Degradation of small simple and large complex lunar craters: Not a simple scale dependence

The crater record of a planetary surface unit is often analyzed by its cumulative size‐frequency distribution (CSFD). Measuring CSFDs involves traditional approaches, such as traditional crater counting (TCC) and buffered crater counting (BCC), as well as geometric corrections, such as nonsparseness correction (NSC) and buffered nonsparseness correction (BNSC). NSC and BNSC consider the effects of geometric crater obliteration on the CSFD. On the Moon, crater obliteration leads to two distinct states in which obtained CSFDs do not match the production CSFD—crater equilibrium and nonsparseness. Crater equilibrium occurs when each new impact erases a preexisting crater of the same size. It is clearly observed on lunar terrains dominated by small simple craters with steep‐sloped production CSFDs, such as Imbrian to Eratosthenian‐era mare units. Nonsparseness, on the other hand, is caused by the geometric overlap of preexisting craters by a new impact, which is also known as “cookie cutting.” Cookie cutting is most clearly observed on lunar terrains dominated by large craters with shallow‐sloped production CSFDs, such as the pre‐Nectarian lunar highlands. We use the Cratered Terrain Evolution Model (CTEM) to simulate the evolution of a pre‐Nectarian surface unit. The model was previously used to simulate the diffusion‐induced equilibrium for small craters of the lunar maria. We find that relative to their size, large craters contribute less to the diffusion of the surrounding landscape than small craters. Thus, a simple scale dependence cannot account for the per‐crater contribution to degradation by small simple and large complex craters

Data Mining to Uncover Heterogeneous Water Use Behaviors From Smart Meter Data

Knowledge on the determinants and patterns of water demand for different consumers supports the design of customized demand management strategies. Smart meters coupled with big data analytics tools create a unique opportunity to support such strategies. Yet, at present, the information content of smart meter data is not fully mined and usually needs to be complemented with water fixture inventory and survey data to achieve detailed customer segmentation based on end use water usage. In this paper, we developed a data‐driven approach that extracts information on heterogeneous water end use routines, main end use components, and temporal characteristics, only via data mining existing smart meter readings at the scale of individual households. We tested our approach on data from 327 households in Australia, each monitored with smart meters logging water use readings every 5 s. As part of the approach, we first disaggregated the household‐level water use time series into different end uses via Autoflow. We then adapted a customer segmentation based on eigenbehavior analysis to discriminate among heterogeneous water end use routines and identify clusters of consumers presenting similar routines. Results revealed three main water end use profile clusters, each characterized by a primary end use: shower, clothes washing, and irrigation. Time‐of‐use and intensity‐of‐use differences exist within each class, as well as different characteristics of regularity and periodicity over time. Our customer segmentation analysis approach provides utilities with a concise snapshot of recurrent water use routines from smart meter data and can be used to support customized demand management strategies.TU Berlin, Open-Access-Mittel - 201

Lumineszenz-Datierung der Löss-Paläoboden-Sequenz in der Kiesgrube Gaul/Weilbach, Südhessen

