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The occurrence of earthquakes is characterized by a high degree of spatiotemporal complexity. Although numerous patterns, e.g. fore- and aftershock sequences, are well-known, the underlying mechanisms are not observable and thus not understood. Because the recurrence times of large earthquakes are usually decades or centuries, the number of such events in corresponding data sets is too small to draw conclusions with reasonable statistical significance. Therefore, the present study combines both, numerical modeling and analysis of real data in order to unveil the relationships between physical mechanisms and observational quantities. The key hypothesis is the validity of the so-called "critical point concept" for earthquakes, which assumes large earthquakes to occur as phase transitions in a spatially extended many-particle system, similar to percolation models. New concepts are developed to detect critical states in simulated and in natural data sets. The results indicate that important features of seismicity like the frequency-size distribution and the temporal clustering of earthquakes depend on frictional and structural fault parameters. In particular, the degree of quenched spatial disorder (the "roughness") of a fault zone determines whether large earthquakes occur quasiperiodically or more clustered. This illustrates the power of numerical models in order to identify regions in parameter space, which are relevant for natural seismicity. The critical point concept is verified for both, synthetic and natural seismicity, in terms of a critical state which precedes a large earthquake: a gradual roughening of the (unobservable) stress field leads to a scale-free (observable) frequency-size distribution. Furthermore, the growth of the spatial correlation length and the acceleration of the seismic energy release prior to large events is found. The predictive power of these precursors is, however, limited. Instead of forecasting time, location, and magnitude of individual events, a contribution to a broad multiparameter approach is encouraging.
The paper studies catalytic super-Brownian motion on the real line, where the branching rate is controlled by a catalyst. D. A. Dawson, K. Fleischmann and S. Roelly showed, for a broad class of catalysts, that, as for constant branching, the processes are absolutely continuous measures. This paper considers a class of catalysts, called moderate, which must satisfy a uniform boundedness condition and a condition controlling the degree of singularity---essentially that the mass of catalyst in small balls should (uniformly) be of order r^a, where a>0. The main result of this paper shows that for this class of catalysts there is a continuous density field for the process. Moreover the density is the unique solution (in law) of an appropriate SPDE.
We present an excerpt of the document "Quantum Information Processing and Communication: Strategic report on current status, visions and goals for research in Europe", which has been recently published in electronic form at the website of FET (the Future and Emerging Technologies Unit of the Directorate General Information Society of the European Commission, http://www.cordis.lu/ist/fet/qipc-sr.htm). This document has been elaborated, following a former suggestion by FET, by a committee of QIPC scientists to provide input towards the European Commission for the preparation of the Seventh Framework Program. Besides being a document addressed to policy makers and funding agencies (both at the European and national level), the document contains a detailed scientific assessment of the state-of-the-art, main research goals, challenges, strengths, weaknesses, visions and perspectives of all the most relevant QIPC sub-fields, that we report here
