A Method for Magma Viscosity Assessment by Lava Dome Morphology

Lava domes form when a highly viscous magma erupts on the surface. Several types of lava dome morphology can be distinguished depending on the flow rate and the rheology of magma: obelisks, lava lobes, and endogenic structures. The viscosity of magma nonlinearly depends on the volume fraction of crystals and temperature. Here we present an approach to magma viscosity estimation based on a comparison of observed and simulated morphological forms of lava domes. We consider a two-dimensional axisymmetric model of magma extrusion on the surface and lava dome evolution, and assume that the lava viscosity depends only on the volume fraction of crystals. The crystallization is associated with a growth of the liquidus temperature due to the volatile loss from the magma, and it is determined by the characteristic time of crystal content growth (CCGT) and the discharge rate. Lava domes are modeled using a finite-volume method implemented in Ansys Fluent software for various CCGTs and volcanic vent sizes. For a selected eruption duration a set of morphological shapes of domes (shapes of the interface between lava dome and air) is obtained. Lava dome shapes modeled this way are compared with the observed shape of the lava dome (synthesized in the study by a random modification of one of the calculated shapes). To estimate magma viscosity, the deviation between the observed dome shape and the simulated dome shapes is assessed by three functionals: the symmetric difference, the peak signal-to-noise ratio, and the structural similarity index measure. These functionals are often used in the computer vision and in image processing. Although each functional allows to determine the best fit between the modeled and observed shapes of lava dome, the functional based on the structural similarity index measure performs it better. The viscosity of the observed dome can be then approximated by the viscosity of the modeled dome, which shape fits best the shape of the observed dome. This approach can be extended to three-dimensional case studies to restore the conditions of natural lava dome growth

A Method for Magma Viscosity Assessment by Lava Dome Morphology

Abstract: Lava domes form when a highly viscous magma erupts on the surface. Several types of lava dome morphology can be distinguished depending on the flow rate and the rheology of magma: obelisks, lava lobes, and endogenic structures. The viscosity of magma nonlinearly depends on the volume fraction of crystals and temperature. Here we present an approach to magma viscosity estimation based on a comparison of observed and simulated morphological forms of lava domes. We consider a two-dimensional axisymmetric model of magma extrusion on the surface and lava dome evolution, and assume that the lava viscosity depends only on the volume fraction of crystals. The crystallization is associated with a growth of the liquidus temperature due to the volatile loss from the magma, and it is determined by the characteristic time of crystal content growth (CCGT) and the discharge rate. Lava domes are modeled using a finite-volume method implemented in Ansys Fluent software for various CCGTs and volcanic vent sizes. For a selected eruption duration a set of morphological shapes of domes (shapes of the interface between lava dome and air) is obtained. Lava dome shapes modeled this way are compared with the observed shape of the lava dome (synthesized in the study by a random modification of one of the calculated shapes). To estimate magma viscosity, the deviation between the observed dome shape and the simulated dome shapes is assessed by three functionals: the symmetric difference, the peak signal-to-noise ratio, and the structural similarity index measure. These functionals are often used in the computer vision and in image processing. Although each functional allows to determine the best fit between the modeled and observed shapes of lava dome, the functional based on the structural similarity index measure performs it better. The viscosity of the observed dome can be then approximated by the viscosity of the modeled dome, which shape fits best the shape of the observed dome. This approach can be extended to three-dimensional case studies to restore the conditions of natural lava dome growth. © 2021, The Author(s).We are grateful to two anonymous reviewers for their constructive comments. Numerical experiments were carried out on the Uran computing cluster (Institute of Mathematics and Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg). The work was supported by the Russian Science Foundation (project no. 19-17-00027)

Synthesis of γ-, δ-, and ε-Lactams by Asymmetric Transfer Hydrogenation of N-(tert-Butylsulfinyl)iminoesters

Highly enantiomerically enriched γ- and δ-lactams have been prepared by a simple and very efficient procedure that involves the asymmetric transfer hydrogenation of N-(tert-butylsulfinyl)iminoesters followed by desulfinylation of the nitrogen atom and spontaneous cyclization to the desired lactams during the basic workup procedure. Five- and six-membered ring lactams bearing aromatic, heteroaromatic, and aliphatic substituents have been obtained in very high yields and ee’s up to >99%. A slight modification of the procedure also allowed the preparation of ε-lactams in good yields and very high enantioselectivities. Both enantiomers of the final lactams could be prepared with equal efficiency by changing the absolute configuration of the sulfinyl chiral auxiliary

