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Modelos armónicos no lineales para series temporales geodéticas / Non-linear harmonic models for geodetic time seriesMartinez-Ortiz, Pedro A. 18 June 2011 (has links)
El trabajo de investigación aborda el desarrollo de nuevos métodos y software para el análisis espectral de series de tiempo escalares o vectoriales, con énfasis en aplicaciones de interés geodésico. El punto de partida puede ubicarse en el método introducido por Harada y Fukushima para el análisis no lineal de series temporales, que permite detectar recursivamente las frecuencias, sus amplitudes y fases asociadas, así como términos seculares mixtos de Fourier cuando éstos se encuentran en la señal. Este método se extiende de diferentes maneras permitiendo el tratamiento de series (regular o irregularmente espaciadas) afectadas por un ruido de autocorrelación de ley potencial. Esto se hace tanto a nivel de detección de frecuencias como de ajuste no lineal. Una reducción del tiempo de cómputo es también obtenida. El trabajo teórico viene acompañado por el desarrollo de un software completo y especializado para el análisis armónico no lineal de series de tiempo utilizando el lenguaje de programación MATLAB. Gran parte de las herramientas que encontramos hoy en día para el análisis de series temporales periódicas son válidas sólo para ciertos tipos de éstas, mientras que los programas que se presentan en este trabajo pueden ser aplicados a series irregularmente espaciadas e influenciadas por una componente residual fruto, por ejemplo, de una combinación de ruido blanco y parpadeante. Los nuevos métodos y rutinas se utilizan para analizar algunas series interesantes como aquellas que describen las perturbaciones del polo celeste, las variaciones del geocentro debidas a la redistribución de la masa de agua en la superficie terrestre, el exceso de la duración del día, el flujo de agua continental y las posiciones de estaciones GPS, entre otros. Los modelos armónicos no lineales estimados permiten explicar cada uno de estos fenómenos en el dominio temporal considerado y extraer conclusiones de su comportamiento.
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Paranoid Epistemologies: Essays on Thomas Pynchon and the Scene of DisappearanceRaguz, Christopher 01 January 2019 (has links)
The following five essays are connected by their reference to a scene – imagined by the author Thomas Pynchon. The disappearance of historical cause, the subject, and the human constitute this epistemological scene. Each essay can be read without logically building off of any other – yet they form a wider assemblage of interpretative theory. These are fragments capable of recombination in any order. They shun systematization but welcome kinship. Pynchon's fiction is the substrate underlying each. Abstract machines of theorists thinking on similar wavelengths are used as catalysts in an effort to force a reaction – an attempt to transmute the stories of paranoid schlemihls into yet more paranoid epistemologies.
How do we understand the degree to which we are organized by whatever systematizes? How do we relate to whatever organizes our knowledge, our identities? What, exactly, is playing us? These are the anxieties these essays share with Pynchon's characters and formulate the questions driving their theory. Call it the Post-Modern, the Post-Human, or any other Post, Pynchon anticipated its event horizon half a century before its more obvious implications made themselves clear. If we have passed fully over this horizon, figuring out where we are and what's going on has become a question of survival, and Pynchon's anticipation of our contemporary scene have become increasingly salient. These essays offer paranoid epistemologies for the age of disappearance.
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Paul Piccone’s Providential Moment: Phenomenology, Subjectivity, and 20th Century Marxism in TelosUlmschneider, Jacob A 01 January 2018 (has links)
This thesis explores the intellectual history of editor, writer, and philosopher, Paul Piccone and Telos, an independent journal of contemporary critical theory, which he founded in 1968. Born in Italy, Piccone lived most of his life in the United States, earning his Ph.D. in philosophy at SUNY-Buffalo in 1970. Piccone served as Telos’ editor and a major contributor from 1968 to 2004. This thesis follows the trajectory of his thought by contextualizing his writing within the broader world of Marxist, and eventually post-Marxist, political philosophy. Telos also concerned itself with modern interpretations of historical dialectics and early 20th-century Marxist philosophy. Piccone himself predicated much of his philosophy on Husserlian phenomenology, which stresses concrete experiences, and his writing therefore stands at a unique confluence of Husserl and Marx. Piccone ultimately became a leading exponent of anti-Liberal philosophy and the theory of artificial negativity, which examines capitalist hegemony in both material and socio-historical terms.
