Atlas multimídia sobre movimentos de massa na sera do Mar paulista: município de Cubatão/SP

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Anwendung der geoelektrischen 3D-Tomographie für die Analyse thermisch induzierter Strömungen im Labor

Sowohl in der Natur als auch in der Industrie existieren thermisch induzierte Strömungen. Von Interesse für diese Forschungsarbeit sind dabei die Konvektionen im Erdmantel sowie in den Glasschmelzwannen. Der dort stattfindende Materialtransport resultiert aus Unterschieden in der Dichte, der Temperatur und der chemischen Konzentration innerhalb des konvektierenden Materials. Um das Verständnis für die ablaufenden Prozesse zu verbessern, werden von zahlreichen Forschergruppen numerische Modellierungen durchgeführt. Die Verifikation der dafür verwendeten Algorithmen erfolgt meist über die Analyse von Laborexperimenten. Im Vordergrund dieser Forschungsarbeit steht die Entwicklung einer Methode zur Bestimmung der dreidimensionalen Temperaturverteilung für die Untersuchung von thermisch induzierten Strömungen in einem Versuchsbecken. Eine direkte Temperaturmessung im Inneren des Versuchsmaterials bzw. der Glasschmelze beeinflusst allerdings das Strömungsverhalten. Deshalb wird die geodynamisch störungsfrei arbeitende Impedanztomographie verwendet. Die Grundlage dieser Methode bildet der erweiterte Arrhenius-Zusammenhang zwischen Temperatur und spezifischer elektrischer Leitfähigkeit. Während der Laborexperimente wird ein zähflüssiges Polyethylenglykol-Wasser-Gemisch in einem Becken von unten her erhitzt. Die auf diese Weise generierten Strömungen stellen unter Berücksichtigung der Skalierung ein Analogon sowohl zu dem Erdmantel als auch zu den Schmelzwannen dar. Über mehrere Elektroden, die an den Beckenwänden installiert sind, erfolgen die geoelektrischen Messungen. Nach der sich anschließenden dreidimensionalen Inversion der elektrischen Widerstände liegt das Modell mit der Verteilung der spezifischen elektrischen Leitfähigkeit im Inneren des Versuchsbeckens vor. Diese wird mittels der erweiterten Arrhenius-Formel in eine Temperaturverteilung umgerechnet. Zum Nachweis der Eignung dieser Methode für die nichtinvasive Bestimmung der dreidimensionalen Temperaturverteilung wurden mittels mehrerer Thermoelemente an den Beckenwänden zusätzlich direkte Temperaturmessungen durchgeführt und die Werte miteinander verglichen. Im Wesentlichen sind die Innentemperaturen gut rekonstruierbar, wobei die erreichte Messgenauigkeit von der räumlichen und zeitlichen Auflösung der Gleichstromgeoelektrik abhängt.

Proposal for an International Molybdenum Isotope Measurement Standard and Data Representation

Molybdenum isotopes are increasingly widely applied in Earth Sciences. They are primarily used to investigate the oxygenation of Earth's ocean and atmosphere. However, more and more fields of application are being developed, such as magmatic and hydrothermal processes, planetary sciences or the tracking of environmental pollution. Here, we present a proposal for a unifying presentation of Mo isotope ratios in the studies of mass-dependent isotope fractionation. We suggest that the δ98/95Mo of the NIST SRM 3134 be defined as +0.25‰. The rationale is that the vast majority of published data are presented relative to reference materials that are similar, but not identical, and that are all slightly lighter than NIST SRM 3134. Our proposed data presentation allows a direct first-order comparison of almost all old data with future work while referring to an international measurement standard. In particular, canonical δ98/95Mo values such as +2.3‰ for seawater and −0.7‰ for marine Fe–Mn precipitates can be kept for discussion. As recent publications show that the ocean molybdenum isotope signature is homogeneous, the IAPSO ocean water standard or any other open ocean water sample is suggested as a secondary measurement standard, with a defined δ98/95Mo value of +2.34 ± 0.10‰ (2s). Les isotopes du molybdène (Mo) sont de plus en plus largement utilisés dans les sciences de la Terre. Ils sont principalement utilisés pour étudier l'oxygénation de l'océan et de l'atmosphère de la Terre. Cependant, de plus en plus de domaines d'application sont en cours de développement, tels que ceux concernant les processus magmatiques et hydrothermaux, les sciences planétaires ou encore le suivi de la pollution environnementale. Ici, nous présentons une proposition de présentation unifiée des rapports isotopiques du Mo dans les études du fractionnement isotopique dépendant de la masse. Nous suggérons que le δ98/95Mo du NIST SRM 3134 soit définit comme étant égal à +0.25 ‰. La raison est que la grande majorité des données publiées sont présentés par rapport à des matériaux de référence qui sont similaires, mais pas identiques, et qui sont tous légèrement plus léger que le NIST SRM 3134. Notre proposition de présentation des données permet une comparaison directe au premier ordre de presque toutes les anciennes données avec les travaux futurs en se référant à un standard international. En particulier, les valeurs canoniques du δ98/95Mo comme celle de +2,3 ‰ pour l'eau de mer et de -0,7 ‰ pour les précipités de Fe-Mn marins peuvent être conservés pour la discussion. Comme les publications récentes montrent que la signature isotopique moyenne du molybdène de l'océan est homogène, le standard de l'eau océanique IAPSO ou tout autre échantillon d'eau provenant de l'océan ouvert sont proposé comme standards secondaires, avec une valeur définie du δ98/95 Mo de 2.34 ± 0.10 ‰ (2s).

