Сейсмічний експеримент TTZ-South

The wide-angle reflection and refraction (WARR) TTZ-South transect carried out in 2018 crosses the SW region of Ukraine and the SE region of Poland. The TTZ-South profile targeted the structure of the Earth’s crust and upper mantle of the Trans-European Suture Zone, as well as the southwestern segment of the East European Craton (slope of the Ukrainian Shield). The ~550 km long profile (~230 km in Poland and ~320 km in western Ukraine) is an extension of previously realized projects in Poland, TTZ (1993) and CEL03 (2000). The deep seismic sounding study along the TTZ-South profile using TEXAN and DATA-CUBE seismic stations (320 units) made it possible to obtain high-quality seismic records from eleven shot points (six in Ukraine and five in Poland). This paper presents a smooth P-wave velocity model based on first-arrival travel-time inversion using the FAST (First Arrival Seismic Tomography) code.The obtained image represents a preliminary velocity model which, according to the P-wave velocities, consists of a sedimentary layer and the crystalline crust that could comprise  upper, middle and lower crustal layers. The Moho interface, approximated by the 7.5 km/s isoline, is located at 45—47 km depth in the central part of the profile, shallowing to 40 and 37 km depth in the northern (Radom-Łysogóry Unit, Poland) and southern (Volyno-Podolian Monocline, Ukraine) segments of the profile, respectively. A peculiar feature of the velocity cross-section is a number of high-velocity bodies distinguished in the depth range of 10—35 km. Such high-velocity bodies were detected previously in the crust of the Radom-Łysogóry Unit. These bodies, inferred at depths of 10—35 km, could be allochthonous fragments of what was originally a single mafic body or separate mafic bodies intruded into the crust during the break-up of Rodinia in the Neoproterozoic, which was accompanied by considerable rifting. The manifestations of such magmatism are known in the NE part of the Volyno-Podolian Monocline, where the Vendian trap formation occurs at the surface.Сейсмический профиль TTZ-South с использованием преломленных и отраженных в закритической области преломленных волн, отработанный в 2018 г., пересекает юго-западный район Украины и юго-восточный регион Польши. Профиль TTZ-South был направлен на изучение структуры земной коры и верхней мантии Трансъевропейской шовной зоны (ТЕШЗ) и юго-западного сегмента Восточно-Европейского кратона (склона Украинского щита). Профиль длиной ~550 км (~230 км в Польше и ~320 км на западе Украины) является продолжением ранее реализованных проектов в Польше — профиля TTZ (1993 г.) и CEL03 (2000 г.). Глубинное сейсмическое зондирование по профилю TTZ-South, выполненное с использованием 320 сейсмических станций TEXAN и DATA-CUBE, позволило получить сейсмические записи высокого качества из одиннадцати пунктов взрыва (шесть в Украине и пять в Польше). В данной статье представлена упрощенная Р-скоростная модель, основанная на инверсии времен пробега первых вступлений Р-волн, построенная с использованием программы сейсмической томографии первых вступлений FAST. Полученное изображение представляет собой предварительную скоростную модель, которая состоит из осадочного слоя и кристаллической коры, включающей верхний, средний и нижний ее слои. Поверхность Мохо, аппроксимируемая изолинией 7,5 км/с, расположена на глубине 45—47 км в центральной части профиля, воздымаясь до 40 и 37 км в северной (Радом-Лысогорский блок в Польше) и южной (Волыно-Подольская моноклиналь в Украине) частях профиля соответственно. Особенностью скоростного разреза является ряд высокоскоростных тел, выявленных в диапазоне глубин 10—35 км. Аналогичные высокоскоростные тела ранее были обнаружены в коре Радом-Лысогорского блока. Тела, обнаруженные на глубине 10—35 км, могут быть аллохтонными фрагментами изначально единого массива основных пород или отдельными телами основного состава, внедрившимися в кору в неопротерозое во время раскола суперконтинета Родиния, который сопровождался мощным рифтогенезом. Проявления рифтогенного магматизма известны в северо-восточной части Волыно-Подольской моноклинали, где на поверхность выходят вендские трапы.Сейсмічний профіль TTZ-South з використанням заломлених і відбитих у за критичній зоні заломлених хвиль, відпрацьований у 2018 р., перетинає південно-західний район України і південно-східний регіон Польщі. Профіль TTZ-South був спрямований на вивчення структури земної кори і верхньої мантії Транс'єв ропейської шовної зони (ТЄШЗ) і південно-західного сегмента Східно-Європейського кратона (схила Українського щита). Профіль довжиною ~550 км (~230 км в Польщі і ~320 км на заході України) є продовженням раніше реалізованих проєктів у Польщі — профілю TTZ (1993 р.) і CEL03 (2000 р). Глибинне сейсмічне зондування за профілем TTZ-South, виконане з використанням 320 сейсмічних станцій TEXAN і DATA-CUBE, дало змогу отримати сейсмічні записи високої якості з одинадцяти пунктів вибуху (шість в Україні і п'ять у Польщі). У даній статті представлена спрощена Р-швидкісна модель, що базується на інверсії часів пробігу перших вступів Р-хвиль, побудована з використанням програми сейсмічної томографії перших вступів FAST. Отримане зображення являє собою попередню швидкісну модель, яка складається з осадового шару і кристалічної кори, що включає верхній, середній і нижній її шари. Поверхня Мохо, що апроксимується ізолінією 7,5 км/с, розташована на глибині 45—47 км у центральній частині профілю, здіймається до 40 і 37 км у північній (Радом-Лисогорський блок у Польщі) і південній (Волино-Подільська монокліналь в Україні) частинах профілю відповідно. Особливістю швидкісного розрізу є ряд високошвидкісних тіл, виявлених у діапазоні глибин 10—35 км. Подібні високошвидкісні тіла раніше були виявлені в корі Радом-Лисогірського блоку. Тіла, виявлені на глибині 10—35 км, можуть бути алохтонними фрагментами спочатку єдиного масиву основних порід або окремими тілами основного складу, що впровадилися в кору в неопротерозої під час розколу суперконтінета Родінія, який супроводжувався потужним рифтогенезом. Прояви рифтогенного магматизму відомі в північно-східній частині Волино-Подільської моноклінали, де на поверхню виходять вендські трапи

