The Quantitve Measurement of Amalgamation

Mercury has been known since ancient times. In fact, one mine, the "Almaden" in Spain, has been worked continuously since Roman times. It has been used during all this time for the recovery of free gold from gold concentrates, and from black sand and galena in concentrates from placer work.

Some Investigations on Quantitative Measurement of Amalgamation

Amalgamation is a process in which precious metals are collected by mercury. The exact way in which the mercury holds the other metals is not positively known. It is proba­ble that a series of intermetallic compounds form. Very little work has been done so far on the theory of amalgama­tion.

The Alloys of Gallium and Indium

Thermal analysis VIPS used to construct cooling and heating curves from which the phase diagram was determined. The data for the entire set of cooling curves were obtained by the use of mercury thermo­meters.

Space-qualified laser system for the BepiColombo Laser Altimeter

The space-qualified design of a miniaturized laser for pulsed operation at a wavelength of 1064 nm and at repetition rates up to 10 Hz is presented. This laser consists of a pair of diode-laser pumped, actively q-switched Nd:YAG rod oscillators hermetically sealed and encapsulated in an environment of dry synthetic air. The system delivers at least 300 million laser pulses with 50 mJ energy and 5 ns pulse width (FWHM). It will be launched in 2017 aboard European Space Agency’s Mercury Planetary Orbiter as part of the BepiColombo Laser Altimeter, which, after a 6-years cruise, will start recording topographic data from orbital altitudes between 400 and 1500 km above Mercury’s surface.

Characterisation of Gas Transport Properties of the Opalinus Clay, a Potential Host Rock Formation for Radioactive Waste Disposal

The Opalinus Clay in Northern Switzerland has been identified as a potential host rock formation for the disposal of radioactive waste. Comprehensive understanding of gas transport processes through this low-permeability formation forms a key issue in the assessment of repository performance. Field investigations and laboratory experiments suggest an intrinsic permeability of the Opalinus Clay in the order of 10(-20) to 10(-21) m(2) and a moderate anisotropy ratio < 10. Porosity depends on clay content and burial depth; values of similar to 0.12 are reported for the region of interest. Porosimetry indicates that about 10-30 of voids can be classed as macropores, corresponding to an equivalent pore radius > 25 nm. The determined entry pressures are in the range of 0.4-10 MPa and exhibit a marked dependence on intrinsic permeability. Both in situ gas tests and gas permeameter tests on drillcores demonstrate that gas transport through the rock is accompanied by porewater displacement, suggesting that classical flow concepts of immiscible displacement in porous media can be applied when the gas entry pressure (i.e. capillary threshold pressure) is less than the minimum principal stress acting within the rock. Essentially, the pore space accessible to gas flow is restricted to the network of connected macropores, which implies a very low degree of desaturation of the rock during the gas imbibition process. At elevated gas pressures (i.e. when gas pressure approaches the level of total stress that acts on the rock body), evidence was seen for dilatancy controlled gas transport mechanisms. Further field experiments were aimed at creating extended tensile fractures with high fracture transmissivity (hydro- or gasfracs). The test results lead to the conclusion that gas fracturing can be largely ruled out as a risk for post-closure repository performance.

Characterization of the beta-lactamase gene from {\it Enterococcus faecalis\/} strain HH22

The plasmid-encoded, constitutively produced $\beta$-lactamase gene from Enterococcus faecalis strain HH22 was genetically characterized. A restriction endonuclease map of the 5.1 kb EcoRI fragment encoding the enterococcal $\beta$-lactamase was prepared and compared with the restriction map of a cloned staphylococcal $\beta$-lactamase gene (from the naturally-occurring staphylococcal $\beta$-lactamase plasmid pI258). Comparison and hybridization studies showed that there were identical restriction sites in the region of the $\beta$-lactamase structural gene but not in the region surrounding this gene. Also the enterococcal $\beta$-lactamase plasmid did not encode resistance to mercury or cadmium which is encoded by the small, transducible staphylococcal $\beta$-lactamase plasmids. The nucleotide sequence of the enterococcal gene was shown to be identical to the published sequences of three of four staphylococcal type A $\beta$-lactamase genes; more differences were seen with the genes for staphylococcal type C and D enzymes. One hundred-forty nucleotides upstream of the $\beta$-lactamase start codon were also determined for the inducible staphylococcal $\beta$-lactamase gene on pI258; this sequence was identical to that of the constitutively expressed enterococcal gene indicating that the changes resulting in constitutive expression are not due to changes in the promoter or operator region. Moreover, complementation studies indicated that production of the enterococcal enzyme could be repressed. The gene for the enterococcal $\beta$-lactamase and an inducible staphylococcal $\beta$-lactamase were each cloned into a shuttle vector and then transformed into enterococcal and staphylococcal recipients. The major difference between the two host backgrounds was that more enzyme was produced by the staphylococcal host, regardless of the source of the gene but no qualitative difference was seen between the two genera. Also a difference in the level of resistance to ampicillin was seen between the two backgrounds with the cloned enzymes by MIC and time-kill studies. The location of the enzyme was found to be host dependent since each cloned gene generated extracellular (free) enzyme in the staphylococcus and cell bound enzyme in the enterococcus. Based on the identity of the enterococcal $\beta$-lactamase and several staphylococcal $\beta$-lactamases, these data suggest recent spread of $\beta$-lactamase to enterococci and also suggest loss of a functional repressor. ^