A thick Middle and Late Pleistocene loess/palaeosol sequence is exposed at the gravel quarry Gaul located east of Weilbach in the southern foreland of the Taunus Mountains. The loess/palaeosol sequence correlates to the last three glacial cycles. Seven samples were dated by luminescence methods using an elevated temperature IRSL (post-IR IRSL) protocol for polymineral fine-grains to determine the deposition age of the sediment and to set up a more reliable chronological framework for these deposits. The fading corrected IR50 and the pIRIR225 age estimates show a good agreement for almost all samples. The fading corrected IRSL ages range from 23.7 ± 1.6 ka to >350 ka indicating that the oldest loess was deposited during marine isotope stage (MIS) 10 or earlier and that the humic-rich horizon (Weilbacher Humuszone) was developed during the late phase of MIS 7. Loess taken above the fCc horizon most likely accumulated during MIS 6 indicating that the remains of the palaeosol are not belonging to the last interglacial soil. The two uppermost samples indicate that the youngest loess accumulated during MIS 2 (Upper Würmian). Age estimates for the loess-palaeosol sequence of the gravel quarry Gaul/Weilbach could be obtained up to ~350 ka using the pIRIR225 from feldspar. Keywords: loess, luminescence dating, IRSL, fading, Weilbach, chronostratigraphyLumineszenz-Datierung der Löss-Paläoboden-Sequenz in der Kiesgrube Gaul/Weilbach, Südhessen Kurzfassung: Eine mächtige Löss-Paläoboden-Sequenz des Mittel- und Spätpleistozäns ist in der Kiesgrube Gaul östlich von Weilbach im südlichen Taunusvorland aufgeschlossen. Lösse der letzten drei Glazialzyklen, mit zwischengeschalteten Paläoböden, sind aufgeschlossen. Sieben Proben wurden mit der Lumineszenz-Datierungsmethode, basierend auf einem post-IR IRSL Messprotokoll, untersucht, um einen verlässlicheren chronologischen Rahmen für diese Sedimente zu etablieren. Die „fading“ korrigierten IR50 und die pIRIR225 Alter sind für fast alle Proben in guter Übereinstimmung. Die IRSL Alter reichen von 23.7 ± 1.6 ka bis >350 ka und deuten an, dass der älteste Löss während des marinen Isotopenstadiums (MIS) 10 oder früher abgelagert wurde, und dass die Weilbacher Humuszonen sehr wahrscheinlich während einer späten Phase des MIS 7 gebildet wurden. Lösse über dem fCc Horizont wurden sehr wahrscheinlich während des MIS 6 abgelagert, was darauf hindeutet, dass die Reste des Paläobodens nicht mit dem letzten Interglazial korrelieren. Die beiden obersten Proben deuten darauf hin, dass der jüngste Löss während dem letzten Pleniglazial (Oberwürm, MIS 2) abgelagert wurde. Mit dem pIRIR225 Signal konnten Alter bis ~350 ka für die Proben der Löss-Paläoboden-Sequenz in der Kiesgrube Gaul gemessen werden

The ‘Palaeolithic Prospection in the Inde Valley’ Project

Im Rahmen des Projektes „Prospektion Paläolithikum im Indetal“ der Stiftung Archäologie im Rheinischen Braunkohlenrevier wurden in den Jahren 2005 und 2006 im Tagebau Inden zwischen Jülich-Kirchberg und Lamersdorf die pleistozänen Deckschichten mittels 20 Baggertiefschnitten sondiert. Ziel war es, fossile Landoberflächen und mögliche paläolithische Siedlungsplätze zu finden und freizulegen. Im Dezember 2005 konnte in der Ortslage Inden-Altdorf eine mittelpaläolithische Fundschicht aus dem Eem-Interglazial entdeckt werden, die bis September 2006 auf einer Fläche von 3000 m² archäologisch untersucht werden konnte. Es fanden sich 700 Steinartefakte und herbeigebrachte Gerölle, aber auch evidente Grubenbefunde und Feuerstellen. Drei Baumwürfe lagen mitten in der Hauptartefaktkonzentration und waren wohl in das Siedlungsgeschehen eingebunden. Die Artefaktoberflächen waren kantenscharf und nicht patiniert, so dass die durchgeführten Gebrauchsspurenanalysen außergewöhnlich erfolgreich waren. Auf 120 der insgesamt 136 für die Gebrauchsspurenanalyse ausgewählten Artefakte fanden sich Mikrospuren verschiedenartiger Tätigkeiten sowie Residuen. Diese konnten mittels Rasterelektronenmikroskopie und energiedispersiver Röntgenmikroanalyse als Reste von Birkenrindenpech identifiziert werden. 82 Geräte mit Residuen erwiesen sich entweder als geschäftete Einsätze, die mit diesem Pech an den Schäften befestigt wurden oder als Werkzeuge für die Reparatur von gebrauchten und mit Pech verklebten Schäftungen, und dem Auswechseln verbrauchter Feuersteineinsätze dienten. Birkenrindenpech kann als ältester synthetisch hergestellter Werkstoff angesehen werden und wird in der Regel mit dem Jungpaläolithikum und modernen Menschen assoziiert. Die auf den Micoquien Artefakten aus Inden vorgefundenen Birkenpechreste zeigen, daß sowohl Schäftungstechnologien, Gebrauch und Herstellung von Klebstoff als auch die Anfertigung von komplexen, aus mehreren Komponenten bestehenden Geräten im Mittelpaläolithikum durchaus üblich waren. Deren Vorhandensein, noch dazu in einer vergleichsweise hohen Anzahl, kann als deutlicher Hinweis auf moderne menschliche Verhaltensweisen gewertet werden