Crustal and Upper Mantle Velocity Model along the DOBRE-4 Profile from North Dobruja to the Central Region of the Ukrainian Shield : 1. Seismic Data

For studying the structure of the lithosphere in southern Ukraine, wide-angle seismic studies that recorded the reflected and refracted waves were carried out under the DOBRE-4 project. The field works were conducted in October 2009. Thirteen chemical shot points spaced 35-50 km apart from each other were implemented with a charge weight varying from 600 to 1000 kg. Overall 230 recording stations with an interval of 2.5 km between them were used. The high quality of the obtained data allowed us to model the velocity section along the profile for P-and S-waves. Seismic modeling was carried out by two methods. Initially, trial-and-error ray tracing using the arrival times of the main reflected and refracted P-and S-phases was conducted. Next, the amplitudes of the recorded phases were analyzed by the finite-difference full waveform method. The resulting velocity model demonstrates a fairly homogeneous structure from the middle to lower crust both in the vertical and horizontal directions. A drastically different situation is observed in the upper crust, where the Vp velocities decrease upwards along the section from 6.35 km/s at a depth of 15-20 km to 5.9-5.8 km/s on the surface of the crystalline basement; in the Neoproterozoic and Paleozoic deposits, it diminishes from 5.15 to 3.80 km/s, and in the Mesozoic layers, it decreases from 2.70 to 2.30 km/s. The sub-crustal Vp gradually increases downwards from 6.50 to 6.7-6.8 km/s at the crustal base, which complicates the problem of separating the middle and lower crust. The Vp velocities above 6.80 km/s have not been revealed even in the lowermost part of the crust, in contrast to the similar profiles in the East European Platform. The Moho is clearly delineated by the velocity contrast of 1.3-1.7 km/s. The alternating pattern of the changes in the Moho depths corresponding to Moho undulations with a wavelength of about 150 km and the amplitude reaching 8 to 17 km is a peculiarity of the velocity model.Peer reviewe