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Satellite remote sensing of the variability of the continental hydrology cycle in the lower Mekong basin over the last two decades / Analyse de la variabilité du cycle hydrologique continental dans le bassin inférieur du Mékong au cours des deux dernières décennies, par l'observation satellitePham-Duc, Binh 06 February 2018 (has links)
Les eaux superficielles sont nécessaires à toute forme de vie en tant que parties intégrantes de tout processus de vie sur Terre. Quantifier les eaux de surface et suivre leurs variations est primordial en raison du lien direct qui existe entre les variables hydrologiques et le changement climatique. La télédétection par satellite, de l’hydrologie continental offre l’opportunité unique d’étudier, depuis l’espace, les processus hydrologiques à différentes échelles (régionale et globale). Dans cette thèse, différentes techniques ont été développées afin d’étudier les variations des eaux superficielles ainsi que d’autres variables hydrologiques, au niveau du bassin inférieur du Mékong (entre le Vietnam et le Cambodge) et ce en utilisant plusieurs estimations satellitaires différentes. Cette thèse s’articule autour de quatre points principaux. Premièrement, l’utilisation d’observations satellitaires dans le visible et dans l’infrarouge (MODIS) est étudiée et comparée afin d’évaluer les eaux de surface au niveau du bassin inférieur du Mékong. Quatre méthodes de classification ont été utilisées afin de différencier les types de surface (inondés ou pas) dans le bassin. Les différentes méthodes ont donné des cartes d’eaux de surface aux résultats semblables en terme de dynamique saisonnière. La classification la plus adaptée aux régions tropicales a été ensuite choisie pour produire une carte des eaux de surface à la résolution de 500 m entre janvier 2001 et aujourd’hui. La comparaison des séries temporelles issues de cette carte et de celles issues du produit de référence MODIS donne une forte corrélation temporelle (> 95%) pour la période 2001-2007. Deuxièmement, l’utilisation des observations issues du satellite SAR Sentinel-1 est examinée à des fins identiques. L’imagerie satellitaire optique est ici remplacée i par les images SAR qui grâce aux longueurs d’ondes utilisées dans le micro-ondes, permettent de « voir » à travers les nuages. Un jeu d’images Landsat-8-sans-nuage est alors utilisé pour entraîner un Réseau de Neurones (RN) afin de restituer des cartes d’eaux de surface par l’utilisation d’un seuillage sur les sorties du modèle RN. Les cartes sont à la résolution spatiale de 30 m et disponibles depuis janvier 2015. Comparées aux cartes de référence Landsat-8-sans-nuage, les sorties de modèles RN montre une très grande corrélation (90%) ainsi qu’une détection "vraie" à 90%. Les cartes restituées d’eaux de surface utilisant la technologie SAR sont enfin comparées aux cartes d’inondation issues de données topographiques. Les résultats montrent une fois encore une très grande consistance entres les deux cartes avec 98% des pixels considérés comme inondés dans cartes SAR se trouvant dans les régions de très grande probabilité d’inondation selon la topographie (>60%). Troisièmement, la variation volumique des eaux de surface est calculée comme le produit de l’étendue de la surface avec la hauteur d’eau. Ces deux variables sont validées à l’aide d’autres produits hydrologiques et montrent de bons résultats. La hauteur d’eau superficielle est linéairement interpolée aux régions non inondées afin de produire des cartes mensuelles à la résolution spatiale de 500 m. La hauteur d’eau est ensuite analysée pour estimer les variations volumiques. Ces résultats montrent une très bonne corrélation avec la variation volumique induite par la mesure du contenu en eau du satellite GRACE (95%) ainsi qu’avec la variation des mesures in situ de débit des rivières. Finalement, deux produits globaux et multi-satellites d’eaux superficielles sont comparés à l’échelle régionale et globale sur la période 1993-2007: GIEMS et SWAMPS. Lorsqu’elles