We investigate the influence of spatial heterogeneities on various aspects of brittle failure and seismicity in a model of a large strike-slip fault. The model dynamics is governed by realistic boundary conditions consisting of constant velocity motion of regions around the fault, static/kinetic friction laws, creep with depth-dependent coefficients, and 3-D elastic stress transfer. The dynamic rupture is approximated on a continuous time scale using a finite stress propagation velocity ("quasidynamic model''). The model produces a "brittle- ductile'' transition at a depth of about 12.5 km, realistic hypocenter distributions, and other features of seismicity compatible with observations. Previous work suggested that the range of size scales in the distribution of strength-stress heterogeneities acts as a tuning parameter of the dynamics. Here we test this hypothesis by performing a systematic parameter-space study with different forms of heterogeneities. In particular, we analyze spatial heterogeneities that can be tuned by a single parameter in two distributions: ( 1) high stress drop barriers in near- vertical directions and ( 2) spatial heterogeneities with fractal properties and variable fractal dimension. The results indicate that the first form of heterogeneities provides an effective means of tuning the behavior while the second does not. In relatively homogeneous cases, the fault self-organizes to large-scale patches and big events are associated with inward failure of individual patches and sequential failures of different patches. The frequency-size event statistics in such cases are compatible with the characteristic earthquake distribution and large events are quasi-periodic in time. In strongly heterogeneous or near-critical cases, the rupture histories are highly discontinuous and consist of complex migration patterns of slip on the fault. In such cases, the frequency-size and temporal statistics follow approximately power-law relations
We show that realistic aftershock sequences with space-time characteristics compatible with observations are generated by a model consisting of brittle fault segments separated by creeping zones. The dynamics of the brittle regions is governed by static/kinetic friction, 3D elastic stress transfer and small creep deformation. The creeping parts are characterized by high ongoing creep velocities. These regions store stress during earthquake failures and then release it in the interseismic periods. The resulting postseismic deformation leads to aftershock sequences following the modified Omori law. The ratio of creep coefficients in the brittle and creeping sections determines the duration of the postseismic transients and the exponent p of the modified Omori law
Einfluss von Intraguild Predation auf die Dynamik der Planktonsukzession in einem sauren Bergbausee
(2005)
We study the random-field Ising chain in the limit of strong exchange coupling. In order to calculate the free energy we apply a continuous Langevin-type approach. This continuous model can be solved exactly, whereupon we are able to locate the crossover between an exponential and a power-law decay of the free energy with increasing coupling strength. In terms of magnetization, this crossover restricts the validity of the linear scaling. The known analytical results for the free energy are recovered in the corresponding limits. The outcomes of numerical computations for the free energy are presented, which confirm the results of the continuous approach. We also discuss the validity of the replica method which we then utilize to investigate the sample-to-sample fluctuations of the finite size free energy
Hauptanliegen der Dissertation ist es, einen Entwurf einer praktischen Ästhetik zu lancieren, der an der Schnittstelle zwischen philosophischer Ästhetik und Kunst – genauer Performancekunst - im Zeichen der Bezugsgrösse der Verletzbarkeit steht. In jüngeren Ästhetikansätzen hat sich eine Auffassung herauskristallisiert, die nicht über, sondern mit Kunst reflektiert. Die Pointe im ‚Mit’ liegt darin, dass diese Ästhetiken die Kunst nicht erklären, sie bestimmen und damit ihre Bedeutung festlegen, sondern dass diese entlang der Kunst die Brüche, Widerstände und Zäsuren zwischen Wahrnehmen und Denken markieren und diese als produktiv bewerten. Diese Lesart etabliert ein Denken, das nicht aus der Distanz auf etwas schaut (theoria), sondern ästhetisch-reflektierend (zurückwendend, auch selbstkritisch) mit der Kunst denkt. Die Disziplin der Ästhetik - als aisthesis: Lehre der sinnlichen Wahrnehmung - nimmt innerhalb der Philosophie eine besondere Stellung ein, weil sie auf ebendiese Differenz verweist und deshalb sinnliche und nicht nur logisch-argumentatorische Denkfiguren stärkt. Als eine Möglichkeit, die Kluft, das Nicht-Einholbare, die brüchige Unzulänglichkeit des begrifflich Denkenden gegenüber ästhetischer Erfahrung zu stärken, schlage ich die Bezugsgrösse der Verletzbarkeit vor. Eine solche Ästhetik besteht aus dem Kreieren verletzbarer Orte, wobei diese auf zweierlei Weisen umkreist werden: Zum einen aus der Kunstpraxis heraus anhand der