Lithospheric structure along wide-angle seismic profile GEORIFT 2013 in Pripyat–Dnieper–Donets Basin (Belarus and Ukraine)

The GEORIFT 2013 (GR'13) WARR (wide-angle reflection and refraction) experiment was carried out in 2013 in the territory of Belarus and Ukraine with broad international co-operation. The aim of the work is to study basin architecture and deep structure of the Pripyat-Dnieper-Donets Basin (PDDB), which is the deepest and best studied Palaeozoic rift basin in Europe. The PDDB is located in the southern part of the East European Craton (EEC) and crosses Sarmatia-one of the three segments of the EEC. The PDDB was formed by Late Devonian rifting associated with domal basement uplift and magmatism. The GR'13 extends in NW SE direction along the PDDB strike and crosses the Pripyat Trough (PT) and Dnieper Graben (DG) separated by the Bragin Uplift (BU) of the basement. The field acquisition along the GR'13 (of 670 km total length) involved 14 shots and recorders deployed every similar to 2.2 km for several shot points. The good quality of the data, with first arrivals visible up to 670 km for several shot points, allowed for construction of a velocity model extending to 80 km depth using ray-tracing modelling. The thickness of the sediments (Vp <6.0 km s(-1)) varies from 1-4 km in the PT, to 5 km in the NW part of the DG, to 10-13 km in the SE part of the profile. Below the DG, at similar to 330-530 km distance, we observed an upwarping of the lower crust (with Vp of similar to 7.1 km s(-1)) to 25 km depth that represents a rift pillow or mantle underplate. The Moho shallows southeastwards from similar to 47 km in the PT to 40-38 km in the DG with mantle velocities of 8.35 and similar to 8.25 km s(-1) in the PT and DG, respectively. A near-horizontal mantle discontinuity was found beneath BU (a transition zone from the PT to the DG) at the depth of 50-47 km. It dips to the depth of similar to 60 km at distances of 360-405 km, similar to the intersecting EUROBRIDGE'97 profile. The crust and upper mantle structure on the GR'13 may reflect varying intensity of rifting in the PDDB from a passive stage in the PT to active rifting in the DG. The absence of Moho uplift and relatively thick crystalline crust under the PT is explained by its tectonic position as a closing unit of the PDDB, with a gradual attenuation of rifting from the southeast to the northwest. The most active stage of rifting is evidenced in the DG by a shallower Moho and by a presence of a rift pillow caused by mafic and ultramafic intrusions during the active phase. The junction of the PT and the DG (the BU) locates just at its intersection with the NS regional tectonic zone Odessa-Gomel. Most likely, the 'blocking' effect of this zone did not allow for further propagation of active rifting to the NW.Peer reviewe

