Name: sediment biomarkers for past climate records
Uploaded: 2023-04-30T06:49:01.000Z
Duration: 8 min 28 s
Channel: JoVE

K12 Standards

north-carolina-k-12-science-standard-course-of-study

NC K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Earth and Environmental Science

Earth's Systems

ESS.EES.3.3

an-overview-of-bgdgt-biomarker-analysis-for-paleoclimatology

An Overview of bGDGT Biomarker Analysis for Paleoclimatology

<div class = "chapter_text" id = "script_0" >
يمكن استخدام المركبات العضوية التي تسمى المؤشرات الحيوية في علوم الأرض كمقاييس حرارة قديمة لربط المعلومات عن المناخات والبيئات في الماضي.
تنتج الكائنات الحية هذه المؤشرات الحيوية ، والتي تزودنا بمعلومات حول البيئة التي عاشوا فيها. يمكن أن تكون بمثابة وكيل لإخبارنا بمعلومات حول الأحداث الماضية ، مثل درجة حرارة الأرض منذ ملايين السنين.
يمكن تحليل درجة الحرارة القديمة الأرضية باستخدام المؤشرات الحيوية الموجودة في الرواسب من أحواض المياه العذبة. إحدى الفئات الرئيسية لهذه المؤشرات الحيوية هي رباعي الإيثرات المتفرعة للجلسرين ثنائي الألكيل الجلسرين ، أو GDGTs المتفرعة.
سيقدم هذا الفيديو مجال الدراسة ، المسمى علم المناخ القديم ، والذي يبحث في التغيرات السابقة في بيئات المياه العذبة على مدى مئات الملايين من السنين. يساعد هذا في توضيح التغيرات المناخية والبيئية الحالية والمستقبلية.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
تتراكم الرواسب بمرور الوقت الجيولوجي ، بسبب حركة السوائل والجاذبية ، في الأحواض الرسوبية ، أو المناطق المنخفضة في قشرة الأرض. تشمل الأحواض الرسوبية المحيطات التي تجمع الرواسب البحرية أو البحيرات التي تجمع الرواسب اللاكوسترينات. تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على أنواع مختلفة من الكائنات الحية ، مدفوعة في جزء كبير منها بالاختلاف في الملوحة بينها. وبالتالي ، تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على مؤشرات حيوية مختلفة.
يعتقد أن GDGTs المتفرعة هي دهون تمتد عبر الغشاء من البكتيريا الحمضية اللاهوائية. تشير الأبحاث إلى أن الكائنات الحية المنتجة تغير خصائص الغشاء استجابة لتغير درجة الحرارة.
يحدث هذا التغيير بسبب تحول المواقع الميثيلية على GDGT المتفرعة إلى مواقع دورية في درجات حرارة أكثر برودة ، وبالتالي تعزيز سيولة الغشاء. يمكن بعد ذلك ربط هذا التغيير في الهيكل بدرجة الحرارة من خلال وكيل. الوكلاء هم ظواهر فيزيائية قابلة للقياس ترتبط بمتغير لا يقاس.
يربط هذا الوكيل عدد المثيلات أو MBT ، والدورات ، أو CBT ، في العلامة الحيوية بدرجة الحرارة. يمكن للمعادلة المشتقة تجريبيا أن تربط MBT و CBT بمتوسط درجة حرارة الهواء السنوية السابقة.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
لدراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يجب جمع رواسب اللاكسترين واستخراجها بإحدى التقنيات الثلاث وتنقيتها وتحليلها.
لبدء دراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يتم استخراج جزيئات الدهون أولا من رواسب اللاكسترين ، باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات. الاستخراج عن طريق الصوتنة هو أبسط الطرق وأقلها تكلفة للحصول على مستخلص الدهون الكلي ، أو TLE ، من عينة الرواسب. لهذا الغرض ، يتم استخدام حمام بالموجات فوق الصوتية لتحريك العينة في قارورة تحتوي على مذيب عضوي. يستخدم مزيج من الميثانول وثنائي كلورو الميثان لاستخراج المؤشرات الحيوية ذات مجموعة واسعة من الأقطاب. تقنية استخراج أخرى تستخدم استخراج Soxhlet. يتيح مستخرج Soxhlet الارتجاع ، أو التدوير المستمر ، للمذيب العضوي من قارورة مستديرة القاع لأعلى إلى مكثف ، يتم تبريده بالماء البارد وإعادته. يقع المذيب المكثف في كشتبان من الألياف الزجاجية يحتوي على العينة. بمجرد امتلائها ، تقوم الغرفة بسحب المذيب العضوي مرة أخرى إلى القارورة المستديرة القاعية ، مما يتيح الاستخراج المستمر بمرور الوقت.