Schmiede ─ Heiligtum ─ Wassermühle. Cham-Hagendorn (Kanton Zug) in römischer Zeit. Ausgrabungen 1944/45 und 2003/04

1944/1945 wurde in Cham-Hagendorn eine Wassermühle ausgegraben, die dank ihrer aussergewöhnlich guten Holzerhaltung seit langem einen prominenten Platz in der Forschung einnimmt. 2003 und 2004 konnte die Kantonsarchäologie Zug den Platz erneut archäologisch untersuchen. Dabei wurden nicht nur weitere Reste der Wassermühle, sondern auch Spuren älterer und jüngerer Anlagen geborgen: eine ältere und eine jüngere Schmiedewerkstatt (Horizont 1a/Horizont 3) sowie ein zweiphasiges Heiligtum (Horizonte 1a/1b). All diese Anlagen lassen sich nun in das in den neuen Grabungen erkannte stratigraphische Gerüst einhängen (s. Beil. 2). Dank der Holzerhaltung können die meisten Phasen dendrochronologisch datiert werden (s. Abb. 4.1/1a): Horizont 1a mit Schlagdaten zwischen 162(?)/173 und 200 n. Chr., Horizont 1b um 215/218 n. Chr. und Horizont 2 um 231 n. Chr. Ferner konnten in den neuen Grabungen Proben für mikromorphologische und archäobotanische Untersuchungen entnommen werden (Kap. 2.2; 3.11). In der vorliegenden Publikation werden der Befund und die Baustrukturen vorgelegt, (Kap. 2), desgleichen sämtliche stratifizierten Funde und eine umfassende Auswahl der 1944/1945 geborgenen Funde (Kap. 3). Dank anpassender Fragmente, sog. Passscherben, lassen sich diese zum Teil nachträglich in die Schichtenabfolge einbinden. Die mikromorphologischen und die archäobotanischen Untersuchungen (Kap. 2.2; 3.11) zeigen, dass der Fundplatz in römischer Zeit inmitten einer stark vom Wald und dem Fluss Lorze geprägten Landschaft lag. In unmittelbarer Nähe können weder eine Siedlung noch einzelne Wohnbauten gelegen haben. Die demnach nur gewerblich und sakral genutzten Anlagen standen an einem Bach, der vermutlich mit jenem Bach identisch ist, der noch heute das Groppenmoos entwässert und bei Cham-Hagendorn in die Lorze mündet (s. Abb. 2.4/1). Der antike Bach führte wiederholt Hochwasser ─ insgesamt sind fünf grössere Überschwemmungsphasen auszumachen (Kap. 2.2; 2.4). Wohl anlässlich eines Seehochstandes durch ein Überschwappen der Lorze in den Bach ausgelöst, müssen diese Überschwemmungen eine enorme Gewalt entwickelt haben, der die einzelnen Anlagen zum Opfer fielen. Wie die Untersuchung der Siedlungslandschaft römischer Zeit rund um den Zugersee wahrscheinlich macht (Kap. 6 mit Abb. 6.2/2), dürften die Anlagen von Cham-Hagendorn zu einer in Cham-Heiligkreuz vermuteten Villa gehören, einem von fünf grösseren Landgütern in diesem Gebiet. Hinweise auf Vorgängeranlagen fehlen, mit denen die vereinzelten Funde des 1. Jh. n. Chr. (Kap. 4.5) in Verbindung gebracht werden könnten. Diese dürften eher von einer der Überschwemmungen bachaufwärts weggerissen und nach Cham-Hagendorn eingeschwemmt worden sein. Die Nutzung des Fundplatzes (Horizont 1a; s. Beil. 6) setzte um 170 n. Chr. mit einer Schmiedewerkstatt ein (Kap. 2.5.1). Der Fundanfall, insbesondere die Schmiedeschlacken (Kap. 3.9) belegen, dass