Magnetische Suszeptibilitätsmessungen an Gängen vom Ostrand des Hauzenberger Granitplutons - Bayerischer Wald

Am Ostrand des Hauzenberger Plutons im südlichen Bayerischen Wald treten Ganggesteine auf, die spät- bis postvariskische Granitoide und ihre Rahmengesteine (anatektische und diatektische Gneise) durchschlagen. Die Intrusion der Gänge wurde auf 307Ma datiert (Siebel, pers. comm.). Sie stellen somit das jüngste magmatische Ereignis mit deutlichem zeitlichen Hiatus zur Platznahme der Granitplutone des Bayerischen Waldes zwischen 316 und 324Ma (Propach 2000) dar. Die Hauptverbreitung dieser Ganggesteine liegt in einem herzynisch verlaufenden Zug von Oberndorf im Nordwesten über Waldkirchen zum Oberfrauenwald und weiter nachWegscheid im Südosten. Die Gänge streichen in den zwei Hauptrichtungen WNW–ESE (etwa 140°), also in etwa parallel zum Bayerischen Pfahl, sowie annähernd N–S (etwa 170°). Die Gänge stehen generell saiger und haben Mächtigkeiten von wenigen dm bis zu 15 m. An 14 Gängen wurde im Gelände und Labor die magnetische Suszeptibilität gemessen.conferenc

Patterns of Late Glacial vegetation in The Netherlands

Das Weichsel-Spätglazial (ca. 13-000-10.000 Jahre vor heute) markiert den Übergang vom kalten späten Weichsel-Pleniglazial zum wärmeren Holozän. Während dieser Periode änderten sich Klima, Vegetation und die abiotische Landschaft sehr rasch. Die Vegetationsentwicklung im Weichsel-Spätglazial der Niederlande wird in erster Linie durch langfristige Klimaänderungen und an zweiter Stelle durch Veränderungen der Lithologie, Geomorphologie und Hydrologie gesteuert. Pollendiagramme aus verschiedenen Regionen, die das gleiche stratigraphische Intervall umfassen, zeigen oft deutliche Variationen in der Vegetationsgeschichte, die nicht allein mit klimatischen Veränderungen erklärt werden können. Über 400 Profile, die Teile oder das gesamte Weichsel-Spätglazial umfassen, wurden in den Niederlanden von verschiedenen Instituten untersucht. Zur Kompilation von mehr als 250 Pollendiagrammen wurde die European Pollen Databasestruktur genutzt. Datierte Veränderungen im arborealen Pollenbestand bilden die Grundlage des regionalen Zonierungsschemas. Mit Hilfe dieser Daten wurden Iso-Pollen-Karten der wichtigsten Taxa für verschiedene Zeitfenster des Weichsel-Spätglazials konstruiert. Die hohe Beobachtungsdichte palynologischer Daten in den Niederlanden erlaubte die Konstruktion hoch auflösender Iso-Pollen-Karten für den betrachteten Zeitraum. Es gibt eine klare Beziehung zwischen den beobachteten Iso-Pollen-Mustern und dem Landschaftstyp. Es sollte nun möglich sein, klarer zwischen klimatischen und abiotischen Faktoren zu unterscheiden, die die Vegetationsentwicklung steuern.researc