هذه التقنية مفيدة في استخراج كتل الرواسب الكبيرة ، وإعداد كميات كبيرة من المعايير لمعايرة الأجهزة. أخيرا ، يعد استخراج المذيبات المتسارع ، أو ASE ، طريقة استخراج مسجلة كعلامة تجارية تستخدم درجة حرارة وضغط مرتفعين لزيادة حركية عملية الاستخراج. تستوعب أداة ASE ما يصل إلى 24 عينة فردية ، وتسمح بالتحكم الدقيق في جميع المعلمات في عملية الاستخراج. نظرا لسرعتها وبساطة استخدامها ، يتم استخدام ASE بشكل شائع كطريقة قياسية لاستخراج المذيبات.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
بمجرد استخراج عينة الدهون باستخدام إحدى هذه التقنيات ، يتم تنقيتها استعدادا للتحليل. عادة ، يتم استخدام كروماتوغرافيا عمود هلام السيليكا لتنقية عينة الدهون بناء على قطبيتها لهذا الغرض ، يتم تحميل عمود زجاجي صغير بمسحوق ناعم من السيليكا ، يسمى الجل. ثم يتم تشبع العمود بمذيب قطبي ، عادة ما يكون الهكسان ، ثم يتم تحميل العينة في الأعلى. يعتمد فصل المستخلص على تقارب المركب المستهدف إما للمرحلة الصلبة أو مرحلة المذيب.
تنجذب المركبات القطبية ، في هذه الحالة المتفرعة GDGT ، إلى السيليكا القطبية أكثر من الهكسان القطبي. وبالتالي ، فإن المركبات القطبية ، مثل الهيدروكربونات ، والمركبات القطبية الوسطى ، مثل الكيتونات والكحول ، والمركبات شديدة القطبية ، ستنتقل في العمود بمعدلات مختلفة واستجابة للمذيبات ذات القطبية المتزايدة.
ثم يتم جمع المواد المسيئة في كسور منفصلة.
ثم يتم تحليل GDGT المنقى باستخدام كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء مقترنة بمطياف الكتلة ، أو LC-MS. يفصل LC-MS أولا المركبات ، ثم يحللها بناء على نسبة الكتلة إلى الشحنة.
يتيح ذلك تحديد التركيز النسبي لكل نوع من أنواع GDGT باستخدام المنطقة الموجودة أسفل المنحنى لأيون الكتلة المحدد. يتم حساب MBT على أنه جزء جزيئات المجموعة 1 إلى المجموع.
ثم يتم حساب العلاج المعرفي السلوكي كسجل سالب باستخدام الجزيئات في المجموعتين 1 و 2. ثم يتم توصيل MBT و CBT في معادلة مشتقة تجريبيا ، من أجل الوصول إلى تحديد درجة الحرارة القديمة.
</div>
<div class = "chapter_text" id = "script_4" >
يعد تحديد درجة الحرارة القديمة باستخدام وكلاء المؤشرات الحيوية مفيدا في مجموعة من التطبيقات في علوم الأرض.
أولا ، يتيح قياس الحرارة القديمة تحديد درجة حرارة الأرض على مدى فترات طويلة من الزمن. باستخدام تقنيات مختلفة ، تم تقدير درجة حرارة الأرض إلى 500 مليون سنة. يخبرنا هذا بغلاف درجة الحرارة التي تطورت فيها أشكال مختلفة من الحياة ويبلغ التحقيقات بتأثيرات درجة الحرارة على المحيط الحيوي للأرض ، والغلاف المائي ، والغلاف الصخري ، والغلاف الجوي في الماضي ، وبالتالي المستقبل.
يمكن أيضا قياس الاتجاهات الحديثة في درجة حرارة الأرض مقابل السجلات التي تم إنشاؤها باستخدام قياس الحرارة القديمة. زادت درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 1 درجة تقريبا من عام 1850 حتى الوقت الحاضر مع اتجاه الاحترار المتزايد في العقدين الماضيين. لفهم التأثير البشري المنشأ على المناخ العالمي ، يجب تطوير سجلات دقيقة للمناخ القديم واستخدامها كسياق.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
لقد شاهدت للتو نظرة عامة على JoVE حول قياس الحرارة القديم للجلسرين ثنائي الألكيل والجلسرين المتفرع. يجب أن تفهم الآن كيفية استخدام المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ، والتقنية الشاملة لاستخراجها وتنقيتها. ستتناول مقاطع الفيديو التالية في هذه السلسلة مزيدا من التفاصيل حول هذه العملية المعقدة.
شكرا للمشاهدة!
</div>

