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Zur Kennzeichnung und Gliederung von periglaziär bedingten Differenzierungen in der Pedosphäre
(2008)
Im periglaziären Milieu der letzten Kaltzeit wurde der oberflächennahe Tiefenbereich in Mitteleuropa entscheidend geprägt, was durch lithogene und pedogene Differenzierungen bis etwa 1...2 m unter Gelände zum Ausdruck kommt. Die Prozesse Kryoklastik und Kryotranslokation, Kryoperstruktion sowie Kryopedogenese – jeweils mit mehreren Teilprozessen – prägten die Profilgliederung und Substratausbildung in der Auftauzone des Dauerfrostbodens. In den Untersuchungen und Diskussionen der letzten Jahrzehnte zur Genese der Phänomene im Bereich der Pedosphäre erfuhren die beteiligten Prozesse bei den Autoren unterschiedliche Aufmerksamkeit und Sichtung. Die verschiedenen Konzepte zur Kennzeichnung und Gliederung der Profildifferenzierungen lassen sich letztlich dem Deckenkonzept, im Wesentlichen fußend – jedoch unter Beteiligung weiterer Prozesse – auf Kryotranslokation sowie dem Konzept der Perstruktions- bzw. Umlagerungszonen, vorrangig basierend auf den Prozessen Kryoperstruktion und Kryopedogenese, zuordnen. Der entscheidende Unterschied zwischen der Ansprache der periglaziär bestimmten Differenzierungen innerhalb der Pedosphäre mit Hilfe der Abfolge verschiedener Zonen einerseits und der Abfolge verschiedener Decken – wie auch Lagen – andererseits besteht darin, dass bei der Kennzeichnung und Gliederung des Zonenprofils sedimentär bedingte Substratunterschiede nicht vorrangig und nur als Hilfskriterien herangezogen und somit gleiche Zonen auch in lithostratigraphisch unterschiedlichem Material oder auch umgekehrt in gleichem Material verschiedene Zonen ausgewiesen werden. Nach dem Decken-/Lagenkonzept werden dagegen die sedimentären Prozesse als dominante Ursachen der heute vorliegenden vertikalen Substratdifferenzierung angesehen, wobei auch den syn- und postsedimentären periglaziären Umbildungen durch Teilprozesse der Kryoperstruktion immerhin entscheidender Anteil am Deckenbildungsprozess beigemessen wird, die zur zusätzlichen Vertikaldifferenzierung innerhalb der jeweiligen Decke führen können. Zur Definition der Lagen (nach der Kartieranleitung der Staatlichen geologischen Dienste und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe) wurden die Prozesse der Kryotranslokation sowie Teilprozesse der Kryoperstruktion herangezogen, jedoch sind bisher die Kryohomogenisierung (Entschichtung, Vermischung) und (Skelett-)Umsortierung (Kryolithotropie) sowie außerdem die mit der Kryoperstruktion häufig verknüpften Prozesse der Kryopedogenese in die Definition nicht eingegangen. In vielen Fällen ist eine Zuweisung der Profile zu einem bestimmten Gliederungsprinzip bzw. Genesetyp nicht möglich. So ist es nicht haltbar, von regional abgegrenzten Gebieten sowie räumlichen Insellagen der Entstehung von periglaziären Decken einerseits und von Bereichen mit Ausbildung von Kryoperstruktionszonen andererseits zu sprechen. Im periglaziären Milieu wirkten die o. g. jeweils unterschiedlich dominanten Vorgänge im Komplex, und die Abkopplung von Teilprozessen der periglaziären Umbildung der Oberfläche ist nicht sinnvoll. Das für die Böden ausgewiesene Substratprofil baut sich aus erheblich variierenden Anteilen des durch Kryotranslokation akkumulierten Fremdmaterials sowie des ortsbürtigen Materials auf. Die jeweiligen Komponenten wurden im Wesentlichen durch das örtlich anstehende Gestein und Relief, die Exposition und Höhenlage sowie die Lage zum Eisrand und zu den äolischen Akkumulationsräumen gesteuert. Im Zuge einer Analyse der oberflächennahen Profildifferenzierungen ist durchaus