Analysis of Antarctic Ice Core Data (EPICA Dome C) with Flicker-Noise Spectroscopy

Evolution of Earth’s climate system over the past 800,000 years represents a complex process with successions of uneven glacial and interglacial periods. The length, amplitudes, and development of each climate cycle depend on a number of different factors, including the orbital parameters attributed to insolation and the complex responses of the Earth system to solar radiation primarily through the amplification by Earth’s albedo and greenhouse gas and secondarily through a system of heat reservoirs, such as ice sheet and deep ocean, distributed throughout our planet. The purpose of this study is to analyze the transitions related to climate cycles in Antarctic ice core data (EPICA Dome C) of deuterium composition and dust concentration recorded for the past 800,000 years [1] using Flicker-Noise Spectroscopy (FNS), an analytical toolset for the extraction and analysis of information in stochastic time and space series, containing both regular and chaotic components, by using power spectra and difference moments (structural functions) of various orders [2]. 

The FNS nonstationarity factors for the deuterium composition and dust (logarithm) concentration, which represent the normalized discrete derivative of the second-order structural function of the source signal with respect to a given shifted “window” interval, were built for different intervals of averaging to identify the major changes in the dynamics of both time series and their precursors. It is shown that when displayed together with the source signals, the positive peaks in the nonstationarity factors provide more reliable estimates of the transition of the climate system from one sub-period to another within a specific climate cycle as compared to predefined thresholds in dust or deuterium values. For climatic transitions, the power spectral estimates of the nonstationarity factors contain several periodicities in addition to the orbital ones. These frequencies may be attributed to specific heat accumulation and discharge processes in the climate system. The results of this study demonstrate the potential of FNS in the analysis of climate data series and may be used in refining climate transition models.

This study was supported by the Russian Foundation for Basic Research, project no. 08-02-00230a.
[1] Lambert F., et al. (2008) Dust-climate couplings over the past 800,000 years from the EPICA Dome C ice core, Nature 452, 616-619.
[2] Timashev, S. F., Polyakov Yu. S. (2007) Review of flicker noise spectroscopy in electrochemistry, Fluctuations and Noise Letters 7(2), R15-R47.
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A Primer for Black Hole Quantum Physics

The mechanisms which give rise to Hawking radiation are revealed by analyzing in detail pair production in the presence of horizons. In preparation for the black hole problem, three preparatory problems are dwelt with at length: pair production in an external electric field, thermalization of a uniformly accelerated detector and accelerated mirrors. In the light of these examples, the black hole evaporation problem is then presented. The leitmotif is the singular behavior of modes on the horizon which gives rise to a steady rate of production. Special emphasis is put on how each produced particle contributes to the mean albeit arising from a particular vacuum fluctuation. It is the mean which drives the semiclassical back reaction. This aspect is analyzed in more detail than heretofore and in particular its drawbacks are emphasized. It is the semiclassical theory which gives rise to Hawking's famous equation for the loss of mass of the black hole due to evaporation $dM/dt \simeq -1/M^2$. Black hole thermodynamics is derived from the evaporation process whereupon the reservoir character of the black hole is manifest. The relation to the thermodynamics of the eternal black hole through the Hartle--Hawking vacuum and the Killing identity are displayed. It is through the analysis of the fluctuations of the field configurations which give rise to a particular Hawking photon that the dubious character of the semiclassical theory is manifest. The present frontier of research revolves around this problem and is principally concerned with the fact that one calls upon energy scales that are greater than Planckian and the possibility of a non unitary evolution as well. These last subjects are presented in qualitative fashion only, so that this review stops at the threshold of quantum gravity.Comment: An old review article on black hole evaporation and black hole thermodynamics, put on the archive following popular demand, 178 pages, 21 figures (This text differs in slightly from the published version