МЕДИКАМЕНТОЗНОЕ ЛЕЧЕНИЕ МУКОВИСЦИДОЗА В РОССИИ: АНАЛИЗ ДАННЫХ НАЦИОНАЛЬНОГО РЕГИСТРА (2014)

The aim of this study was to analyze drug therapy of patients with cystic fibrosis (CF) in Russia. Methods. Findings of the Russian National Register of CF patients, 2014, were used in this study. The 2014 Register included data for 2,131 patients (2,092 alive and 39 died) from 74 regions of Russia. The median age was 10.2 (15.2) years, 29.2% of patients were aged 18 years and older. We analyzed administration of bronchodilators, inhaled corticosteroids (ICS), systemic steroids, dornase alfa, hypertonic saline solution, macrolides, systemic and inhaled antibiotics, pancreatic enzymes, ursodeoxycholic acid, and fat-soluble vitamins. Results. Drug administration rates were as follows: bronchodilators, 65.9%; ICS, 21.7%; systemic steroids, 5.5%; macrolides, 32.4%; dornase-alfa, 92.8%; hypertonic saline solution, 45.9%; intravenous antibiotics, 62.3%; oral antibiotics, 73.3%; inhaled antibiotics, 41.3%; pancreatic enzymes, 93.3%; ursodeoxycholic acid, 91.4%; and fat-soluble vitamins, 88.3%. Conclusion. Compared to treatment of CF patients in the Western Europe, there is higher rate of administration of pancreatic enzymes, ursodeoxycholic acid, dornase alfa, hypertonic saline solution and intravenous antibiotics in Russia. Compared to treatment strategy in USA, there is higher rate of administration of pancreatic enzymes and lower rate of administration of bronchodilators, hypertonic saline solution and inhaled antibiotics in Russia. Муковисцидоз (МВ) – тяжелое мультисистемное заболевание, требующее комплексного медикаментозного и немедикаментозного лечения. Особенностям лекарственной терапии разнородных по числу и возрасту групп больных МВ, проживающих в разных регионах России, посвящено ограниченное число работ, однако общий анализ данных большой группы пациентов в рамках единого регистра ранее не проводился. Цель. Выявление особенностей медикаментозной терапии больных МВ в России по данным национального Регистра (2014). Материалы и методы. Использованы сведения о пациентах (n = 2 131; 2 092 живых и 39 умерших) из 74 регионов России, состоящих в национальном Регистре больных муковисцидозом (2014). Медиана возраста пациентов составила 10,2 (15,2) года, доля взрослых (не моложе 18 лет) – 29,2 %. Проанализирована частота назначения лекарственной терапии бронходилататорами, ингаляционными (иГКС) и системными (сГКС) глюкокортикостероидами (ГКС), дорназой альфа, гипертоническим раствором натрия хлорида, макролидами, системными и ингаляционными антибактериальными препаратами (АБП), панкреатическими ферментами, урсодезоксихолевой кислотой (УДХК), жирорастворимыми витаминами. Результаты. Частота применения медикаментозной терапии по России распределена следующим образом: бронходилататоры – 65,9 %; иГКС – 21,7 %; сГКС – 5,5 %; макролиды – 32,4 %; дорназа альфа – 92,8 %; гипертонический раствор натрия хлорида – 45,9 %; внутривенные АБП – 62,3 %; пероральные АБП – 73,3 %; ингаляционные АБП – 41,3 %; панкреатические ферменты – 93,3 %; УДХК – 91,4 %; жирорастворимые витамины – 88,3 %. Отмечено, что взрослым больным наиболее часто назначаются бронхолитические препараты, АБП и ГКС; реже применяются панкреатические ферменты и УДХК. Заключение. Среди особенностей терапии российских больных по сравнению со странами Западной Европы можно выделить высокую долю назначения панкреатических ферментов, УДХК, дорназы альфа, гипертонического раствора и внутривенных АБП. По сравнению с США чаще назначаются панкреатические ферменты, реже – бронходилататоры, гипертонический раствор натрия хлорида и ингаляционные АБП