The Large Hadron-Electron Collider at the HL-LHC

The Large Hadron-Electron Collider (LHeC) is designed to move the field of deep inelastic scattering (DIS) to the energy and intensity frontier of particle physics. Exploiting energy-recovery technology, it collides a novel, intense electron beam with a proton or ion beam from the High-Luminosity Large Hadron Collider (HL-LHC). The accelerator and interaction region are designed for concurrent electron-proton and proton-proton operations. This report represents an update to the LHeC's conceptual design report (CDR), published in 2012. It comprises new results on the parton structure of the proton and heavier nuclei, QCD dynamics, and electroweak and top-quark physics. It is shown how the LHeC will open a new chapter of nuclear particle physics by extending the accessible kinematic range of lepton-nucleus scattering by several orders of magnitude. Due to its enhanced luminosity and large energy and the cleanliness of the final hadronic states, the LHeC has a strong Higgs physics programme and its own discovery potential for new physics. Building on the 2012 CDR, this report contains a detailed updated design for the energy-recovery electron linac (ERL), including a new lattice, magnet and superconducting radio-frequency technology, and further components. Challenges of energy recovery are described, and the lower-energy, high-current, three-turn ERL facility, PERLE at Orsay, is presented, which uses the LHeC characteristics serving as a development facility for the design and operation of the LHeC. An updated detector design is presented corresponding to the acceptance, resolution, and calibration goals that arise from the Higgs and parton-density-function physics programmes. This paper also presents novel results for the Future Circular Collider in electron-hadron (FCC-eh) mode, which utilises the same ERL technology to further extend the reach of DIS to even higher centre-of-mass energies.Peer reviewe

Application of a Low-Energy Electron Beam as a Tool for ultrashort bunch length measurement in circular machines

A new diagnostic device designed for non-destructive ultrashort bunch length measurement is described. The operating principle of the device and the measuring technique are described. The possible scheme of arrangement of the device elements are described. The results of simulations of EBP application for different beams under investigation are presented. The quality requirements of the low energy testing beam are considered and resolving detector ability is determined

Acceleration effect of ionic liquids on polycyclotrimerization of dicyanate esters

The polycyclotrimerization reaction of dicyanate ester of bisphenol E (DCBE) in the presence of varying amounts (from 0.5 to 5 wt%) of 1-octyl-3-methylimidazolium tetrafluoroborate ([OMIm][BF4]) ionic liquid has been investigated using differential scanning calorimetry (DSC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) techniques, after a curing stage at 150 °C for 6 h. It is noteworthy that an amount of [OMIm][BF4] as low as 0.5 wt% accelerates dramatically the thermal curing process leading to the formation of a polycyanurate network. The conversion of DCBE increased with increasing [OMIm][BF4] content in the temperature range studied. A reaction mechanism associated with the ionic liquid-catalyzed DCBE polycyclotrimerization is newly proposed via the involvement of a [CN]δ+–[OMIm]δ– complex as a key intermediate

Синтез нанопористих поліціаноуретанових плівок in situ з іонними рідинами

Розроблено та охарактеризовано пористі плівкові матеріали на основі термостабільних поліціаноуретанів, одержаних поліциклотримеризацією диціанових естерів бісфенолу Е in situ з 1-гептилпіримідин тетрафлуороборатом, [HPyr][BF4], іонною рідиною (ІР) з подальшою простою екстракцією ІР. За допомогою сканувальної електронної мікроскопії та ДСК-термопорометрії підтверджено формування нанопористої структури в зразках ЦЕС. Встановлено, що розподіл пор за розмірами варіюється в діапазоні від ~20 до ~180 нм із середнім діаметром пор приблизно 45 і 60 нм, що залежить від початкового вмісту пороутворювача в досліджуваних зразках.The article discusses characteritics of novel porous film materials of thermostable polycyanurates generated by polycyclotrimerization of dicyanate ester of bisphenol E in situ of 1-heptylpyridinium tetrafluoroborate, [HPyr][BF4], ionic liquid (IL) followed by simple extraction of IL. The scanning electron microscopy and DSC-based thermoporometry analyses confirmed the formation of the nanoporous structure in the investigated CER samples. The pore size distribution varied from ~20 to ~180 nm with an average pore diameter of around 45 and 60 nm depending on the initial porogen content in the studied CERs

Wordcraft: Playing with sentence structure

We introduce Wordcraft, a new interactive tablet application that allows children to explore sentence structures and their meanings. Wordcraft uses a constructionist design: children manipulate word cards to build sentences, which come to life in a storybooklike animated world to illustrate meaning. Such visual feedback helps children play with parts of speech and understand how they fit together to form sentences. Preliminary studies suggest that children are able to observe and discuss how different sentence constructs result in different meanings