Entre Voge et le Plateau de Langres, le Nord de la Haute-Saône

National audienceCet ensemble géographique qui correspond à la Voge et à la partie occidentale de la dépression périvosgienne, à l'amont du confluent de la Saône avec la Lanterne, est une zone de transition entre les plateaux de Haute-Saône et les modestes reliefs de Lorraine du sud autrefois baptisés "Monts Faucilles". Cette transition s'exprime dans la structure géologique, la topographie, les paysages végétaux, l'habitat et les activités économiques

Les moraines du massif Algonquin, Ontario, au début du Dryas récent, et corrélation avec la Moraine de Saint-Narcisse

La cartographie détaillée des moraines majeures et mineures de la région du parc Algonquin, à partir de l’interprétation de photographies aériennes à grande échelle et de levés de terrain, permet de corréler plus de 150 éléments discontinus de marge glaciaire qui peuvent être regroupés en trois alignements morainiques régionaux, nommés Algonquin I, II et III, disposés sur une bande orientée ONO-ESE d’une largeur de 20 km. Ces alignements sont antérieurs à la Moraine de Genesee, au sud-est du lac Nipissing, et aux déversements du Lac glaciaire Algonquin vers la Mer de Champlain, via les exutoires de White Partridge, Fossmill et Sobie-Guilmette. Ils sont corrélés latéralement avec les positions morainiques A, B et BC du lobe de l’Outaouais. L’alignement Algonquin III-Outaouais BC s’étend sur 250 km en Ontario. Il est associé vers l’est à la Moraine de Saint-Narcisse qui peut être suivie sur 750 km au Québec et dont l’âge se situe entre 10 700 et 10 500 BP (12,7-12,4 ka cal.). Vers l’ouest, au nord du lac Huron, il est probablement contemporain de la Moraine du lac Whiskey. Cette hypothèse permettrait de prolonger le tracé du front de l’Inlandsis laurentidien sur 400 kilomètres additionnels, pendant la halte majeure du début du Dryas récent correspondant à la Moraine de Saint-Narcisse au Québec.The systematic mapping of the major and minor moraines in the Algonquin Provincial Park area, by analyses of large scale air photos and field surveys, allows the correlation of more than 150 discontinuous elements of glacial margin which can be grouped into three regional morainic alignments as referred to Algonquin I, II and III, laid down on a 20 km wide strip oriented WNW-ESE. These morainic alignments are older than the Genesee Moraine, located southeast of Lake Nipissing, and also older than the discharges of glacial Lake Algonquin towards the Champlain Sea through the White Partridge, Fossmill and Sobie-Guilmette outlets. Laterally, they are correlated with morainic positions A, B and BC of the Outaouais lobe. The Algonquin III-Outaouais BC morainic alignment, which can be followed for almost 250 km in Ontario, is correlative to the east with the 750 km long Saint-Narcisse Moraine in Québec, dated between 10 700 and 10 500 BP (12.7-12.4 cal ka). To the west, north of Lake Huron, the above alignment is probably contemporaneous with the Whiskey Lake Moraine. This hypothesis allows to approximate the position of the Laurentide Ice Sheet margin for another 400 km in Ontario, during the major stand at the onset of the Younger Dryas in Québec, which corresponds to the Saint-Narcisse Moraine

Réflexion psychodynamique : À propos d’une structure de personnalité toxicomaniaque spécifique à l’alcool et aux drogues dures