existent, les données auxiliaires sont utilisées afin de renforcer l’analyse. Les deux produits montrent une dynamique similaire, mais 50% des pixels inondés dans SWAMPS se trouvent le long des côtes. / Surface water is essential for all forms of life since it is involved in almost all processes of life on Earth. Quantifying and monitoring surface water and its variations are important because of the strong connections between surface water, other hydrological components (groundwater and soil moisture, for example), and the changing climate system. Satellite remote sensing of land surface hydrology has shown great potential in studying hydrology from space at regional and global scales. In this thesis, different techniques using several types of satellite estimates have been made to study the variation of surface water, as well as other hydrological components in the lower Mekong basin (located in Vietnam and Cambodia) over the last two decades. This thesis focuses on four aspects. First, the use of visible/infrared MODIS/Terra satellite observations to monitor surface water in the lower Mekong basin is investigated. Four different classification methods are applied, and their results of surface water maps show similar seasonality and dynamics. The most suitable classification method, that is specially designed for tropical regions, is chosen to produce regular surface water maps of the region at 500 m spatial resolution, from January 2001 to present time. Compared to reference data, the MODIS-derived surface water time series show the same amplitude, and very high temporal correlation for the 2001-2007 period (> 95%). Second, the use of SAR Sentinel-1 satellite observations for the same objective is studied. Optical satellite data are replaced by SAR satellite data to benefit the ability of their microwave wavelengths to pass through clouds. Free-cloud Landsat-8 satellite imagery are set as targets to train and optimize a Neural Network (NN). Predicted surface water maps (30 m spatial resolution) are built for the studied region from January 2015 to present time, by applying a threshold (0.85) to the output of the NN. Compared to reference free-cloud Landsat-8 surface water maps, results derived from the NN show high spatial correlation (_90%), as well as true positive detection of water pixels (_90%). Predicted SAR surface water maps are also compared to floodability maps derived from topography data, and results show high consistency between the two independent maps with 98% of SAR-derived water pixels located in areas with a high probability of inundation (>60%). Third, the surface water volume variation is calculated as the product of the surface water extent and the surface water height. The two components are validated with other hydrological products, and results show good consistencies. The surface water height are linearly interpolated over inundated areas to build monthly maps at 500 m spatial resolution, then are used to calculate changes in the surface water volume. Results show high correlations when compared to variation of the total land surface water volume derived from GRACE data (95%), and variation of the in situ discharge estimates (96%). Fourth, two monthly global multi-satellite surface water products (GIEMS & SWAMPS) are compared together over the 1993-2007 period at regional and global scales. Ancillary data are used to support the analyses when available. Similar temporal dynamics of global surface water are observed when compared GIEMS and SWAMPS, but _50% of the SWAMPS inundated surfaces are located along the coast line. Over the Amazon and Orinoco basins, GIEMS and SWAMPS have very high water surface time series correlations (95% and 99%, respectively), but SWAMPS maximum water extent is just a half of what observed from GIEMS and SAR estimates. SWAMPS fails to capture surface water dynamics over the Niger basin since its surface water seasonality is out of phase with both GIEMS- and MODIS-derived water extent estimates, as well as with in situ river discharge data.