die detaillierte Kennzeichnung des Substratprofils nach fremden und ortsbürtigen Komponenten einerseits sowie nach Merkmalen der Kryoperstruktion andererseits möglich. Darüber hinaus ist aber eine integrierende und aggregierende sowie landschaftsübergreifende Gliederung und Kennzeichnung der periglaziär bedingten Profildifferenzierungen notwendig. Dafür ist der Begriff „Lage“ nach bisheriger Definition nur bedingt geeignet, da dieser nicht die Beteiligung des gesamten Prozesskomplexes ausdrückt. Deshalb wird zur Unterscheidung vorerst der Neubegriff „Segment“ (bzw. periglaziäres Segment) vorgeschlagen, der hinsichtlich Kryoperstruktions-, Kryotranslokations- und Kryohorizontprofil neutral ist und somit keinen Anlass für nomenklatorische Missverständnisse bietet. Bei der Weiterverwendung der Bezeichnung „Lagen“ im Sinne einer hier vorgeschlagenen ergänzenden Definition ist also nicht nur dessen neue Begriffsbestimmung erforderlich, sondern darüber hinaus auch eine Klarstellung, dass die so ergänzt definierten Lagen nach allen genannten Prozesssystemen – also erweitert gegenüber der bisherigen Lagendefinition – gekennzeichnet sind. Sofern dies mit allen Konsequenzen allgemein verbindlich würde, könnte allerdings der Lagenbegriff mit dem Zusatz „Lage – ergänzt definiert“ auch weiterhin angewandt werden. Die periglaziären Segmente bzw. die Lagen – ergänzt definiert – lassen sich folgendermaßen kennzeichnen: Periglaziäre Segmente (kurz: Segmente) oder Lagen – ergänzt definiert – sind im periglaziären Milieu im Bereich der Pedosphäre durch • Substratbereitstellung infolge Frostverwitterung (Kryoklastik) und Kryotranslokation [äolische Akkumulation und/oder (Geli-)Solifluktion bzw. Anspülung] aus den jeweils anstehenden Gesteinen sowie aus unterschiedlichen Anteilen allochthonen Materials und • durch Kryoperstruktion (Entschichtung und Homogenisierung sowie Vermischung, Umsortierung des Skelettanteils und Kryoturbation) sowie • kryopedologische Prozesse (periglaziäre Vorprägung oder sogar Prägung der pedogenen Horizontabfolge) entstanden. Die genannten Teilprozesse können mit unterschiedlichem Anteil und zu verschiedenen Zeiten an der Bildung und Differenzierung der Bodendecke beteiligt sein. In Abhängigkeit vom Paläorelief (Hangneigung, Hangform, Hangexposition) und vom Verbreitungsmuster der anstehenden Gesteine sowie vom Anteil allochthonen Materials und von den lokalklimatischen Bedingungen ist die stoffliche Zusammensetzung, Lagerungsart und Struktur sowie die Ausprägung der Bodenhorizonte in der Vertikalabfolge der einzelnen Segmente bzw. Lagen – ergänzt definiert – und in der horizontalen Ausprägung differenziert. Die Vertikalabfolge der periglaziär bedingten Differenzierung der Bodendecke wird gegliedert in das bisher nur lokal im Bergland sicher nachgewiesene Obersegment bzw. in die Oberlage – ergänzt definiert, außerdem in das fast flächendeckend an der Oberfläche verbreitete Hauptsegment, bzw. Hauptlage – ergänzt definiert, das von einem häufig unterteilten Mittelsegment (oberer Teil und unterer Teil) bzw. Mittellage – ergänzt definiert – unterlagert sein kann. Über dem periglaziär kaum oder nicht beeinflussten Untergrund lagert fast überall das Basissegment bzw. die Basislage – ergänzt definiert, das u. a. nach Zusammensetzung, Strukturmerkmalen sowie ggf. nach der Altersstellung differenziert werden kann. Durch die konsequente Verknüpfung aller im periglaziären Milieu wirksamen Prozesssysteme mit Hilfe der Ausweisung periglaziärer Segmente bzw. der Lagen – ergänzt definiert – ist eine detaillierte sowie integrierende und landschaftsübergreifende Kennzeichnung der Substratdifferenzierung der Böden möglich.