hier nur hin und wieder Geräte hergestellt und repariert wurden (Kap. 5.2). Diese Werkstatt war vermutlich schon aufgelassen und dem Verfall preisgegeben, als man 200 n. Chr. (Kap. 4.2.4) auf einer Insel zwischen dem Bach und einem Lorzearm ein Heiligtum errichtete (Kap. 5.3). Beleg für den sakralen Status dieser Insel ist in erster Linie mindestens ein eigens gepflanzter Pfirsichbaum, nachgewiesen mit Pollen, einem Holz und über 400 Pfirsichsteinen (Kap. 3.11). Die im Bach verlaufende Grenze zwischen dem sakralen Platz und der profanen Umgebung markierte man zusätzlich mit einer Pfahlreihe (Kap. 2.5.3). In diese war ein schmaler Langbau integriert (Kap. 2.5.2), der an die oft an Temenosmauern antiker Heiligtümer angebauten Portiken erinnert und wohl auch die gleiche Funktion wie diese gehabt hatte, nämlich das Aufbewahren von Weihegaben und Kultgerät (Kap. 5.3). Das reiche Fundmaterial, das sich in den Schichten der ersten Überschwemmung fand (s. Abb. 5./5), die um 205/210 n. Chr. dieses Heiligtum zerstört hatte, insbesondere die zahlreiche Keramik (Kap. 3.2.4), und die zum Teil auffallend wertvollen Kleinfunde (Kap. 3.3.3), dürften zum grössten Teil einst in diesem Langbau untergebracht gewesen sein. Ein als Glockenklöppel interpretiertes, stratifiziertes Objekt spricht dafür, dass die fünf grossen, 1944/1945 als Stapel aufgefundenen Eisenglocken vielleicht auch dem Heiligtum zuzuweisen sind (Kap. 3.4). In diesen Kontext passen zudem die überdurchschnittlich häufig kalzinierten Tierknochen (Kap. 3.10). Nach der Überschwemmung befestigte man für 215 n. Chr. (Kap. 4.2.4) das unterspülte Bachufer mit einer Uferverbauung (Kap. 2.6.1). Mit dem Bau eines weiteren, im Bach stehenden Langbaus (Kap. 2.6.2) stellte man 218 n. Chr. das Heiligtum auf der Insel in ähnlicher Form wieder her (Horizont 1b; s. Beil. 7). Von der Pfahlreihe, die wiederum die sakrale Insel von der profanen Umgebung abgrenzte, blieben indes nur wenige Pfähle erhalten. Dennoch ist der sakrale Charakter der Anlage gesichert. Ausser dem immer noch blühenden Pfirsichbaum ist es ein vor dem Langbau aufgestelltes Ensemble von mindestens 23 Terrakottafigurinen (s. Abb. 3.6/1), elf Veneres, zehn Matres, einem Jugendlichen in Kapuzenmantel und einem kindlichen Risus (Kap. 3.6; s. auch Kap. 2.6.3). In den Sedimenten der zweiten Überschwemmung, der diese Anlage um 225/230 n. Chr. zum Opfer gefallen war, fanden sich wiederum zahlreiche Keramikgefässe (Kap. 3.2.4) und zum Teil wertvolle Kleinfunde wie eine Glasperle mit Goldfolie (Kap. 3.8.2) und eine Fibel aus Silber (Kap. 3.3.3), die wohl ursprünglich im Langbau untergebracht waren (Kap. 5.3.2 mit Abb. 5/7). Weitere Funde mit sicherem oder möglichem sakralem Charakter finden sich unter den 1944/1945 geborgenen Funden (s. Abb. 5/8), etwa ein silberner Fingerring mit Merkurinschrift, ein silberner Lunula-Anhänger, eine silberne Kasserolle (Kap. 3.3.3), eine Glasflasche mit Schlangenfadenauflage (Kap. 3.8.2) und einige Bergkristalle (Kap. 3.8.4). Im Bereich der