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Early Archaean crustal evolution: evidence from ~3.5million year old greenstone successions in the Pilgangoora Belt, Pilbara Craton, AustraliaGreen, Michael Godfrey January 2001 (has links)
In the Pilgangoora Belt of the Pilbara Craton, Australia, the 3517 Ma Coonterunah Group and 3484-3468 Ma Carlindi granitoids underlie the 3458 Ma Warrawoona Group beneath an erosional unconformity, thus providing evidence for ancient emergent continental crust. The basalts either side of the unconformity are remarkably similar, with N-MORB-normalised enrichment factors for LILE, Th, U and LREE greater than those for Ta, Nb, P, Zr, Ti, Y and M-HREE, and initial e(Nd, Hf) compositions which systematically vary with Sm/Nd, Nb/U and Nb/La ratios. Geological and geochemical evidence shows that the Warrawoona Group was erupted onto continental basement, and that these basalts assimilated small amounts of Carlindi granitoid. As the Coonterunah basalts have similar compositions, they probably formed likewise, although they were deposited >60 myr before. Indeed, such a model may be applicable to most other early Pilbara greenstone successions, and so an older continental basement was probably critical for early Pilbara evolution. The geochemical, geological and geophysical characteristics of the Pilbara greenstone successions can be best explained as flood basalt successions deposited onto thin, submerged continental basement. This magmatism was induced by thermal upwelling in the mantle, although the basalts themselves do not have compositions which reflect derivation from an anomalously hot mantle. The Carlindi granitoids probably formed by fusion of young garnet-hornblende-rich sialic crust induced by basaltic volcanism. Early Archaean rocks have Nd-Hf isotope compositions which indicate that the young mantle had differentiated into distinct isotopic domains before 4.0 Ga. Such ancient depletion was associated with an increase of mantle Nb/U ratios to modern values, and hence this event probably reflects the extraction of an amount of continental crust equivalent to its modern mass from the primitive mantle before 3.5 Ga. Thus, a steady-state model of crustal growth is favoured whereby post ~4.0 Ga continental additions have been balanced by recycling back into the mantle, with no net global flux of continental crust at modern subduction zones. It is also proposed that the decoupling of initial e(Nd) and e(Hf) from its typical covariant behaviour was related to the formation of continental crust, perhaps by widespread formation of TTG magmas.
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Incertitudes des flux transportés par les rivières (Matière en suspension, nutriments, sels dissous) Vers un système expert d'optimisation des méthodes de calculRaymond, Sébastien 31 January 2011 (has links) (PDF)
L'originalité de la thèse est de considérer des catégories de matériaux très divers (matières en suspension, nutriments dissous et totaux, ions dissous) pour des bassins couvrant une grande gamme de variabilité hydrologique (2000 années-stations de concentrations et débits journaliers en France, Europe et Etats-Unis pour des tailles de 600km² à 1 000 000 km²) et en testant 9 méthodes de calcul des flux innovantes ou couramment utilisées. Pour chaque méthode de calcul, la comparaison des flux annuels estimés à partir des suivis discrets et des flux annuels de référence permet d'évaluer les incertitudes en termes de biais et d'imprécisions. Ces incertitudes ont pu être étudiées en lien avec la variabilité hydrologique, hydrochimique et sédimentologique des matériaux. Les résultats de la thèse sont donc de deux ordres : (1) fondamental, avec la mise en relation des incertitudes avec les deux facteurs de contrôle -W2% et b50sup- qui caractérisent les variabilités des débits et des concentrations, (2) appliqué, avec l'optimisation des suivis en terme d'intervalle d'échantillonnage et de durée de calcul des flux et la détermination des incertitudes sur les populations de flux déjà publiées.
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IMPACT DES INSTALLATIONS OSTREICOLES SUR L'HYDRODYNAMIQUE ET LA DYNAMIQUE SEDIMENTAIREKervella, Youen 19 March 2010 (has links) (PDF)
Les structures ostréicoles constituent des obstacles artificiels pouvant perturber l'écoulement des courants de marée et la propagation des vagues, et ainsi modifier le transport sédimentaire. Il en résulte des envasements locaux parfois très prononcés et menaçants pour l'activité ostréicole. L'impact des structures sur les forçages hydrodynamiques, vagues et courants, est donc évalué à différentes échelles spatiales par le biais de mesures in-situ, de modélisation expérimentale et de modélisation numérique. Ces différentes approches ont permis de montrer qu'en champ proche, les courants sont modifiés en termes d'intensité et de direction alors qu'il n'existe pas de modification significative des vagues. A l'échelle d'un parc ostréicole en revanche, un ralentissement significatif des courants et une atténuation importante des hauteurs de vagues sont mesurés. D'un point de vue sédimentaire, nous avons observé sous une table à huîtres une turbidité plus importante ainsi qu'une évolution altimétrique du sédiment moins perturbée qu'à proximité. La diminution des contraintes de cisaillement sur le fond, due à l'atténuation des vagues par le parc, entraîne une réduction du potentiel érosif des vagues, ce qui se traduit par une granulométrie différente et une tendance à l'envasement dans la partie aval du parc vis-à-vis de la propagation des vagues. Une modélisation numérique de la Baie du Mont Saint-Michel a été mise en oeuvre et calibrée par nos mesures in-situ. Elle a montré que l'impact des structures sur la sédimentation à long terme est essentiellement local et est donc négligeable à l'échelle de la baie.