Das schmalblättrige Weideröschen, Epilobium angustifolium, zählt in Mitteleuropa zu den charakteristischen Pionierpflanzen auf Kahlschlagflächen und Waldrändern. Durch seine lange Blütezeit (Juni bis September) ist es für viele Blütenbesucher eine wichtige Pollen- und Nektarressource im ansonsten blütenarmen Spätsommer (MAURITZIO & SCHÄFER 1994). Zu seinen häufigsten Blütenbesuchern zählt die solitär lebende oligolektische Blattschneiderbiene Megachile lapponica. Sie sammelt Pollen nur an Pflanzen der Gattung Epilobium und bevorzugt dabei das schmalblättrige Weidenröschen (WESTRICH 1989). Aber auch Honigbienen, Apis mellifera, sind oft in großer Menge an diesen Blüten anzutreffen. Sie nutzen E. angustifolium vorwiegend als Nektarquelle (MAURITZIO & SCHÄFER 1994), sammeln aber auch Pollen auf den Blüten. Bei starkem Beflug durch die Honigbienen könnte es daher zu einer Verknappung der Ressource Pollen kommen. Dies könnte dazu führen, dass die Wildbienenweibchen für ihre Sammelflüge mehr Zeit und Energie aufwenden müssen. Im kritischen Fall einer Konkurrenz sollte auch die Aufzuchtrate und somit die Fitness von M. lapponica betroffen sein, deren Larven fast ausschließlich mit Epilobium-Pollen verpflegt werden. Auf einer Kahlschlagfläche im Kottenforst (Bonn) sollte untersucht werden, welche Insekten an den Blüten des schmalblättrigen Weidenröschens Pollen und/oder Nektar sammeln und welche Blütenbesucher gleichzeitig auch Blütenbestäuber sind. Vor allem aber sollte die Frage geklärt werden, ob es durch die Honigbiene zur Konkurrenz um den Pollen kommt.
We present the first measurement of event-by-event fluctuations in the kaon sector in Pb – Pb collisions at √sNN = 2.76 TeV with the ALICE detector at the LHC. The robust fluctuation correlator νdyn is used to evaluate the magnitude of fluctuations of the relative yields of neutral and charged kaons, as well as the relative yields of charged kaons, as a function of collision centrality and selected kinematic ranges. While the correlator νdyn[K+,K−] exhibits a scaling approximately in inverse proportion of the charged particle multiplicity, νdyn[K0 S ,K±] features a significant deviation from such scaling. Within uncertainties, the value of νdyn[K0 S ,K±] is independent of the selected transverse momentum interval, while it exhibits a pseudorapidity dependence. The results are compared with HIJING, AMPT and EPOS–LHC predictions, and are further discussed in the context of the possible production of disoriented chiral condensates in central Pb – Pb collisions.
Elliptic flow from nuclear collisions is a hadronic observable sensitive to the early stages of system evolution. We report first results on elliptic flow of charged particles at midrapidity in Au+Au collisions at sqrt[sNN] = 130 GeV using the STAR Time Projection Chamber at the Relativistic Heavy Ion Collider. The elliptic flow signal, v2, averaged over transverse momentum, reaches values of about 6% for relatively peripheral collisions and decreases for the more central collisions. This can be interpreted as the observation of a higher degree of thermalization than at lower collision energies. Pseudorapidity and transverse momentum dependence of elliptic flow are also presented.
A measurement of the transverse momentum spectra of jets in Pb-Pb collisions at sNN−−−√=2.76 TeV is reported. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-kT jet algorithm with jet resolution parameters R of 0.2 and 0.3 in pseudo-rapidity |η|<0.5. The transverse momentum pT of charged particles is measured down to 0.15 GeV/c which gives access to the low pT fragments of the jet. Jets found in heavy-ion collisions are corrected event-by-event for average background density and on an inclusive basis (via unfolding) for residual background fluctuations and detector effects. A strong suppression of jet production in central events with respect to peripheral events is observed. The suppression is found to be similar to the suppression of charged hadrons, which suggests that substantial energy is radiated at angles larger than the jet resolution parameter R=0.3 considered in the analysis. The fragmentation bias introduced by selecting jets with a high pT leading particle, which rejects jets with a soft fragmentation pattern, has a similar effect on the jet yield for central and peripheral events. The ratio of jet spectra with R=0.2 and R=0.3 is found to be similar in Pb-Pb and simulated PYTHIA pp events, indicating no strong broadening of the radial jet structure in the reconstructed jets with R<0.3.
In particle collider experiments, elementary particle interactions with large momentum transfer produce quarks and gluons (known as partons) whose evolution is governed by the strong force, as described by the theory of quantum chromodynamics (QCD)1. These partons subsequently emit further partons in a process that can be described as a parton shower2, which culminates in the formation of detectable hadrons. Studying the pattern of the parton shower is one of the key experimental tools for testing QCD. This pattern is expected to depend on the mass of the initiating parton, through a phenomenon known as the dead-cone effect, which predicts a suppression of the gluon spectrum emitted by a heavy quark of mass mQ and energy E, within a cone of angular size mQ/E around the emitter3. Previously, a direct observation of the dead-cone effect in QCD had not been possible, owing to the challenge of reconstructing the cascading quarks and gluons from the experimentally accessible hadrons. We report the direct observation of the QCD dead cone by using new iterative declustering techniques4,5 to reconstruct the parton shower of charm quarks. This result confirms a fundamental feature of QCD. Furthermore, the measurement of a dead-cone angle constitutes a direct experimental observation of the non-zero mass of the charm quark, which is a fundamental constant in the standard model of particle physics.