Terrakotten kamen ferner mehrere Münzen (Kap. 3.7) zum Vorschein, die vielleicht dort niedergelegt worden waren. Nach der zweiten Überschwemmung errichtete man um 231 n. Chr. am Bach eine Wassermühle (Horizont 2; Kap. 2.7; Beil. 8; Abb. 2.7/49). Ob das Heiligtum auf der Insel wieder aufgebaut oder aufgelassen wurde, muss mangels Hinweisen offen bleiben. Für den abgehobenen Zuflusskanal der Wassermühle verwendete man mehrere stehen gebliebene Pfähle der vorangegangenen Anlagen der Horizonte 1a und 1b. Obwohl die Wassermühle den 28 jährlichen Überschwemmungshorizonten (Kap. 2.2) und den Funden (Kap. 4.3.2; 4.4.4; 45) zufolge nur bis um 260 n. Chr., während gut einer Generation, bestand, musste sie mindestens zweimal erneuert werden – nachgewiesen sind drei Wasserräder, drei Mühlsteinpaare und vermutlich drei Podeste, auf denen jeweils das Mahlwerk ruhte. Grund für diese Umbauten war wohl der weiche, instabile Untergrund, der zu Verschiebungen geführt hatte, so dass das Zusammenspiel von Wellbaum bzw. Sternnabe und Übersetzungsrad nicht mehr funktionierte und das ganze System zerbrach. Die Analyse von Pollen aus dem Gehhorizont hat als Mahlgut Getreide vom Weizentyp nachgewiesen (Kap. 3.11.4). Das Abzeichen eines Benefiziariers (Kap. 3.3.2 mit Abb. 3.3/23,B71) könnte dafür sprechen, dass das verarbeitete Getreide zumindest zum Teil für das römische Militär bestimmt war (s. auch Kap. 6.2.3). Ein im Horizont 2 gefundener Schreibgriffel und weitere stili sowie eine Waage für das Wägen bis zu 35-40 kg schweren Waren aus dem Fundbestand von 1944/1945 könnten davon zeugen, dass das Getreide zu wägen und zu registrieren war (Kap. 3.4.2). Kurz nach 260 n. Chr. fiel die Wassermühle einem weiteren Hochwasser zum Opfer. Für den folgenden Horizont 3 (Beil. 9) brachte man einen Kiesboden ein und errichtete ein kleines Gebäude (Kap. 2.8). Hier war wohl wiederum eine Schmiede untergebracht, wie die zahlreichen Kalottenschlacken belegen (Kap. 3.9), die im Umfeld der kleinen Baus zum Vorschein kamen. Aufgrund der Funde (Kap. 4.4.4; 4.5) kann diese Werkstatt nur kurze Zeit bestanden haben, höchstens bis um 270 n. Chr., bevor sie einem weiteren Hochwasser zum Opfer fiel. Von der jüngsten Anlage, die wohl noch in römische Zeit datiert (Horizont 4; Beil. 10), war lediglich eine Konstruktion aus grossen Steinplatten zu fassen (Kap. 2.9.1). Wozu sie diente, muss offen bleiben. Auch der geringe Fundanfall spricht dafür, dass die Nutzung des Platzes, zumindest für die römische Zeit, allmählich ein Ende fand (Kap. 4.5). Zu den jüngsten Strukturen gehören mehrere Gruben (Kap. 2.9.2), die vielleicht der Lehmentnahme dienten. Mangels Funden bleibt ihre Datierung indes ungewiss. Insbesondere wissen wir nicht, ob sie noch in römische Zeit datieren oder jünger sind. Spätestens mit der fünften Überschwemmung, die zur endgültigen Verlandung führte und wohl schon in die frühe Neuzeit zu setzen ist, wurde der Platz aufgelassen und erst mit dem Bau der bestehenden Fensterfabrik Baumgartner wieder besetzt.