INVASIVE PULMONARY ASPERGILLIOSIS: A CLINICAL CASE WITH A FAVORABLE OUTCOME

Инвазивный аспергиллез легких (ИАЛ) объединяет все формы аспергиллезной инфекции, протекающей с пенетрацией грибов через эпителиальный барьер дыхательных путей. Аспергиллез – заболевание, вызываемое плесневыми грибами рода Aspergillus, поражающее преимущественно органы дыхания – легкие и околоносовые пазухи. Его считают второй по  частоте после кандидомикоза микотической инфекцией. Аспергиллы встречаются повсеместно. В быту их можно встретить в виде белой и зеленоватой плесени на овощах, фруктах, гнилом дереве. Особенно насыщен спорами грибов воздух во влажных, плохо вентилируемых помещениях. В связи с этим существует реальная угроза заражения аспергиллами, хотя у лиц без иммуносупресии аспергиллез встречается значительно реже. ИАЛ впервые был описан в 1953 г. [9]. В качестве важнейшей проблемы медицины он рассматривается в последние 30 лет после доказательства принципиальной излечимости гемопоэтических опухолей с помощью химиопрепаратов. Развитие и массовое применение интенсивной химиотерапии и аллогенной трансплантации гемопоэтических клеток увеличило в сотни раз число заболевших. Любая пневмония, развившаяся у пациента с агранулоцитозом, с большой вероятностью имеет аспергиллезную этиологию [1, 2]

Инвазивный аспергиллез легких: клинический случай с благоприятным исходом

Инвазивный аспергиллез легких (ИАЛ) объединяет все формы аспергиллезной инфекции, протекающей с пенетрацией грибов через эпителиальный барьер дыхательных путей. Аспергиллез – заболевание, вызываемое плесневыми грибами рода Aspergillus, поражающее преимущественно органы дыхания – легкие и околоносовые пазухи. Его считают второй по  частоте после кандидомикоза микотической инфекцией. Аспергиллы встречаются повсеместно. В быту их можно встретить в виде белой и зеленоватой плесени на овощах, фруктах, гнилом дереве. Особенно насыщен спорами грибов воздух во влажных, плохо вентилируемых помещениях. В связи с этим существует реальная угроза заражения аспергиллами, хотя у лиц без иммуносупресии аспергиллез встречается значительно реже. ИАЛ впервые был описан в 1953 г. [9]. В качестве важнейшей проблемы медицины он рассматривается в последние 30 лет после доказательства принципиальной излечимости гемопоэтических опухолей с помощью химиопрепаратов. Развитие и массовое применение интенсивной химиотерапии и аллогенной трансплантации гемопоэтических клеток увеличило в сотни раз число заболевших. Любая пневмония, развившаяся у пациента с агранулоцитозом, с большой вероятностью имеет аспергиллезную этиологию [1, 2].Инвазивный аспергиллез легких (ИАЛ) объединяет все формы аспергиллезной инфекции, протекающей с пенетрацией грибов через эпителиальный барьер дыхательных путей. Аспергиллез – заболевание, вызываемое плесневыми грибами рода Aspergillus, поражающее преимущественно органы дыхания – легкие и околоносовые пазухи. Его считают второй по  частоте после кандидомикоза микотической инфекцией. Аспергиллы встречаются повсеместно. В быту их можно встретить в виде белой и зеленоватой плесени на овощах, фруктах, гнилом дереве. Особенно насыщен спорами грибов воздух во влажных, плохо вентилируемых помещениях. В связи с этим существует реальная угроза заражения аспергиллами, хотя у лиц без иммуносупресии аспергиллез встречается значительно реже. ИАЛ впервые был описан в 1953 г. [9]. В качестве важнейшей проблемы медицины он рассматривается в последние 30 лет после доказательства принципиальной излечимости гемопоэтических опухолей с помощью химиопрепаратов. Развитие и массовое применение интенсивной химиотерапии и аллогенной трансплантации гемопоэтических клеток увеличило в сотни раз число заболевших. Любая пневмония, развившаяся у пациента с агранулоцитозом, с большой вероятностью имеет аспергиллезную этиологию [1, 2]