The production of J/ψ is measured as a function of charged-particle multiplicity at forward rapidity in proton-proton (pp) collisions at center-of-mass energies s√ = 5.02 and 13 TeV. The J/ψ mesons are reconstructed via their decay into dimuons in the rapidity interval (2.5 < y < 4.0), whereas the charged-particle multiplicity density (dNch/dη) is measured at midrapidity (|η| < 1). The production rate as a function of multiplicity is reported as the ratio of the yield in a given multiplicity interval to the multiplicity-integrated one. This observable shows a linear increase with charged-particle multiplicity normalized to the corresponding average value for inelastic events (dNch/dη/〈dNch/dη〉), at both the colliding energies. Measurements are compared with available ALICE results at midrapidity and theoretical model calculations. First measurement of the mean transverse momentum (〈pT〉) of J/ψ in pp collisions exhibits an increasing trend as a function of dNch/dη/〈dNch/dη〉 showing a saturation towards high charged-particle multiplicities.
We present a study of the inclusive charged-particle transverse momentum (pT) spectra as a function of charged-particle multiplicity density at mid-pseudorapidity, dNch/dη, in pp collisions at s√=5.02 and 13 TeV covering the kinematic range |η|<0.8 and 0.15<pT<20 GeV/c. The results are presented for events with at least one charged particle in |η|<1 (INEL>0). The pT spectra are reported for two multiplicity estimators covering different pseudorapidity regions. The pT spectra normalized to that for INEL>0 show little energy dependence. Moreover, the high-pT yields of charged particles increase faster than the charged-particle multiplicity density. The average pT as a function of multiplicity and transverse spherocity is reported for pp collisions at s√=13 TeV. For low- (high-) spherocity events, corresponding to jet-like (isotropic) events, the average pT is higher (smaller) than that measured in INEL>0 pp collisions. Within uncertainties, the functional form of ⟨pT⟩(Nch) is not affected by the spherocity selection. While EPOS LHC gives a good description of many features of data, PYTHIA overestimates the average pT in jet-like events.
J/ψ production as a function of charged-particle multiplicity in p-Pb collisions at √sNN = 8.16 TeV
(2020)
Inclusive J/ψ yields and average transverse momenta in p-Pb collisions at a center-of-mass energy per nucleon pair s NN $$ \sqrt{s_{\mathrm{NN}}} $$ = 8.16 TeV are measured as a function of the charged-particle pseudorapidity density with ALICE. The J/ψ mesons are reconstructed at forward (2.03 < y cms < 3.53) and backward (−4.46 < y cms < −2.96) center-of-mass rapidity in their dimuon decay channel while the charged-particle pseudorapidity density is measured around midrapidity. The J/ψ yields at forward and backward rapidity normalized to their respective average values increase with the normalized charged-particle pseudorapidity density, the former showing a weaker increase than the latter. The normalized average transverse momenta at forward and backward rapidity manifest a steady increase from low to high charged-particle pseudorapidity density with a saturation beyond the average value.
The multiplicity dependence of jet production in pp collisions at the centre-of-mass energy of s√=13 TeV is studied for the first time. Jets are reconstructed from charged particles using the anti-kT algorithm with resolution parameters R varying from 0.2 to 0.7. The jets are measured in the pseudorapidity range |ηjet|<0.9−R and in the transverse momentum range 5<pchT,jet<140 GeV/c. The multiplicity intervals are categorised by the ALICE forward detector V0. The pT differential cross section of charged-particle jets are compared to leading order (LO) and next-to-leading order (NLO) perturbative quantum chromodynamics (pQCD) calculations. It is found that the data are better described by the NLO calculation, although the NLO prediction overestimates the jet cross section below 20 GeV/c. The cross section ratios for different R are also measured and compared to model calculations. These measurements provide insights into the angular dependence of jet fragmentation. The jet yield increases with increasing self-normalised charged-particle multiplicity. This increase shows only a weak dependence on jet transverse momentum and resolution parameter at the highest multiplicity. While such behaviour is qualitatively described by the present version of PYTHIA, quantitative description may require implementing new mechanisms for multi-particle production in hadronic collisions.