نظرة عامة على تحليل المؤشرات الحيوية bgdgt لعلم المناخ القديم

p class = "jove_content" &gt;المصدر: مختبر جيف سالاكوب - جامعة ماساتشوستس أمهيرست
خلال هذه السلسلة من مقاطع الفيديو ، تم استخراج عينات طبيعية وتنقيتها بحثا عن مركبات عضوية ، تسمى المؤشرات الحيوية ، والتي يمكن أن تربط المعلومات حول المناخات والبيئات في الماضي. كانت إحدى العينات التي تم تحليلها هي الرواسب. تتراكم الرواسب على مدار الزمن الجيولوجي في الأحواض والمنخفضات في الأرض التي تتدفق إليها الرواسب من خلال عمل السوائل (الماء أو الهواء) والحركة والجاذبية. يوجد نوعان رئيسيان من الأحواض ، البحرية (المحيطات والبحار) واللاكسترين (البحيرات). كما قد يتخيل المرء ، تعيش أنواع مختلفة جدا من الحياة في هذه الأماكن ، مدفوعة في جزء كبير منها بالاختلاف في الملوحة بينها. على مدى العقود القليلة الماضية ، اكتشف علماء الكيمياء الجيولوجية العضوية مجموعة أدوات من وكلاء المؤشرات الحيوية ، أو المركبات التي يمكن استخدامها لوصف المناخ أو البيئة ، بعضها يعمل في البيئات البحرية وبعضها يعمل في اللاكوسترين. نوجه انتباهنا هنا إلى عالم اللاكسترين ورباعي الإيثرات الديالكيل الجلسرين المتفرعة (الشكل 1).
&lt; p class = "jove_content"&gt; في هذا القسم ، نركز على تحليل درجة الحرارة القديمة الأرضية باستخدام رباعي الجلسرين ثنائي الألكيل الجلسرين المتفرع (الشكل 1 ؛ brGDGTs) ووكيل MBT / CBT. تم وصف هذا الوكيل في البداية بواسطة Weijers et al.1 ويعتمد على توزيع الهياكل الحلقية والفرعية في brGDGTs. ووجدوا أن تدوير رباعي الإيثرات المتفرعة (CBT) كان مرتبطا ارتباطا مباشرا بدرجة حموضة التربة.
&lt; p class = "jove_content" &gt;CBT = -log ((Ib + IIb) / (I + II))
&lt; p class = "jove_content"&gt; وأن مثيلة رباعي الإيثرات المتفرعة (MBT) تم تحديدها من خلال متوسط درجة حرارة الهواء السنوية (MAAT) ، وبدرجة أقل ، درجة حموضة التربة.
&lt; p class = "jove_content" &gt;MBT = (I + Ib + Ic) / (I + Ib + Ic) + (II + IIb + IIc) + (III + IIIb + IIIc)
وبالتالي ، مجتمعة ومعايرة ، MBT / CBT يربط توزيع brGDGTs بكل من درجة حرارة التربة ودرجة الحموضة.
فئة MBT = 0.122 + (0.187 × CBT) + (0.020 × MAAT)
 يعتقد أن GDGTs المتفرعة عبارة عن دهون تمتد عبر الغشاء ، وقد يعزى إنتاجها في البداية إلى بكتيريا البكتيريا الحمضية اللاهوائية التي تعيش في التربة والجفت2-5 ، لكن العمل اللاحق أشار إلى أنه يمكن إنتاجها أيضا في أعمدة المياه والرواسب البحرية والأكسجين والبحيرة والبحرية. تنص الفرضية على أن البكتيريا الحمضية تحول مواقع المثيلة إلى دورات استجابة لخفض درجة الحرارة من أجل زيادة عدم التشبع (تزيل التدوير بشكل فعال ذرتين من الهيدروجين) وتحافظ على سيولة الغشاء (قياسا على ذلك ، الدهون المشبعة (الزبدة) هي درجة حرارة الغرفة الصلبة بينما الدهون غير المشبعة (زيت الزيتون) سائلة) ، ولكن لم يتم تحديد GDGTs المتفرعة بعد على أنها دهون الغشاء الرئيسية في مزارع البكتيريا الحمضية. وبالتالي فإن مصدرها الدقيق غير معروف.
معايرة GDGTs المتفرعة للمتغيرات البيئية (درجة الحرارة ، الأس الهيدروجيني ، الملوحة ، هطول الأمطار ، إلخ) هو موضوع بحث واسع النطاق. تشارك مختبرات الكيمياء الجيولوجية العضوية في جميع أنحاء العالم في مهمة تطوير كل من المعايرة العالمية1،10 والإقليمية 11-13 بين GDGTs المتفرعة ودرجة الحرارة (في المقام الأول). وبالتالي ، يتم تنقيح المعادلات المذكورة أعلاه وإتقانها بانتظام.
 عادة ما يتم استخراج GDGTs المتفرعة من رواسب lacustrine ، على الرغم من التحقيق في الرواسب البحرية الساحلية أيضا. تخضع المستخلصات لعمود هلام السيليكا لتنقية GDGTs من المركبات الأخرى التي قد لا تكون قابلة للتعديل LC أو قد تتزامن مع GDGTs كروماتوغرافيا. تخرج GDGTs في الجزء القطبي الذي يمحأ في الميثانول.
