fe, V), biogenic or biogenic-scavenged elements (P, Ba, Zn, V), Ce/Ce* values, and normalized trace elements, including Ba/Al, Ba/Fe, Ti/Al, Al/(Al + Fe + Mn) and Mn/Ti show clear excursions at the Transitional Dolomite-Sandy Dolomite lithologic boundary and the chemostratigraphic P-Tr boundary. The stratigraphic variations indicate a major regression phase marking the lithologic boundary, transgressive phases in the latest Permian and a gradual change into shallow/stagnant anoxic marine environment towards the P-Tr boundary level and during the earliest Triassic. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Pertinence de la trace: étude théorique et perspectives expérimentales

Pour faire évoluer la science forensique, il faut pouvoir analyser des notions élémentaires appartenant au quotidien et non se focaliser exclusivement sur le développement de nouvelles techniques. Encore non étudiée sous cette perspective, la pertinence fait partie de ces notions fondamentales forensiques pour lesquelles une telle analyse mérite d'être menée. En tenant compte du constat formulé par Inman et Rudin (2000), à savoir que la tâche la plus compliquée est de pouvoir reconnaître des traces matérielles pertinentes, s'interroger sur la pertinence de la trace soulève bien plus qu'une question. Cela met en évidence une multitude de paramètres intervenant dans les processus de raisonnement et de décision opérés sur les lieux d'investigations. Du reste trois facteurs susceptibles d'avoir une influence notable sur la recherche de traces apparaissent : Savoir, Formation et Expérience ou S.F.E. Ils forment, en étant regroupés, un bagage spécifique au spécialiste, composant sa connaissance dans le domaine et à même de jouer un rôle d'importance dans son travail opéré sur les lieux. Afin de déterminer l'influence de ce bagage sur le concept de pertinence, la démarche expérimentale se conduit en deux temps. Dans une première phase, l'approche se veut exploratoire au travers d'un stage réalisé dans une unité d'interventions, permettant de poser des bases statistiques et de dresser une réalité du travail sur le terrain. Puis au cours de la phase expérimentale, la conduite d'entretiens semi-directifs, couplés à un sondage, vise à déterminer quelle perception du concept de pertinence ressort parmi les volontaires interrogés. Ces derniers sont issus de groupes composés de futurs criminalistes, qui suivent une formation forensique à l'Université de Lausanne, et de praticiens expérimentés de formation police et / ou scientifique. En tentant de clarifier le concept de pertinence, l'objectif est de fournir des outils pour renforcer ou orienter la formation de spécialistes sur le terrain, en ayant permis d'amorcer une démarche de réflexion logique face aux champs d'investigations. En se voulant utile pour mieux formaliser la détection et la collecte des traces pertinentes sur les lieux, cela constitue une aide à la gestion : un atout non négligeable à l'heure où les contrôles qualité et les standards ne sont plus seulement une tendance mais une réalité qui s'impose.

Plant availability of trace elements in sewage sludge-treated soils: methodology¹

Synthetic root exudates were formulated based on the organic acid composition of root exudates derived from the rhizosphere of aseptically grown corn plants, pH of the rhizosphere, and the background chemical matrices of the soil solutions. The synthetic root exudates, which mimic the chemical conditions of the rhizosphere environment where soil-borne metals are dissolved and absorbed by plants, were used to extract metals from sewage-sludge treated soils 16 successive times. The concentrations of Zn, Cd, Ni, Cr, and Cu of the sludge-treated soil were 71.74, 0.21, 15.90, 58.12, and 37.44 mg kg-1, respectively. The composition of synthetic root exudates consisted of acetic, butyric, glutaric, lactic, maleic, propionic, pyruvic, succinic, tartaric, and valeric acids. The organic acid mixtures had concentrations of 0.05 and 0.1 mol L-1 -COOH. The trace elements removed by successive extractions may be considered representative for the availability of these metals to plants in these soils. The chemical speciation of the metals in the liquid phase was calculated; results showed that metals in sludge-treated soils were dissolved and formed soluble complexes with the different organic acid-based root exudates. The most reactive organic acid ligands were lactate, maleate, tartarate, and acetate. The inorganic ligands of chloride and sulfate played insignificant roles in metal dissolution. Except for Cd, free ions did not represent an important chemical species of the metals in the soil rhizosphere. As different metals formed soluble complexes with different ligands in the rhizosphere, no extractor, based on a single reagent would be able to recover all of the potentially plant-available metals from soils; the root exudate-derived organic acid mixtures tested in this study may be better suited to recover potentially plant-available metals from soils than the conventional extractors.