ästhetischen Figur des verletzbaren Körpes, wie er sich in der zeitgenössischen Performance zeigt. Zum anderen als ein Kreieren von Begriffen im Bewusstsein ihrer Verletzbarkeit. Ausgangspunkte sind die Denkentwürfe von Gilles Deleuze und Hans Blumenberg: Die Ästhetik von Gilles Deleuze entwirft eine konkrete Überschneidungsmöglichkeit von Kunst und Philosophie, aus der sich meine These des Mit-Kunst-Denkens entwickeln lässt. Sie kann aus der Grundvoraussetzung des Deleuzeschen Denkens heraus begründet werden, die besagt, dass nicht nur die Kunst, sondern auch die Philosophie eine schöpferische Tätigkeit ist. Beide Disziplinen beruhen auf dem Prinzip der creatio continua, durch welche die Kunst Empfindungen und die Philosophie Begriffe schöpft, wobei eben genau dieser schöpferische Prozess Kunst und Philosophie in ein produktives Verhältnis zueinander treten lässt. Wie Deleuze seine Begriffsarbeit entlang künstlerischer Praxis entwickelt, wird anhand der Analyse des bis heute wenig rezipierten Textes Ein Manifest weniger in Bezug auf das Theater von Carmelo Bene analysiert. Eine ganz anderen Zugang zum Entwurf einer praktischen Ästhetik liefert Hans Blumenberg, der eine Theorie der Unbegrifflichkeit in Aussicht stellt. Im Anschluss an seine Forderung, die Metapher wieder vermehrt in die philosophische Denkpraxis zu integrieren, radikalisiert er seine Forderung, auch das Nichtanschauliche zu berücksichtigen, indem er das gänzlich Unbegriffliche an die Seite des Begrifflichen stellt. Definitorische Schwäche zeigt sich als wahrhaftige Stärke, die in der Unbegrifflichkeit ihren Zenit erreicht. Der Schiffbruch wird von mir als zentrale Metapher – gewissermassen als Metapher der Metapher – verstanden, die das Auf-Grund-Laufen des Allwissenden veranschaulicht. Im Schiffbruch wird die produktive Kollision von Theorie und Praxis deutlich. Deleuze und Blumenberg zeigen über ‚creatio continua’ und ‚Unbegrifflichkeit’ die Grenzen des Begreifens, indem sie betonen, dass sich Ästhetik nicht nur auf künstlerische Erfahrungen bezieht, sondern selber in das Gegenwärtigmachen von Erfahrungen involviert ist. Daraus folgt, dass ästhetische Reflexion nicht nur begrifflich agieren muss. Die praktische Ästhetik animiert dazu, andere darstellerische Formen (Bilder, Töne, Körper) als differente und ebenbürtige reflexive Modi anzuerkennen und sie als verletzbarmachende Formate der Sprache an die Seite zu stellen. Diese Lesart betont den gestalterischen Aspekt der Ästhetik selber. Zur Verdeutlichung dieser Kluft zwischen (Körper-)Bild und Begriff ist der von mir mitgestaltete Film Augen blickeN der Dissertation als Kapitel beigefügt. Dieser Film zeigt Performer und Performerinnen, die sich bewusst entschieden haben, ihren ‚abweichenden’ Körper auf der Bühne zu präsentieren. Das Wort Verletzbarkeit verweist auf die paradoxe Situation, etwas Brüchiges tragfähig zu machen und dadurch auch auf eine besondere Beziehungsform und auf ein existenzielles Aufeinander-Verwiesensein der Menschen. Verletzbarkeit geht alle an, und stiftet deshalb eine Gemeinsamkeit besonderer Art. In diesem Sinne sind verletzbare Orte nicht nur ästhetische, sondern auch ethische Orte, womit die politische Dimension des Vorhabens betont wird.
Thermobarometrical and mineral-chemical investigations by electron microprobe and LA-ICP-MS on a sillimanite- bearing pegmatoid from the Reinbolt Hills provide important constraints on the P-T-X-age relations of part of East Antarctica during Pan-African tectonism. U-Th-total Pb ages of monazite imply that the pegmatoid of originally Grenvillan age (zircon U-Pb age of ca. 900 Ma) underwent a major, late Pan-African (Cambrian) regional, granulite-facies metamorphism between 500 and 550 Ma. Most of the monazite formed during this event, as result of apatite metasomatism owing to infiltration of high-grade metamorphic fluids. Apatite-biotite and other mineral thermobarometers define the peak metamorphic temperatures and pressures with 850-950 degrees C and 0.8-1.0 GPa. The F-Cl-OH relations in apatite, and biotite, the chemistry of fluid inclusions and the presence of K-feldspar microveins suggest that the metasomatising fluid was a CO2-bearing, diluted KCl brine. The pegmatoid is the first record of monazite-(Ce) formed from fluorapatite that is rich in U (up to 2.6 Wt% UO2) and possesses Th/U ratios <1 (0.09 on average). These chemical signatures are direct reflection of the U and Th concentration patterns in the parental fluorapatite