بمجرد تنقية مستخلص الدهون الكلي ، يتم تشغيل العينة المستخرجة والنقية على كروماتوجراف سائل عالي الأداء مقترن بمطياف كتلة التأين الكيميائي. يتم تحديد التركيز النسبي ل GDGTs من خلال الحصول على المساحة الموجودة أسفل المنحنى لأيون الكتلة المحدد (m / z ؛ الشكل 1) لكل من المركبات الموجودة على برامج الكمبيوتر المصممة لهذا الغرض فقط (مثل Agilent Chemstation). ثم يتم وضع هذه المناطق في معادلة المعايرة المحددة من أجل الوصول إلى تحديد درجة الحرارة القديمة.
&lt; p class = "jove_content" fo: keep-together.within-page = "1" &gt;<img alt="الشكل 1" src="/files/ftp_upload/10256/10256fig1.jpg"> 
الشكل 1. هياكل GDGTs المتفرعة المستخدمة لحساب درجة الحرارة عبر وكيل MBT / CBT (يستخدم بإذن من الدكتور Isla Castañeda ، الذي أنتج الصورة). <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/10256/10256fig1large.jpg" target="_blank">الرجاء النقر هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الرقم.</a>
<div class="chapter_text" id="script_0">
يمكن استخدام المركبات العضوية التي تسمى المؤشرات الحيوية في علوم الأرض كمقاييس حرارة قديمة لربط المعلومات عن المناخات والبيئات في الماضي.
تنتج الكائنات الحية هذه المؤشرات الحيوية ، والتي تزودنا بمعلومات حول البيئة التي عاشوا فيها. يمكن أن تكون بمثابة وكيل لإخبارنا بمعلومات حول الأحداث الماضية ، مثل درجة حرارة الأرض منذ ملايين السنين.
يمكن تحليل درجة الحرارة القديمة الأرضية باستخدام المؤشرات الحيوية الموجودة في الرواسب من أحواض المياه العذبة. إحدى الفئات الرئيسية لهذه المؤشرات الحيوية هي رباعي الإيثرات المتفرعة للجلسرين ثنائي الألكيل الجلسرين ، أو GDGTs المتفرعة.
سيقدم هذا الفيديو مجال الدراسة ، المسمى علم المناخ القديم ، والذي يبحث في التغيرات السابقة في بيئات المياه العذبة على مدى مئات الملايين من السنين. يساعد هذا في توضيح التغيرات المناخية والبيئية الحالية والمستقبلية.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
تتراكم الرواسب بمرور الوقت الجيولوجي ، بسبب حركة السوائل والجاذبية ، في الأحواض الرسوبية ، أو المناطق المنخفضة في قشرة الأرض. تشمل الأحواض الرسوبية المحيطات التي تجمع الرواسب البحرية أو البحيرات التي تجمع الرواسب اللاكوسترينات. تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على أنواع مختلفة من الكائنات الحية ، مدفوعة في جزء كبير منها بالاختلاف في الملوحة بينها. وبالتالي ، تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على مؤشرات حيوية مختلفة.
يعتقد أن GDGTs المتفرعة هي دهون تمتد عبر الغشاء من البكتيريا الحمضية اللاهوائية. تشير الأبحاث إلى أن الكائنات الحية المنتجة تغير خصائص الغشاء استجابة لتغير درجة الحرارة.
يحدث هذا التغيير بسبب تحول المواقع الميثيلية على GDGT المتفرعة إلى مواقع دورية في درجات حرارة أكثر برودة ، وبالتالي تعزيز سيولة الغشاء. يمكن بعد ذلك ربط هذا التغيير في الهيكل بدرجة الحرارة من خلال وكيل. الوكلاء هم ظواهر فيزيائية قابلة للقياس ترتبط بمتغير لا يقاس.
يربط هذا الوكيل عدد المثيلات أو MBT ، والدورات ، أو CBT ، في العلامة الحيوية بدرجة الحرارة. يمكن للمعادلة المشتقة تجريبيا أن تربط MBT و CBT بمتوسط درجة حرارة الهواء السنوية السابقة.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
لدراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يجب جمع رواسب اللاكسترين واستخراجها بإحدى التقنيات الثلاث وتنقيتها وتحليلها.
لبدء دراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يتم استخراج جزيئات الدهون أولا من رواسب اللاكسترين ، باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات. الاستخراج عن طريق الصوتنة هو أبسط الطرق وأقلها تكلفة للحصول على مستخلص الدهون الكلي ، أو TLE ، من عينة الرواسب. لهذا الغرض ، يتم استخدام حمام بالموجات فوق الصوتية لتحريك العينة في قارورة تحتوي على مذيب عضوي. يستخدم مزيج من الميثانول وثنائي كلورو الميثان لاستخراج المؤشرات الحيوية ذات مجموعة واسعة من الأقطاب. تقنية استخراج أخرى تستخدم استخراج Soxhlet. يتيح مستخرج Soxhlet الارتجاع ، أو التدوير المستمر ، للمذيب العضوي من قارورة مستديرة القاع لأعلى إلى مكثف ، يتم تبريده بالماء البارد وإعادته. يقع المذيب المكثف في كشتبان من الألياف الزجاجية يحتوي على العينة. بمجرد امتلائها ، تقوم الغرفة بسحب المذيب العضوي مرة أخرى إلى القارورة المستديرة القاعية ، مما يتيح الاستخراج المستمر بمرور الوقت.