La surconsommation de substances psychotropes représente un problème majeur des sociétés contemporaines. Aux États-Unis, 14,1 % de la population âgée entre 15 et 54 ans a vécu des problèmes de dépendance à l'alcool au cours de la vie alors que 7,5 % des gens ont connu une dépendance à vie aux autres drogues (cannabis, cocaïne, stimulants, etc.). Plusieurs études rapportent que la consommation excessive d'alcool, concomitante ou non avec l'utilisation de drogues illégales, est associée à des conditions sociales favorisant le développement de la détresse psychologique et de l'isolement. Bien qu'il existe plusieurs recherches traitant des différences entre les traits de personnalité alcooliques et ceux des consommateurs de drogues dures, peu d'auteurs se sont penchés sur la possibilité de mettre en évidence une spécificité entre l'aménagement structurel de l'alcoolique et celui du dépendant aux autres drogues d'un point de vue psychodynamique. Cette recension des écrits, à caractère exploratoire, présente d'abord les travaux effectués afin d'identifier les traits de personnalités communs ou distincts à ces formes de toxicomanie. La réflexion porte ensuite sur les écrits psychodynamiques qui s'intéressent à la possibilité d'une organisation structurelle propre à la toxicomanie. Enfin, les auteurs proposent quelques réflexions permettant de postuler l'existence d'un aménagement structurel spécifique à ces deux formes de toxicomanie.The overconsumption of psychotropic substances is a major problem for contemporary societies. In the USA, 14,1% of the population between the age 15 and 54 have experienced addiction problems to alcohol during their lives while as 7,5% are addicted for life to other drugs (cannabis, cocaine, stimulants, etc). Many studies report that excessive consumption of alcohol, with or without illegal drug use, is associated to social conditions favoring the development of psychological distress and isolation. Although there are many studies on the differences between personality traits of alcoholics and drug users, few authors have examined the possibility to bring to the fore a specificity between the personality structures of the alcoholic and the drug user from a psychodynamic approach. This exploratory review of literature, first presents studies already conducted in order to identify common or distinct personality features for these types of addiction. This article then reviews psychodynamic writings examining the possibility of a structural organization that is specific to addiction. Finally, the authors propose a few thoughts allowing to postulate on the existence of a structural organization specific to these two types of addiction.El consumo abusivo de sustancias sicodélicas représenta un problema major de las sociedades contemporâneas. En los Estados Unidos, 14.1% de la poblaciôn entre 15 y 54 anos han vivido a Io largo de la vida problemas de dependencia al alcohol mientras que 7.5% de las personas han conocido una dependencia a vida de otras drogas (marihuana, cocaina, estimulantes, etc.). Varios estudios informan que el consumo excesivo del alcohol, acompanando o no de la utilizaciôn de drogas ilegales, esta asociado a condiciones sociales que favorecen el desarrollo de la angustia sicolôgica y del aislamiento. Aunque existen varias investigaciones que tratan de las diferencias entre los rasgos de la personalidad alcoholica y el de los consumidores de drogas duras, pocos autores se han preocupado de la posibilidad de evidenciar una especificidad entre un arreglo estructural del alcoholico y del adicto a las otras drogas, desde un punto de vista sicodinâmico. Esta resenciôn exploratoria de escritos, présenta primero los trabajos efectuados con el fin de identificar los rasgos de la personalidad comunes o distintos a estas formas de toxicomania. En seguida la reflexion es conducida a nivel de los escritos sicodinâmicos que se interesan en la posibilidad de una organization estructural propia a la toxicomania. En fin, este articulo propone algunas reflexiones que permiten postular la existencia de un arreglo estructural especifico a estas dos formas de toxicomania

Retrait de l’inlandsis sur les Laurentides au début de l’Holocène : transect de 600 km entre le Saint-Maurice et le Témiscamingue (Québec)