Dissolution rate spectra data of calcite single crystal and micrite material

The large discrepancy between field and laboratory measurements of mineral reaction rates is a long-standing problem in earth sciences, often attributed to factors extrinsic to the mineral itself. Nevertheless, differences in reaction rate are also observed within laboratory measurements, raising the possibility of intrinsic variations as well. Critical insight is available from analysis of the relationship between the reaction rate and its distribution over the mineral surface. This analysis recognizes the fundamental variance of the rate. The resulting anisotropic rate distributions are completely obscured by the common practice of surface area normalization. In a simple experiment using a single crystal and its polycrystalline counterpart, we demonstrate the sensitivity of dissolution rate to grain size, results that undermine the use of "classical" rate constants. Comparison of selected published crystal surface step retreat velocities (Jordan and Rammensee, 1998) as well as large single crystal dissolution data (Busenberg and Plummer, 1986) provide further evidence of this fundamental variability. Our key finding highlights the unsubstantiated use of a single-valued "mean" rate or rate constant as a function of environmental conditions. Reactivity predictions and long-term reservoir stability calculations based on laboratory measurements are thus not directly applicable to natural settings without a probabilistic approach. Such a probabilistic approach must incorporate both the variation of surface energy as a general range (intrinsic variation) as well as constraints to this variation owing to the heterogeneity of complex material (e.g., density of domain borders). We suggest the introduction of surface energy spectra (or the resulting rate spectra) containing information about the probability of existing rate ranges and the critical modes of surface energy.

Surface geochemistry of the clay minerals

Clay minerals are layer type aluminosilicates that figure in terrestrial biogeochemical cycles, in the buffering capacity of the oceans, and in the containment of toxic waste materials. They are also used as lubricants in petroleum extraction and as industrial catalysts for the synthesis of many organic compounds. These applications derive fundamentally from the colloidal size and permanent structural charge of clay mineral particles, which endow them with significant surface reactivity. Unraveling the surface geochemistry of hydrated clay minerals is an abiding, if difficult, topic in earth sciences research. Recent experimental and computational studies that take advantage of new methodologies and basic insights derived from the study of concentrated ionic solutions have begun to clarify the structure of electrical double layers formed on hydrated clay mineral surfaces, particularly those in the interlayer region of swelling 2:1 layer type clay minerals. One emerging trend is that the coordination of interlayer cations with water molecules and clay mineral surface oxygens is governed largely by cation size and charge, similarly to a concentrated ionic solution, but the location of structural charge within a clay layer and the existence of hydrophobic patches on its surface provide important modulations. The larger the interlayer cation, the greater the influence of clay mineral structure and hydrophobicity on the configurations of adsorbed water molecules. This picture extends readily to hydrophobic molecules adsorbed within an interlayer region, with important implications for clay–hydrocarbon interactions and the design of catalysts for organic synthesis.

Los microfósiles y la Crisis de Salinidad del Mediterráneo como recurso didáctico en Ciencias de la Tierra

El estudio de las disciplinas científicas resulta más atractivo si se acompaña de actividades de carácter práctico. En este trabajo se propone un taller cuya finalidad es introducir al alumnado en el trabajo científico que realizan los geólogos y paleontólogos a través de la información paleoambiental y bioestratigráfica que proporcionan los microfósiles y su aplicación a la Crisis de Salinidad del Messiniense. Este periodo es considerado como uno de los acontecimientos más relevantes de la historia geológica del Mediterráneo y se caracteriza por una acumulación masiva de evaporitas en el fondo de la cuenca, que se relaciona con la desecación y posterior reinundación del Mediterráneo hace aproximadamente cinco millones de años. El taller consta de tres sesiones: una teórica, de introducción de los contenidos necesarios para el desarrollo de la actividad, para la que se proponen una serie de recursos bibliográficos y audiovisuales de libre acceso en internet; una práctica, de obtención de datos; y una final, de interpretación de los cambios paleoambientales que conlleva la presentación de los resultados en forma de artículo científico y posterior debate en el aula. Todos los datos necesarios para el desarrollo de la actividad se proporcionan en el presente artículo, si bien esta propuesta de taller queda abierta a las posibles modificaciones y mejoras que el profesorado considere oportunas. Para vertebrar esta propuesta, en forma de ejemplo de aplicación, se ha incluido el taller en la programación de la asignatura Biología y Geología (4º ESO). La puesta a punto de este taller pone de manifiesto que resulta idóneo para el trabajo en grupo en el aula permitiendo que el alumnado se sienta partícipe de todas las fases que constituyen una investigación científica.

Coastal Ocean Dynamics Applications Radar (CODAR) remote sensing demonstration program /

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International global positioning system network for space science missions.

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LAGOS II : LAser GEOdynamics satellite.

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