هذه التقنية مفيدة في استخراج كتل الرواسب الكبيرة ، وإعداد كميات كبيرة من المعايير لمعايرة الأجهزة. أخيرا ، يعد استخراج المذيبات المتسارع ، أو ASE ، طريقة استخراج مسجلة كعلامة تجارية تستخدم درجة حرارة وضغط مرتفعين لزيادة حركية عملية الاستخراج. تستوعب أداة ASE ما يصل إلى 24 عينة فردية ، وتسمح بالتحكم الدقيق في جميع المعلمات في عملية الاستخراج. نظرا لسرعتها وبساطة استخدامها ، يتم استخدام ASE بشكل شائع كطريقة قياسية لاستخراج المذيبات.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
بمجرد استخراج عينة الدهون باستخدام إحدى هذه التقنيات ، يتم تنقيتها استعدادا للتحليل. عادة ، يتم استخدام كروماتوغرافيا عمود هلام السيليكا لتنقية عينة الدهون بناء على قطبيتها لهذا الغرض ، يتم تحميل عمود زجاجي صغير بمسحوق ناعم من السيليكا ، يسمى الجل. ثم يتم تشبع العمود بمذيب قطبي ، عادة ما يكون الهكسان ، ثم يتم تحميل العينة في الأعلى. يعتمد فصل المستخلص على تقارب المركب المستهدف إما للمرحلة الصلبة أو مرحلة المذيب.
تنجذب المركبات القطبية ، في هذه الحالة المتفرعة GDGT ، إلى السيليكا القطبية أكثر من الهكسان القطبي. وبالتالي ، فإن المركبات القطبية ، مثل الهيدروكربونات ، والمركبات القطبية الوسطى ، مثل الكيتونات والكحول ، والمركبات شديدة القطبية ، ستنتقل في العمود بمعدلات مختلفة واستجابة للمذيبات ذات القطبية المتزايدة.
ثم يتم جمع المواد المسيئة في كسور منفصلة.
ثم يتم تحليل GDGT المنقى باستخدام كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء مقترنة بمطياف الكتلة ، أو LC-MS. يفصل LC-MS أولا المركبات ، ثم يحللها بناء على نسبة الكتلة إلى الشحنة.
يتيح ذلك تحديد التركيز النسبي لكل نوع من أنواع GDGT باستخدام المنطقة الموجودة أسفل المنحنى لأيون الكتلة المحدد. يتم حساب MBT على أنه جزء جزيئات المجموعة 1 إلى المجموع.
ثم يتم حساب العلاج المعرفي السلوكي كسجل سالب باستخدام الجزيئات في المجموعتين 1 و 2. ثم يتم توصيل MBT و CBT في معادلة مشتقة تجريبيا ، من أجل الوصول إلى تحديد درجة الحرارة القديمة.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
يعد تحديد درجة الحرارة القديمة باستخدام وكلاء المؤشرات الحيوية مفيدا في مجموعة من التطبيقات في علوم الأرض.
أولا ، يتيح قياس الحرارة القديمة تحديد درجة حرارة الأرض على مدى فترات طويلة من الزمن. باستخدام تقنيات مختلفة ، تم تقدير درجة حرارة الأرض إلى 500 مليون سنة. يخبرنا هذا بغلاف درجة الحرارة التي تطورت فيها أشكال مختلفة من الحياة ويبلغ التحقيقات بتأثيرات درجة الحرارة على المحيط الحيوي للأرض ، والغلاف المائي ، والغلاف الصخري ، والغلاف الجوي في الماضي ، وبالتالي المستقبل.
يمكن أيضا قياس الاتجاهات الحديثة في درجة حرارة الأرض مقابل السجلات التي تم إنشاؤها باستخدام قياس الحرارة القديمة. زادت درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 1 درجة تقريبا من عام 1850 حتى الوقت الحاضر مع اتجاه الاحترار المتزايد في العقدين الماضيين. لفهم التأثير البشري المنشأ على المناخ العالمي ، يجب تطوير سجلات دقيقة للمناخ القديم واستخدامها كسياق.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
لقد شاهدت للتو نظرة عامة على JoVE حول قياس الحرارة القديم للجلسرين ثنائي الألكيل والجلسرين المتفرع. يجب أن تفهم الآن كيفية استخدام المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ، والتقنية الشاملة لاستخراجها وتنقيتها. ستتناول مقاطع الفيديو التالية في هذه السلسلة مزيدا من التفاصيل حول هذه العملية المعقدة.
شكرا للمشاهدة!
</div>