Measurement and stability of the pointing of the BepiColombo Laser Altimeter under thermal load

The BepiColombo Laser Altimeter (BELA) has been selected to fly on ESA׳s BepiColombo mission to Mercury. The instrument will be the first European laser altimeter designed for interplanetary flight. This paper describes the setup used to characterize the angular movements of BELA under the simulated environmental conditions that the instrument will encounter when orbiting Mercury. The system comprises a laser transmitter and a receiving telescope, which can move with respect to each other under thermal load. Tests performed using the Engineering Qualification Model show that the setup is accurate enough to characterize angular movements of the instrument components to an accuracy of ≈10 μrad. The qualification instrument is thermally stable to operate during all mission phases around Mercury proving that the transmitter and receiver sections will remain within the alignment requirements during its mission.

Diagenesis of a light, tight-oil chert reservoir at the Ediacaran/Cambrian boundary, Sultanate of Oman

The Al Shomou Silicilyte Member (Athel Formation) in the South Oman Salt Basin shares many of the characteristics of a light, tight-oil (LTO) reservoir: it is a prolifi c source rock mature for light oil, it produces light oil from a very tight matrix and reservoir, and hydraulic fracking technology is required to produce the oil. What is intriguing about the Al Shomou Silicilyte, and different from other LTO reservoirs, is its position related to the Precambrian/Cambrian Boundary (PCB) and the fact that it is a ‘laminated chert‘ rather than a shale. In an integrated diagenetic study we applied microstructural analyses (SEM, BSE) combined with state-of-the-art stable isotope and trace element analysis of the silicilyte matrix and fractures. Fluid inclusion microthermometry was applied to record the salinity and minimum trapping temperatures. The microstructural investigations reveal a fi ne lamination of the silicilyte matrix with a mean lamina thickness of ca. 20 μm consisting of predominantly organic matter-rich and fi nely crystalline quartz-rich layers, respectively. Authigenic, micron-sized idiomorphic quartz crystals are the main matrix components of the silicilyte. Other diagenetic phases are pyrite, apatite, dolomite, magnesite and barite cements. Porosity values based on neutron density logs and core plug data indicate porosity in the silicilyte ranges from less than 2% to almost to 40%. The majority of the pore space in the silicilyte is related to (primary) inter-crystalline pores, with locally important oversized secondary pores. Pore casts of the silica matrix show that pores are extremely irregular in three dimensions, and are generally interconnected by a complex web or meshwork of fi ne elongate pore throats. Mercury injection capillary data are in line with the microstructural observations suggesting two populations of pore throats, with an effective average modal diameter of 0.4 μm. The acquired geochemical data support the interpretation that the primary source of the silica is the ambient seawater rather than hydrothermal or biogenic. A maximum temperature of ca. 45°C for the formation of microcrystalline quartz in the silicilyte is good evidence that the lithifi cation and crystallization of quartz occurred in the fi rst 5 Ma after deposition. Several phases of brittle fracturing and mineralization occurred in response to salt tectonics during burial. The sequences of fracture-fi lling mineral phases (dolomite - layered chalcedony – quartz – apatite - magnesite I+II - barite – halite) indicates a complex fl uid evolution after silicilyte lithifi cation. Primary, all-liquid fl uid inclusions in the fracturefi lling quartz are good evidence of growth beginning at low temperatures, i.e. ≤ 50ºC. Continuous precipitation during increasing temperature and burial is documented by primary two-phase fl uid inclusions in quartz cements that show brines at 50°C and fi rst hydrocarbons at ca. 70°C. The absolute timing of each mineral phase can be constrained based on U-Pb geochronometry, and basin modelling. Secondary fl uid inclusions in quartz, magnesite and barite indicate reactivation of the fracture system after peak burial temperature during the major cooling event, i.e. uplift, between 450 and 310 Ma. A number of fi rst-order trends in porosity and reservoir-quality distribution are observed which are strongly related to the diagenetic and fl uid history of the reservoir: the early in-situ generation of hydrocarbons and overpressure development arrests diagenesis and preserves matrix porosity. Chemical compaction by pressure dissolution in the fl ank areas could be a valid hypothesis to explain the porosity variations in the silicilitye slabs resulting in lower porosity and poorer connectivity on the fl anks of the reservoir. Most of the hydrocarbon storage and production comes from intervals characterized by Amthor et al. 114488 preserved micropores, not hydrocarbon storage in a fracture system. The absence of oil expulsion results in present-day high oil saturations. The main diagenetic modifi cations of the silicilyte occurred and were completed relatively early in its history, i.e. before 300 Ma. An instrumental factor for preserving matrix porosity is the diffi culty for a given slab to evacuate all the fl uids (water and hydrocarbons), or in other words, the very good sealing capacity of the salt embedding the slab.

Heavy Metals in Crop Plants: Transport and Redistribution Processes on the Whole Plant Level

Copper, zinc, manganese, iron, nickel and molybdenum are essential micronutrients for plants. However, when present in excess they may damage the plant or decrease the quality of harvested plant products. Some other heavy metals such as cadmium, lead or mercury are not needed by plants and represent pollutants. The uptake into the roots, the loading into the xylem, the acropetal transport to the shoot with the transpiration stream and the further redistribution in the phloem are crucial for the distribution in aerial plant parts. This review is focused on long-distance transport of heavy metals via xylem and phloem and on interactions between the two transport systems. Phloem transport is the basis for the redistribution within the shoot and for the accumulation in fruits and seeds. Solutes may be transferred from the xylem to the phloem (e.g., in the small bundles in stems of cereals, in minor leaf veins). Nickel is highly phloem-mobile and directed to expanding plant parts. Zinc and to a lesser degree also cadmium are also mobile in the phloem and accumulate in meristems (root tips, shoot apex, axillary buds). Iron and manganese are characterized by poor phloem mobility and are retained in older leaves.