Feathery and network-like filamentous textures as indicators for the re-crystallization of quartz from a metastable silica precursor at the Rusey Fault Zone, Cornwall, UK

Hydrothermal quartz crystals, which occur in the Rusey Fault Zone (Cornwall, UK), show feathery textures and network-like filamentous textures. Optical hot-cathodoluminescence (CL) analysis and laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP-MS) investigations on quartz samples revealed that positions exhibiting feathery textures (violet luminescence) contain higher amounts of Al and Li than quartz positions without feathery textures (blue luminescence), while concentrations of Al and Li are significantly lower in feathery textures. Both Al and Li correlate negatively with Si. Raman spectroscopy investigations revealed the presence of a weak peak at 507–509 cm−1 in quartz affected by feathery textures, which we attribute to the presence of  ≤  5 % moganite, a microcrystalline silica polymorph, intergrown with chalcedony. The combined occurrence of feathery textures and network-like filamentous textures in quartz samples from the Rusey Fault Zone points to the presence of a metastable silica precursor (i.e., amorphous silica or silica gel) before or during the crystallization

Development of a numerical workflow based on μ-CT imaging for the determination of capillary pressure-saturation-specific interfacial area relationship in 2-phase flow pore-scale porous-media systems: A case study on Heletz sandstone

In this case study, we present the implementation of a finite element method (FEM)-based numerical pore-scale model that is able to track and quantify the propagating fluid–fluid interfacial area on highly complex micro-computed tomography (μ-CT)-obtained geometries. Special focus is drawn to the relationship between reservoir-specific capillary pressure (pc), wetting phase saturation (Sw) and interfacial area (awn). The basis of this approach is high-resolution μ-CT images representing the geometrical characteristics of a georeservoir sample. The successfully validated 2-phase flow model is based on the Navier–Stokes equations, including the surface tension force, in order to consider capillary effects for the computation of flow and the phase-field method for the emulation of a sharp fluid–fluid interface. In combination with specialized software packages, a complex high-resolution modelling domain can be obtained. A numerical workflow based on representative elementary volume (REV)-scale pore-size distributions is introduced. This workflow aims at the successive modification of model and model set-up for simulating, such as a type of 2-phase problem on asymmetric μ-CT-based model domains. The geometrical complexity is gradually increased, starting from idealized pore geometries until complex μ-CT-based pore network domains, whereas all domains represent geostatistics of the REV-scale core sample pore-size distribution. Finally, the model can be applied to a complex μ-CT-based model domain and the pc–Sw–awn relationship can be computed

Coastal evolution of a Holocene barrier spit (Bug peninsula/NW-Rügen) deduced from geological structure and relative sea-level