نظرة عامة على تحليل المؤشرات الحيوية bGDGT لعلم المناخ القديم

Source: Laboratory of Jeff Salacup&#160;- University of Massachusetts Amherst
Throughout this series of videos, natural samples were extracted and ...

يمكن استخدام المركبات العضوية التي تسمى المؤشرات الحيوية في علوم الأرض كمقاييس حرارة قديمة لربط المعلومات عن المناخات والبيئات في الماضي. تنتج الكائنات الحية هذه المؤشرات الحيوية ، والتي تزودنا بمعلومات حول البيئة التي عاشوا فيها. يمكنهم العمل كوكيل لإخبارنا بمعلومات حول الأحداث الماضية ، مثل درجة حرارة الأرض منذ ملايين السنين. يمكن تحليل درجة الحرارة القديمة الأرضية باستخدام المؤشرات الحيوية الموجودة في الرواسب من أحواض المياه العذبة. إحدى الفئات الرئيسية لهذه المؤشرات الحيوية هي رباعي الإيثرات المتفرعة للجلسرين ثنائي الألكيل الجلسرين ، أو GDGTs المتفرعة. سيقدم هذا الفيديو مجال الدراسة ، المسمى علم المناخ القديم ، والذي يبحث في التغيرات السابقة في بيئات المياه العذبة على مدى مئات الملايين من السنين. يساعد هذا في توضيح التغيرات المناخية والبيئية الحالية والمستقبلية. تتراكم الرواسب على مر الزمن الجيولوجي ، بسبب حركة السوائل والجاذبية ، في الأحواض الرسوبية ، أو المناطق المنخفضة في قشرة الأرض. تشمل الأحواض الرسوبية المحيطات التي تجمع الرواسب البحرية أو البحيرات التي تجمع الرواسب اللاكوسترينات. تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على أنواع مختلفة من الكائنات الحية ، مدفوعة في جزء كبير منها بالاختلاف في الملوحة بينها. وبالتالي ، تحتوي الأحواض البحرية واللاكسترين على مؤشرات حيوية مختلفة. يعتقد أن GDGTs المتفرعة هي دهون تمتد عبر الغشاء من البكتيريا الحمضية اللاهوائية. تشير الأبحاث إلى أن الكائنات الحية المنتجة تغير خصائص الغشاء استجابة لتغير درجة الحرارة. يحدث هذا التغيير بسبب تحول المواقع الميثيلية على GDGT المتفرعة إلى مواقع دورية في درجات حرارة أكثر برودة ، وبالتالي تعزيز سيولة الغشاء. يمكن بعد ذلك ربط هذا التغيير في الهيكل بدرجة الحرارة من خلال وكيل. الوكلاء هم ظواهر فيزيائية قابلة للقياس ترتبط بمتغير لا يقاس. يربط هذا الوكيل عدد المثيلات أو MBT ، والدورات ، أو CBT ، في العلامة الحيوية بدرجة الحرارة. يمكن للمعادلة المشتقة تجريبيا أن تربط MBT و CBT بمتوسط درجة حرارة الهواء السنوية السابقة. لدراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يجب جمع رواسب اللاكسترين واستخراجها بإحدى التقنيات الثلاث وتنقيتها وتحليلها. لبدء دراسة العلاقة بين المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ودرجة حرارة التربة ، يتم استخراج جزيئات الدهون أولا من رواسب اللاكسترين ، باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات. الاستخراج عن طريق الصوتنة هو أبسط الطرق وأقلها تكلفة للحصول على مستخلص الدهون الكلي ، أو TLE ، من عينة الرواسب. لهذا الغرض ، يتم استخدام حمام بالموجات فوق الصوتية لتحريك العينة في قارورة تحتوي على مذيب عضوي. يستخدم مزيج من الميثانول وثنائي كلورو الميثان لاستخراج المؤشرات الحيوية ذات مجموعة واسعة من الأقطاب. تقنية استخراج أخرى تستخدم استخراج Soxhlet. يتيح مستخرج Soxhlet الارتجاع ، أو التدوير المستمر ، للمذيب العضوي من قارورة مستديرة القاع لأعلى إلى مكثف ، يتم تبريده بالماء البارد وإعادته. يقع المذيب المكثف في كشتبان من الألياف الزجاجية يحتوي على العينة. بمجرد