Jusqu’à récemment le mode de déglaciation dans les Laurentides occidentales était mal connu. À l’est, la Moraine Mars-Batiscan constitue la seule position frontale continue identifiée entre la Moraine de Saint-Narcisse et la Moraine de Sakami. Comme la Ceinture morainique de Cartier I, en Ontario, la Moraine Mars-Batiscan est maintenant associée à la fin du Pléistocène. Le territoire à l’étude est un transect, du Saint-Maurice au Témiscamingue, qui fait la jonction entre la Moraine Mars-Batiscan et la Ceinture morainique de Cartier. La cartographie systématique des formes glaciaires du transect à partir de photographies aériennes à l’échelle de 1/15 840, validée sur le terrain, a permis de reconstituer le patron de déglaciation. À l’est du transect, nous observons une inflexion de la marge glaciaire qui redevient relativement linéaire vers l’ouest selon une orientation générale ENE-OSO, avec plusieurs lobes et rentrants mineurs. La topographie est l’élément local qui régit le tracé du front glaciaire. La durée de la déglaciation entre les marges latitudinales du transect est de 600 ans, entre environ 11,46 et 10,86 ka cal. (10 000 et 9580 ans 14C BP). Une légère accélération du retrait glaciaire succède à la phase de la Moraine Mars-Batiscan, suivie de taux de retrait relativement constants. Le tracé des nouveaux isochrones précise celui des modèles antérieurs de déglaciation de la région Mattawa-Témiscamingue, puisqu’il montre un front de déglaciation linéaire et sans rentrant notable dans l’axe de l’Outaouais-Témiscamingue pendant la période étudiée.Until recently, the deglaciation pattern in the western Laurentians, Québec, was poorly known. To the East, the Mars-Batiscan Moraine marks the only continuous frontal position identified between the Saint-Narcisse and Sakami Moraines. As the Cartier Morainic Belt I in Ontario, the Mars-Batiscan Moraine is now related to the end of the Pleistocene. The study area is a transect between the Rivière Saint-Maurice and the Témiscamingue area, roughly in the axis of the Mars-Batiscan and Cartier moraines. The deglaciation pattern of this transect is based on a systematic mapping of glacial landforms by air photography analysis at a scale of 1:15 840, verified by fieldwork. The glacial margin is bent east of the transect, it becomes relatively linear westward with a WSW-ENE general orientation and several minor lobations and re-entrants. The glacial margin was mainly controlled by topography. Deglaciation between the latitudinal margins of the transect occurred over a period of 600 years, approximately between 11,46 and 10,86 cal ka (10 000 and 9580 14C yrs BP). An acceleration of the ice retreat rate occurred after the Mars-Batiscan Moraine phase, followed by relatively stable rates of retreat. The new isochrones improve the previous models of deglaciation of the Mattawa-Témiscamingue region. They show linear ice frontal positions, with no visible re-entrant in the axis of the Ottawa River-Témiscamingue area during the studied time span.Hasta hace poco el estilo de desglaciación en los Laurentides occidentales era mal conocido. Al este, la morrena Mars-Batiscan marca la única posición frontal continua identificada entre la morrena de Saint-Narcisse y la morrena de Sakami. De igual forma que la cintura morrénica de Cartier I en Ontario, la morrena Mars-Batiscan es ubicada actualmente al final del Pleistoceno. La zona de estudio abarca un transecto que va desde el Saint-Maurice hasta el Témiscamingue, que hace confluencia entre la morrena Mars-Batiscan y el cinturón morrénico de Cartier. La cartografía sistemática de las formas glaciares del transecto obtenida a partir de la fotografía aérea a una escala de 1:15 840, validada en el terreno, permitió reconstruir el patrón de desglaciación. Al este del transecto observamos una inflexión del margen glaciar que se convierte en relativamente linear hacia el oeste de acuerdo a la orientación general este-noreste oeste-suroeste, con pocos elevamientos y depresiones menores. La topografía es el elemento local que controla el trazado del frente glaciar. La duración de la desglaciación entre los márgenes latitudinales del transecto es de 600 años, y tuvo lugar hace aproximadamente 11 460 y 10 860 años (10 000 y 9580 años 14C). Una ligera aceleración del retiro de los hielos ocurrió posterior a la fase de la morrena Mars-Batiscan, seguida de un retiro a una taza relativamente constante. El trazado de los nuevos isocronos precisa el de los modelos anteriores de desglaciación de la región Mattawa-Témiscamingue, ya que muestra un frente de desglaciación linear y sin depresión notable en el eje del Outaouais-Témiscamingue durante el periodo de tiempo estudiado