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Validation d'un modèle physique de prévision de la température de surface du revêtement de la chaussée : intégration de données in situ et de prévisions à moyenne échéance pour l'élaboration d'informations en météorologie routière hivernaleYahia, Jamal, Charles 16 March 2006 (has links) (PDF)
Assurer la sécurité routière et maintenir les autorités en état de circulation est une charge qui incombe aux gestionnaires autoroutiers. Cette charge se voit compliquer en période hivernale par des conditions météorologiques difficiles dont la formation de verglas routier. Pour lutter contre ce fléau, il convient de savoir prévoir la température de la surface du revêtement de la chaussée. Une telle approche notamment mise en place au travers du système PREVIROUTE sur l'autoroute de semi montagne A75, a servi de cadre aux études réalisées au cours de cette thèse. Les études du système PREVIROUTE se sont articulées autour de deux thèmes : l'étude de la sensibilité du système aux variables et paramètres du modèle physique de prévision de la température de surface à 24 heures d'échéance qui le constitue et l'étude des performances de ce système dans différentes conditions afin d'en connaître les limites. L'étude de la sensibilité de la prévision de la température de surface aux variables et aux paramètres du modèle a commencé par la constitution d'une base de données contenant huit années de mesures et de prévisions météorologiques relatives à l'autoroute A75. Ensuite, pour cette étude il a été procédé de deux manières différentes. La première a consisté à faire la relation entre les erreurs sur les variables météorologiques prévisionnelles et celles faites sur les prévitions de la température de surface. La seconde a consisté à apporter des variations volontaires sur les variables et paramètres et d'en observer l'influence sur la prévision de la température de surface. Cette étude a permis de conclure que parmi les paramètres du modèle, seule la diffusivité thermique possède une influence considérable sur le modèle. Quant à ce qui concerne les variables atmosphériques alimentant le modèle, ce sont la température de l'air et la nébulosité qui jouent le rôle le plus important par leur intervention dans le calcul des grandeurs radiatives. Par ailleurs, j'ai évalué en utilisant la base de données constituée, la performance du modèle dans diverses configurations. Il fut ainsi possible de distinguer trois phases de fonctionnement pour ce modèle : une première phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de 2,5°C+-3,2°C, une phase noctrune où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -0,1°C+-2,1°C et une phase diurne où le modèle fournit des prévisions avec un écart moyen de -1, 1°C+-3,8°C. J'ai pu constater et démontrer que ces performances étaient inchangées quel que soit le mois de prévision, l'état de la surface de la chaussée ou le lieu géographique ce qui fait du système PREVIROUTE un outil performant pour la prévision de la température de surface spécialement en phase nocturne, phase critique en terme de formation de verglas
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Rhyolitic magmatism of the High Lava Plains and adjacent Northwest Basin and Range, Oregon : implications for the evolution of continental crustFord, Mark T., 1973- 14 December 2011 (has links)
Understanding continental crust formation and modification is a fundamental and longstanding geologic problem. Influx of mantle-derived basaltic magma and partial melting of the crust are two ways to drive crustal differentiation. This process results in a low density upper crust and denser, more refractory lower crust, creating significant and vastly different geochemical reservoirs over time. The High Lava Plains (HLP) and Northwestern Basin and Range (NWBR) in central and eastern Oregon provide an excellent example of intraplate volcanism where we can examine the beginnings of segregation of a relatively young, recently accreted crust.
The origins of continental magmatism and its relationship to plate tectonics, especially away from the continental margins, are only slowly becoming revealed. The western United States is the most volcanically active part of North America during Cenozoic time, and this activity includes the enigmatic volcanism of the HLP and NWBR. Rhyolitic volcanism in the HLP and NWBR is age-progressive but in a direction that is nearly perpendicular to North American Plate motion. Despite being erupted through a similar crust and with a similar composition of mafic input, the HLP province
is strongly bimodal (basalt-rhyolite) while the NWBR province exhibits a continuum of compositions. High silica rhyolites are commonplace in the HLP, with approximately a 1:1 ratio of rhyolite to basalt, even though the crust is comprised of mafic accreted terranes.