امتلائها ، تقوم الغرفة بسحب المذيب العضوي مرة أخرى إلى القارورة المستديرة القاعية ، مما يتيح الاستخراج المستمر بمرور الوقت. هذه التقنية مفيدة في استخراج كتل الرواسب الكبيرة ، وإعداد كميات كبيرة من المعايير لمعايرة الأجهزة. أخيرا ، يعد استخراج المذيبات المتسارع ، أو ASE ، طريقة استخراج مسجلة كعلامة تجارية تستخدم درجة حرارة وضغط مرتفعين لزيادة حركية عملية الاستخراج. تستوعب أداة ASE ما يصل إلى 24 عينة فردية ، وتسمح بالتحكم الدقيق في جميع المعلمات في عملية الاستخراج. نظرا لسرعتها وبساطة استخدامها ، يتم استخدام ASE بشكل شائع كطريقة قياسية لاستخراج المذيبات. بمجرد استخراج عينة الدهون باستخدام إحدى هذه التقنيات ، يتم تنقيتها استعدادا للتحليل. عادة ، يتم استخدام كروماتوغرافيا عمود هلام السيليكا لتنقية عينة الدهون بناء على قطبيتها لهذا الغرض ، يتم تحميل عمود زجاجي صغير بمسحوق ناعم من السيليكا ، يسمى الجل. ثم يتم تشبع العمود بمذيب قطبي ، عادة ما يكون الهكسان ، ثم يتم تحميل العينة في الأعلى. يعتمد فصل المستخلص على تقارب المركب المستهدف إما للمرحلة الصلبة أو مرحلة المذيب. تنجذب المركبات القطبية ، في هذه الحالة المتفرعة GDGT ، إلى السيليكا القطبية أكثر من الهكسان القطبي. وبالتالي ، فإن المركبات القطبية ، مثل الهيدروكربونات ، والمركبات القطبية الوسطى ، مثل الكيتونات والكحول ، والمركبات شديدة القطبية ، ستنتقل في العمود بمعدلات مختلفة واستجابة للمذيبات ذات القطبية المتزايدة. ثم يتم جمع المواد المسيئة في كسور منفصلة. ثم يتم تحليل GDGT المنقى باستخدام كروماتوغرافيا سائلة عالية الأداء مقترنة بمطياف الكتلة ، أو LC-MS. يفصل LC-MS أولا المركبات ، ثم يحللها بناء على نسبة الكتلة إلى الشحنة. يتيح ذلك تحديد التركيز النسبي لكل نوع من أنواع GDGT باستخدام المنطقة الموجودة أسفل المنحنى لأيون الكتلة المحدد. يتم حساب MBT على أنه جزء جزيئات المجموعة 1 إلى المجموع. ثم يتم حساب العلاج المعرفي السلوكي كسجل سالب باستخدام الجزيئات في المجموعتين 1 و 2. ثم يتم توصيل MBT و CBT في معادلة مشتقة تجريبيا ، من أجل الوصول إلى تحديد درجة الحرارة القديمة. يعد تحديد درجة الحرارة القديمة باستخدام وكلاء المؤشرات الحيوية مفيدا في مجموعة من التطبيقات في علوم الأرض. أولا ، يتيح قياس الحرارة القديمة تحديد درجة حرارة الأرض على مدى فترات طويلة من الزمن. باستخدام تقنيات مختلفة ، تم تقدير درجة حرارة الأرض إلى 500 مليون سنة. يخبرنا هذا بغلاف درجة الحرارة التي تطورت فيها أشكال مختلفة من الحياة ويبلغ التحقيقات بتأثيرات درجة الحرارة على المحيط الحيوي للأرض ، والغلاف المائي ، والغلاف الصخري ، والغلاف الجوي في الماضي ، وبالتالي المستقبل. يمكن أيضا قياس الاتجاهات الحديثة في درجة حرارة الأرض مقابل السجلات التي تم إنشاؤها باستخدام قياس الحرارة القديمة. زادت درجة حرارة سطح الأرض بمقدار 1 درجة تقريبا من عام 1850 حتى الوقت الحاضر مع اتجاه الاحترار المتزايد في العقدين الماضيين. لفهم التأثير البشري المنشأ على المناخ العالمي ، يجب تطوير سجلات دقيقة للمناخ القديم واستخدامها كسياق. لقد شاهدت للتو نظرة عامة على JoVE حول قياس الحرارة القديم للجلسرين ثنائي الألكيل والجلسرين المتفرع. يجب أن تفهم الآن كيفية استخدام المؤشرات الحيوية GDGT المتفرعة ، والتقنية الشاملة لاستخراجها وتنقيتها. ستتناول مقاطع الفيديو التالية في هذه السلسلة مزيدا من التفاصيل حول هذه العملية المعقدة. شكرا للمشاهدة!