Spin-2 gravitational trace anomaly

The part proportional to the Euler-Poincar characteristic of the contribution of spin-2 fields to the gravitational trace anomaly is computed. It is seen to be of the same sign as all the lower-spin contributions, making anomaly cancellation impossible. Subtleties related to Weyl invariance, gauge independence, ghosts, and counting of degrees of freedom are pointed out.

Spin-3/2 gravitational trace anomaly

It is argued that previous computations of the spin-(3/2 anomaly have spurious contributions, as there is Weyl-invariance breaking already at the classical level. The genuine, gauge-invariant, spin-(3/2 gravitational trace anomaly is computed here.

Emplacement of ultramafic rocks into the continental crust monitored by light and other trace elements: An example from the Geisspfad body (Swiss-Italian Alps)

In order to evaluate the influence of continental crustal rocks on trace element budgets of serpentinized peridotites incorporated into the continental crust, we have analyzed the chemical composition of whole rock samples and minerals of the Geisspfad ultramafic complex (Swiss-Italian Alps). This complex represents a relict oceanic succession composed of serpentinites, ophicarbonates and metabasic rocks, emplaced into crustal gneisses during Alpine collision. Following peak metamorphic amphibolite facies conditions, fluid flow modified some of the trace element contents of ophicarbonates and deformed serpentinites close to the contact with country rocks. The fluid originated from the surrounding continental crustal rocks as documented by the increase of Pb in the serpentinites, and by the strongly negative all) values (-112 parts per thousand) of some ultramafic rocks close to the contact with surrounding gneisses. Little or no modification of the fluid mobile elements Li, B or U was observed in the serpentinite. In-situ analysis of light elements of serpentinite minerals indicate redistribution of light elements coupled to changes of mineral modes towards the outer 100-150 m of the massif. In the centre of the massif, Li is preferentially concentrated in olivine, while Be and B are hosted by tremolite. In contrast, at the outer rim of the massif, Li and Be are preferentially incorporated into diopside, and B into antigorite. This redistribution of light elements among the different minerals is visible in the serpentinite, at a maximum distance of -100-150 m from the ophicarbonate-metabasite contact. Our results show that interaction of ultramafic rocks and crust-derived fluids can be easily detected by studies of Pb and partial derivative D in whole rocks. We argue that small ultramafic bodies potentially record an emplacement-related trace element signature, and that crustal light element values in ultramafic rocks are not necessarily derived from a subducting slab. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Formation of a spatial memory trace : a behavioral, cellular and molecular study