Asthenospheric flow, mantle melting and crustal extension coupled with southwesterly North American plate motion explain the age-progressive volcanism of the HLP and NWBR. Differential asthenopheric counterflow and mantle upwelling created by the down-going Cascadia slab, coupled with transtensional stresses related to the rotation of the North American plate and Basin and Range extension, decreasing to the north, can produce the observed variations in rhyolite compositions and volumes in the two adjacent provinces. These differences are caused by fundamentally different petrogenetic processes that take place in the crust.
In the HLP, an increase in mantle-derived magma flux into the lower crust has created low silica rhyolite via partial melt that separated, coalesced and rose buoyantly. This low silica rhyolite may erupt, solidify in the upper crust, or differentiate by fractional crystallization to produce high-iron, high-silica rhyolite containing an anhydrous phase assemblage. In the NWBR, a smaller flux of basaltic magma, coupled with greater transtension resulted in small crustal processing zones where fractional crystallization coupled with magma mixing and recharge created a wide range of compositions. Partial melting to form rhyolites was limited. These rhyolites have lower iron, and hydrous phases (biotite, amphibole) are common. These processes modify the crust in different ways, leaving a stratified crust in the HLP but a less modified crust in the NWBR. Recent geophysical and isotopic studies bear out these differences and allow for a unified, internally consistent model for both provinces, one that relies only on partial melt generation driven by current plate movements and do not require a mantle plume contribution.
The bimodal volcanism of the HLP is a direct consequence of the processes that cause the gravitational differentiation of the continental crust into upper and lower units. The model for the HLP is generally applicable to other localities that have predominantly mafic crust and a similar balance of crustal transtension and mantle-derived basaltic flux.
One such place is Iceland, which has strongly bimodal (basalt – rhyolite) volcanism. In areas where silicic crust has become substantially more mafic due to a high flux of intraplated basalts, such as in the bimodal Snake River Plain, the model is also applicable. / Graduation date: 2012 / In order for the .age files to run, the add-in called ArArCalc for Excel (version 200 or 2003) must be installed. ArArCalc is available from the website Earthref.org
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Tectonic and climatic forcing in orogenic processes : the foreland basin point of view, Alborz mountains, N IranBallato, Paolo January 2009 (has links)
Systeme von Vorlandbecken repräsentieren bedeutende geologische Archive und dienen dem Verständnis von Rückkopplungen zwischen oberflächennahen und tektonischen Prozessen. Außerdem dokumentieren sie die Entwicklung unmittelbar angrenzender Bergketten. Die sedimentären Abfolgen in Vorlandbecken reflektieren das Gleichgewicht zwischen tektonischer Subsidenz, der Bildung langzeitlichen Akkommodationsraumes und des Sedimenteintrages, welcher wiederum die Wirksamkeit von Erosions- und Massenneuverteilungsprozessen wiederspiegelt. Um die Effekte von Klima und Tektonik in einem solchen System zu erforschen, untersuchte ich die Oligo-Miozänen Sedimente in den Vorlandbecken der südlichen Elburs Bergkette, einem intrakontinentalen Gebirge in Nord-Iran, das im Zuge der Arabisch-Eurasischen Kontinent-Kollision herausgehoben wurde.
In dieser Studie der Vorlandbeckensedimente wurden Datierungstechniken angewandt (40Ar/39Ar, (U-Th)/He Thermochronologie und Magnetostratigraphie), die Sedimente und deren Herkunft analysiert und die Tonmineralogie, sowie Sauerstoff- und Kohlenstoffisotope untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass auf einer Zeitskala von 105 bis 106 Jahren eine systematische Korrelation zwischen „coarsening upward“ Zyklen und den sedimentären Akkumulationsraten besteht. Während sukzessiver Überschiebungsphasen werden die durch Hebung der Bergkette bereitgestellten groben Kornfraktionen in proximale Bereiche des Beckens geliefert und feinkörnige Fazies in distalen Beckenregionen abgelagert. Variationen in der Sedimentherkunft in Phasen größerer tektonischer Aktivität zeugen von erosionaler Abdeckung und/oder der Umorganisation natürlicher Entwässerungsstrukturen. Außerdem zeigen die Untersuchungen an stabilen Isotopen, dass die verstärkte tektonische Aktivität das Anwachsen der Topographie förderte und damit die Wirksamkeit einer topographischen Barriere erhöhte.