Die an der südwestlichen Ostseeküste gelegene Halbinsel Bug/NW Rügen wurde untersucht, um die Entwicklung von Haken und Nehrungen unter dem Einfluss des holozänen Meeresspiegelanstiegs zu studieren. Als Datengrundlage dienten 25 Sedimentkerne, sowie sieben Georadar- und sechs Sedimentecholotprofile, aus denen sechs Lithofaziestypen abgeleitet wurden. Danach besteht die Nehrung aus einer durchschnittlich 10 m mächtigen holozänen Sedimentfolge, die auf pleistozäner Basis aus Geschiebemergel und (glazi-)fluviolimnischen Feinsanden lagert. Obwohl keine absoluten Altersdaten gewonnen wurden, kann die Sedimentabfolge mit der lokalen relativen Meeresspiegelkurve problemlos korreliert und eine Modellvorstellung für die Nehrungsentwicklung geschlussfolgert werden. Die marine Inundation des Untersuchungsgebietes erfolgte um 7.000 BC während der Littorina-Transgression. In diesem Stadium stieg der Meeresspiegel rapide an und generierte einen schnell wachsenden Akkumulationsraum, in dem feinklastisches Material an oder unter der Wellenbasis akkumulierte und zu einem Reliefausgleich beitrug. Akkumulative Küstenformen bildeten sich nur in geringem Maße, da der Akkumulationsraum schneller wuchs als er durch das aus der Küstenerosion stammende Material aufgefüllt werden konnte. In dem Maße, indem der Meeresspiegelanstieg sich verlangsamte, gewann die Akkumulation an Bedeutung und der Hauptteil der Nehrung wurde innerhalb von rund zweitausend Jahren landfest. Entsprechend dem Verlauf von Strandwällen auf seiner heutigen Oberfläche lassen sich zwei Entwicklungsphasen aushalten, die von unterschiedlichen wellenenergetischen, erosiven und overwash-Prozessen bestimmt werden. Gegenwärtig besitzt die Nehrung ein Volumen von 66,4 Mio m³, woraus sich auf einen Rückgang des benachbarten Kliffs von rund 2000 m schließen lässt. Obwohl die Nehrung entwicklungsmäßig in ihrem Reifestadium angelangt zu sein scheint, deuten einige Merkmale auf zunehmende Instabilität hin. Im nördlichen Bereich verhindern Küstenschutzmaßnahmen einen Nehrungsdurchbruch und beginnende Auflösung. Im Süden haben Fahrwasserbaggerungen eine weitere Längenzunahme und das Zusammenwachsen mit Haken von Hiddensee verhindert. Ohne diese Maßnahmen würde die Nehrung durch Seegattbildung und zunehmende Erosion im Norden und Seegattschließung und zunehmende Uferprogradation im Süden eine neue Gestalt annehmen

Organic molecular markers and signature from wood combustion particles in winter ambient aerosols: aerosol mass spectrometer (AMS) and high time-resolved GC-MS measurements in Augsburg, Germany

The impact of wood combustion on ambient aerosols was investigated in Augsburg, Germany during a winter measurement campaign of a six-week period. Special attention was paid to the high time resolution observations of wood combustion with different mass spectrometric methods. Here we present and compare the results from an Aerodyne aerosol mass spectrometer (AMS) and gas chromatographic &ndash; mass spectrometric (GC-MS) analysed PM₁ filters on an hourly basis. This includes source apportionment of the AMS derived organic matter (OM) using positive matrix factorisation (PMF) and analysis of levoglucosan as wood combustion marker, respectively. <br><br> During the measurement period nitrate and OM mass are the main contributors to the defined submicron particle mass of AMS and Aethalometer with 28% and 35%, respectively. Wood combustion organic aerosol (WCOA) contributes to OM with 23% on average and 27% in the evening and night time. Conclusively, wood combustion has a strong influence on the organic matter and overall aerosol composition. Levoglucosan accounts for 14% of WCOA mass with a higher percentage in comparison to other studies. The ratio between the mass of levoglucosan and organic carbon amounts to 0.06. <br><br> This study is unique in that it provides a one-hour time resolution comparison between the wood combustion results of the AMS and the GC-MS analysed filter method at a PM₁ particle size range. The comparison of the concentration variation with time of the PMF WCOA factor, levoglucosan estimated by the AMS data and the levoglucosan measured by GC-MS is highly correlated (<i>R</i>² = 0.84), and a detailed discussion on the contributors to the wood combustion marker ion at mass-to-charge ratio 60 is given. At the end, both estimations, the WCOA factor and the levoglucosan concentration estimated by AMS data, allow to observe the variation with time of wood combustion emissions (gradient correlation with GC-MS levoglucosan of <i>R</i>² = 0.84). In the case of WCOA, it provides the estimated magnitude of wood combustion emission. Quantitative estimation of the levoglucosan concentration from the AMS data is problematic due to its overestimation in comparison to the levoglucosan measured by the GC-MS