THESIS ABSTRACTThis thesis project was aimed at studying the molecular mechanisms underlying learning and memory formation, in particular as they relate to the metabolic coupling between astrocytes and neurons. For that, changes in the metabolic activity of different mice brain regions after 1 or 9 days of training in an eight-arm radial maze were assessed by (14C) 2-deoxyglucose (2DG) autoradiography. Significant differences in the areas engaged during the behavioral task at day 1 (when animals are confronted for the first time to the learning task) and at day 9 (when animals are highly performing) have been identified. These areas include the hippocampus, the fornix, the parietal cortex, the laterodorsal thalamic nucleus and the mammillary bodies at day 1 ; and the anterior cingulate, the retrosplenial cortex and the dorsal striatum at day 9. Two of these cerebral regions (those presenting the greatest changes at day 1 and day 9: the hippocampus and the retrosplenial cortex, respectively) were microdissected by laser capture microscopy and selected genes related to neuron-glia metabolic coupling, glucose metabolism and synaptic plasticity were analyzed by RT-PCR. 2DG and gene expression analysis were performed at three different times: 1) immediately after the end of the behavioral paradigm, 2) 45 minutes and 3) 6 hours after training. The main goal of this study was the identification of the metabolic adaptations following the learning task. Gene expression results demonstrate that the learning task profoundly modulates the pattern of gene expression in time, meaning that these two cerebral regions with high 2DG signal (hippocampus and retrosplenial cortex) have adapted their metabolic molecular machinery in consequence. Almost all studied genes show a higher expression in the hippocampus at day 1 compared to day 9, while an increased expression was found in the retrosplenial cortex at day 9. We can observe these molecular adaptations with a short delay of 45 minutes after the end of the task. However, 6 hours after training a high gene expression was found at day 9 (compared to day 1) in both regions, suggesting that only one day of training is not sufficient to detect transcriptional modifications several hours after the task. Thus, gene expression data match 2DG results indicating a transfer of information in time (from day 1 to day 9) and in space (from the hippocampus to the retrosplenial cortex), and this at a cellular and a molecular level. Moreover, learning seems to modify the neuron-glia metabolic coupling, since several genes involved in this coupling are induced. These results also suggest a role of glia in neuronal plasticity.RESUME DU TRAVAIL DE THESECe projet de thèse a eu pour but l'étude des mécanismes moléculaires qui sont impliqués dans l'apprentissage et la mémoire et, en particulier, à les mettre en rapport avec le couplage métabolique existant entre les astrocytes et les neurones. Pour cela, des changements de l'activité métabolique dans différentes régions du cerveau des souris après 1 ou 9 jours d'entraînement dans un labyrinthe radial à huit-bras ont été évalués par autoradiographie au 2-désoxyglucose (2DG). Des différences significatives dans les régions engagées pendant la tâche comportementale au jour 1 (quand les animaux sont confrontés pour la première fois à la tâche) et au jour 9 (quand les animaux ont déjà appris) ont été identifiés. Ces régions incluent, au jour 1, l'hippocampe, le fornix, le cortex pariétal, le noyau thalamic laterodorsal et les corps mamillaires; et, au jour 9, le cingulaire antérieur, le cortex retrosplenial et le striatum dorsal. Deux de ces régions cérébrales (celles présentant les plus grands changements à jour 1 et à jour 9: l'hippocampe et le cortex retrosplenial, respectivement) ont été découpées par microdissection au laser et quelques gènes liés au couplage métabolique neurone-glie, au métabolisme du glucose et à la plasticité synaptique ont été analysées par RT-PCR. L'étude 2DG et l'analyse de l'expression de gènes ont été exécutés à trois temps différents: 1) juste après entraînement, 2) 45 minutes et 3) 6 heures après la fin de la tâche. L'objectif principal de cette étude était l'identification des adaptations métaboliques suivant la tâche d'apprentissage. Les résultats de l'expression de gènes démontrent que la tâche d'apprentissage module profondément le profile d'expression des gènes dans le temps, signifiant que ces deux régions cérébrales avec un signal 2DG élevé (l'hippocampe et le cortex retrosplenial) ont adapté leurs « machines moléculaires » en conséquence. Presque tous les gènes étudiés montrent une expression plus élevée dans l'hippocampe au jour 1 comparé au jour 9, alors qu'une expression accrue a été trouvée dans le cortex retrosplenial au jour 9. Nous pouvons observer ces adaptations moléculaires avec un retard court de 45 minutes après la fin de la tâche. Cependant, 6 heures après l'entraînement, une expression de gènes élevée a été trouvée au jour 9 (comparé à jour 1) dans les deux régions, suggérant que seulement un jour d'entraînement ne suffit pas pour détecter des modifications transcriptionelles plusieurs heures après la tâche. Ainsi, les données d'expression de gènes corroborent les résultats 2DG indiquant un transfert d'information dans le temps (de jour 1 à jour 9) et dans l'espace (de l'hippocampe au cortex retrosplenial), et ceci à un niveau cellulaire et moléculaire. D'ailleurs, la tâche d'apprentissage semble modifier le couplage métabolique neurone-glie, puisque de nombreux gènes impliqués dans ce couplage sont induits. Ces observations suggèrent un rôle important de la glie dans les mécanismes de plasticité du système nerveux.