Wenn aufgrund nachlassender Beckenabsenkung die grobe Kornfraktion nicht vollständig im Nahbereich des Beckens aufgenommen werden kann breitet sie sich in ferne Beckenregionen aus. Im Elburs wird die verringerte Subsidenz durch eine interne Hebung des Vorlandes hervorgerufen und ist mit einer lateralen Stapelung von Flussbetten assoziiert. Dokumentiert wird dies anhand konsequenten Schichtwachstums, tektonischer Schrägstellung und sedimentärer Umlagerung. Gleichzeitig nehmen die Sedimentationsraten zu. Die Sauerstoff-Isotope der Paläoböden zeigen, dass dieser Anstieg mit einer Phase feuchteren Klimas einhergeht, wodurch Oberflächenprozesse effizienter werden und Heraushebungssraten steigen, was eine positive Rückkopplung erzeugt. Des Weiteren zeigen die isotopischen und sedimentären Daten, dass seit 10-9 Millionen Jahren (Ma) das Klima durch saisonalen Anstieg der Niederschläge zunehmend feuchter wurde. Da bedeutende klimatische Veränderungen zu dieser Zeit auch im Mittelmeerraum und Asien beobachtet wurden, ist anzunehmen, dass die klimatische Veränderung, die im Elburs Gebirge beobachtet wird, höchstwahrscheinlich Änderungen der atmosphärischen Zirkulationen der nördlichen Hemisphäre reflektiert.
Aus den Ergebnissen dieser Studie lassen sich zusätzliche Implikationen für die Entwicklung des Elburs Gebirges und die Arabisch-Eurasische kontinentale Kollisionszone ableiten. Die orogen-weite Hauptdeformation propagierte nicht gleichmäßig nach Süden, sondern seit dem Oligozän schrittweise vorwärts und rückwärts. Insbesondere von ~17,5 bis 6,2 Ma wurde das Gebirge durch eine Kombination aus frontaler Akkretion und interner Keildeformation in Schritten von 0,7 bis 2 Millionen Jahren herausgehoben. Darüber hinaus deuten die Sedimentherkunftsdaten darauf hin, dass sich noch vor 10-9 Ma die Haupteinengungsrichtung von NW-SE nach NNE-SSW veränderte.
Regional erlaubt die Geschichte der untersuchten Becken und angrenzenden Gebirgszüge Rückschlüsse auf ein neues geodynamisches Model zur Entwicklung der Arabisch-Eurasischen kontinentalen Kollisionszone. Zahlreiche Sedimentbecken des Elburs Gebirges und anderer Lokalitäten der Arabisch-Eurasischen Deformationszone belegen einen Wechsel von einem tensionalen zu einem kompressionalen tektonischen Regime vor ~36 Ma . Dieser Wechsel könnte den Beginn der Subduktion von gedehnter arabischer kontinentaler Lithosphäre unter Zentral-Iran bedeuten, was zu einer moderaten Plattenkopplung und Deformation von Unter- sowie Oberplatte geführt hat. Der Anstieg der Deformationsraten im südlichen Elburs Gebirge seit ~17,5 Ma lässt vermuten, dass die Oberplatte, wahrscheinlich aufgrund steigender Plattenkopplung, seit dem frühen Miozän signifikant deformiert wurde. Diese Veränderung könnte der Subduktion mächtigerer arabischer kontinentaler Lithosphäre zugeschrieben werden und den Anfang echter kontinentaler Kollision bedeuten. Dieses Model erklärt daher die Zeitverzögerung zwischen der Initiation der Arabisch-Eurasischen kontinentalen Kollision (Eozän-Oligozän) and dem Beginn ausgedehnter Deformation in der Kollisionszone (Miozän). / Foreland-basin systems are excellent archives to decipher the feedbacks between surface and tectonic processes in orogens. The sedimentary architecture of a foreland-basin system reflects the balance between tectonic subsidence causing long-term accommodation space and sediment influx corresponding to efficiency of erosion and mass-redistribution processes. In order to explore the effects of climatic and tectonic forcing in such a system, I investigated the Oligo-Miocene foreland-basin sediments of the southern Alborz mountains, an intracontinental orogen in northern Iran, related to the Arabia-Eurasia continental collision.