Trace element partitioning in HP-LT metamorphic assemblages during subduction-related metamorphism, Ile de Groix, France: a detailed LA-ICPMS study

Devolatilization reactions and subsequent transfer of fluid from subducted oceanic crust into the overlying mantle wedge are important processes, which are responsible for the specific geochemical characteristics of subduction-related metamorphic rocks, as well as those of arc magmatism. To better understand the geochemical fingerprint induced by fluid mobilization during dehydration and rehydration processes related to subduction zone metamorphism, the trace element and rare earth element (REE) distribution patterns in HP-LT metamorphic assemblages in eclogite-, blueschist- and greenschist-facies rocks of the Ile de Groix were obtained by laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICPMS) analysis. This study focuses on 10 massive basic rocks representing former hydrothermally altered mid-ocean ridge basalts (MORB), four banded basic rocks of volcano-sedimentary origin and one micaschist. The main hosts for incompatible trace elements are epidote (REE, Th, U, Pb, Sr), garnet [Y, heavy REE (HREE)], phengite (Cs, Rb, Ba, B), titanite [Ti, Nb, Ta, REE; HREE > LREE (light REE)], rutile (Ti, Nb, Ta) and apatite (REE, Sr). The trace element contents of omphacite, amphibole, albite and chlorite are low. The incompatible trace element contents of minerals are controlled by the stable metamorphic mineral assemblage and directly related to the appearance, disappearance and reappearance of minerals, especially epidote, garnet, titanite, rutile and phengite, during subduction zone metamorphism. Epidote is a key mineral in the trace element exchange process because of its large stability field, ranging from lower greenschist- to blueschist- and eclogite-facies conditions. Different generations of epidote are generally observed and related to the coexisting phases at different stages of the metamorphic cycle (e.g. lawsonite, garnet, titanite). Epidote thus controls most of the REE budget during the changing P-T conditions along the prograde and retrograde path. Phengite also plays an important role in determining the large ion lithophile element (LILE) budget, as it is stable to high P-T conditions. The breakdown of phengite causes the release of LILE during retrogression. A comparison of trace element abundances in whole-rocks and minerals shows that the HP-LT metamorphic rocks largely retain the geochemical characteristics of their basic, volcano-sedimentary and pelitic protoliths, including a hydrothermal alteration overprint before the subduction process. A large part of the incompatible trace elements remained trapped in the rocks and was recycled within the various metamorphic assemblages stable under changing metamorphic conditions during the subduction process, indicating that devolatilization reactions in massive basic rocks do not necessarily imply significant simultaneous trace element and REE release.

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.

Trace element supplementation modulates pulmonary infection rates after major burns: a double-blind, placebo-controlled trial.

Infections remain the leading cause of death after major burns. Trace elements are involved in immunity and burn patients suffer acute trace element depletion after injury. In a previous nonrandomized study, trace element supplementation was associated with increased leukocyte counts and shortened hospital stays. This randomized, placebo-controlled trial studied clinical and immune effects of trace element supplements. Twenty patients, aged 40 +/- 16 y (mean +/- SD), burned on 48 +/- 17% of their body surfaces, were studied for 30 d after injury. They consumed either standard trace element intakes plus supplements (40.4 micromol Cu, 2.9 micromol Se, and 406 micromol Zn; group TE) or standard trace element intakes plus placebo (20 micromol Cu, 0.4 micromol Se, and 100 micromol Zn; group C) for 8 d. Demographic data were similar for both groups. Mean plasma copper and zinc concentrations were below normal until days 20 and 15, respectively (NS). Plasma selenium remained normal for group TE but decreased for group C (P < 0.05 on days 1 and 5). Total leukocyte counts tended to be higher in group TE because of higher neutrophil counts. Proliferation to mitogens was depressed compared with healthy control subjects (NS). The number of infections per patient was significantly (P < 0.05) lower in group TE (1.9 +/- 0.9) than in group C (3.1 +/- 1.1) because of fewer pulmonary infections. Early trace element supplementation appears beneficial after major burns; it was associated with a significant decrease in the number of bronchopneumonia infections and with a shorter hospital stay when data were normalized for burn size.