This work includes absolute dating methods such as 40Ar/39Ar and zircon (U-Th)/He thermochronology, magnetostratigraphy, sedimentological analysis, sandstone and conglomerate provenance study, carbon and oxygen isotope analysis, and clay mineralogy study. Results show a systematic correlation between coarsening-upward cycles and sediment accumulation rates in the basin on 105 to 106yr time scales. During thrust loading phases, the coarse-grained fraction supplied by the uplifting range is stored in the proximal part of the basin (sedimentary facies retrogradation), while fine-grained sediments are deposited in distal sectors. Variations in sediment provenance during these phases of enhanced tectonic activity give evidence for erosional unroofing phases and/or drainage-reorganization events. In addition, enhanced tectonic activity promoted the growth of topography and associated orographic barrier effects, as demonstrated by sedimentologic indicators and the analysis of stable C and O isotopes from calcareous paleosols and lacustrine/palustrine samples.
Extensive progradation of coarse-grained deposits occurs during phases of decreased subsidence, when the coarse-grained fraction supplied by the uplifting range cannot be completely stored in the proximal part of the basin. In this environment, a reduction in basin subsidence is associated with laterally stacked fluvial channel deposits, and is related to intra-foreland uplift, as documented by growth strata, tectonic tilting, and sediment reworking. Increase in sediment accumulation rate associated with progradation of vertically-stacked coarse-grained fluvial channels also occurs. Paleosol O-isotope data shows that this increase is related to wetter climatic phases, suggesting that surface processes are more efficient and exhumation rates increase, giving rise to a positive feedback. Furthermore, isotopic and sedimentologic data show that starting from 10-9 Ma, climate became less arid with an increase in seasonality of precipitation. Because important changes were also recorded in the Mediterranean Sea and Asia at that time, the evidence for climatic variability observed in the Alborz mountains most likely reflects changes in Northern Hemisphere atmospheric circulation patterns.
This study has additional implications for the evolution of the Alborz mountains and the Arabia-Eurasia continental collision zone. At the orogenic scale, the locus of deformation did not move steadily southward, but stepped forward and backward since Oligocene time. In particular, from ~ 17.5 to 6.2 Ma the orogen grew by a combination of frontal accretion and wedge-internal deformation on time scales of ca. 0.7 to 2 m.y. Moreover, the provenance data suggest that prior to 10-9 Ma the shortening direction changed from NW-SE to NNE-SSW, in agreement with structural data.
On the scale of the entire collision zone, the evolution of the studied basins and adjacent mountain ranges suggests a new geodynamic model for the evolution of the Arabia-Eurasia continental collision zone. Numerous sedimentary basins in the Alborz mountains and in other locations of the Arabia-Eurasia collision zone record a change from a tensional (transtensional) to a compressional (transpressional) tectonic setting by ~ 36 Ma. I interpret this to reflect the onset of subduction of the stretched Arabian continental lithosphere beneath central Iran, leading to moderate plate coupling and lower- and upper-plate deformation (soft continental collision). The increase in deformation rates in the southern Alborz mountains from ~ 17.5 Ma suggests that significant upper-plate deformation must have started by the early Miocene most likely in response to an increase in degree of plate coupling. I suggest that this was related to the subduction of thicker Arabian continental lithosphere and the consequent onset of hard continental collision. This model reconciles the apparent lag time of 15-20 m.y between the late Eocene to early Oligocene age for the initial Arabia-Eurasia continental collision and the onset of widespread deformation across the collision zone to the north in early to late Miocene time.
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