Education

JoVE Science Education

Environmental Sciences

العلوم البيئية

Earth Science

علوم الأرض

sediment biomarkers for past climate records

Sediment biomarkers can record past climate conditions, and branched GDGTs are one example used to study temperature in freshwater basins. These organic compounds are extracted from natural samples, purified, and then measured to help reconstruct environments from the past. In paleoclimatology, scientists use these records to better understand climate change over time.

Sediments build up over geologic time in sedimentary basins, which are low areas in the Earth’s crust where material is carried by water, air, movement, and gravity. Two main basin types are marine basins, such as oceans and seas, and lacustrine basins, such as lakes. Because these settings support different organisms and often differ in salinity, they contain different biomarkers.

Branched glycerol dialkyl glycerol tetraethers, or branched GDGTs, are studied in lacustrine sediment as paleothermometers. They are linked to the MBT/CBT proxy, which uses the number of methylation and cyclization features in the molecules. CBT, or cyclization of branched tetraethers, has been related to soil pH, while MBT, or methylation of branched tetraethers, is linked mainly to mean annual air temperature and also to soil pH.

Branched GDGTs are thought to be membrane-spanning lipids made by anaerobic Acidobacteria, which are bacteria found in soils and peat. Some research also suggests these compounds can form in oxic and anoxic lake and marine water columns and sediments. Scientists think colder conditions may shift methylated sites toward cyclized sites to help maintain membrane fluidity, but the exact source of the lipids is still not fully known.

To study these biomarkers, lacustrine sediments are collected, extracted, purified, and analyzed. The total lipid extract can be obtained by sonication, Soxhlet extraction, or accelerated solvent extraction, also called ASE. Sonication is the simplest and least expensive method, Soxhlet uses continuous solvent cycling, and ASE uses high temperature and pressure and is often used as the standard method because it is fast and easy to control.

After extraction, the sample is usually purified with silica gel column chromatography. In this step, the sample moves through silica using solvents of increasing polarity. Polar branched GDGTs are retained differently from apolar, mid-polar, and highly polar compounds, so the eluents are collected in separate fractions. The purified GDGTs are then ready for analysis.

The final measurement uses high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry, or LC-MS. This method separates the compounds and measures them by mass-to-charge ratio, or m/z. The relative abundance of each GDGT is calculated from the area under the curve for the selected ion, and those values are entered into the calibration equation to estimate paleotemperature.

Branched GDGT paleothermometry helps scientists estimate Earth’s temperature over very long time spans. Temperature records have been reconstructed as far back as 500 million years, which helps show the range of conditions in which life evolved. These records also provide context for modern warming, including the rise in Earth’s surface temperature since 1850 and the stronger warming trend seen in recent decades.

Sediment Biomarkers for Past Climate Records

lacustrine-bgdgt-climate-records-analysis

determining spatial orientation of rock layers with the brunton compass

determining-spatial-orientation-rock-layers-with-brunton

Measuring Rock Layer Strike and Dip

The Brunton compass is used to measure the spatial orientation of rock layers and other rock features. Many rock units show planar surfaces or linear features. These include bedding surfaces, fault surfaces, fracture surfaces, joint surfaces, foliation, and mineral alignment. These measurements give geologists the raw data they need to study how rock units formed and how they changed over time. The directions are recorded as strike and dip. Strike is the direction of a flat surface, and dip...

using topographic maps to generate topographic profiles

using-topographic-maps-to-generate-topographic-profiles

Reading Contour Lines on Topographic Maps

Topographic maps show Earth’s surface in a plan view, which means an overhead view. They give a clear look at land shape from above. These maps are a standard way to represent three-dimensional terrain on a flat page. Contour lines are the key feature of a topographic map. Each line connects places with the same elevation, or height above sea level. The spacing between contour lines is called the elevation interval, and it depends on how much detail the map shows and on the land itself. <br...

making a geologic cross section

Reading Geologic Maps in 3D

Geologic maps show rock units at Earth’s surface and help geologists infer what lies below it. They began in Europe in the mid-to-late 18th century and have since become a key tool for studying rock distribution, subsurface structure, and changes through time. A modern geologic map is a data-rich, two-dimensional plan view built on a topographic map. On these maps, color variations mark specific rock units. The lines where one unit meets another are called contacts. Geologic maps also use...

physical properties of minerals i: crystals and cleavage

physical-properties-of-minerals-i-crystals-and-cleavage

Mineral Crystal Shapes and Cleavage

Mineral crystal shapes and cleavage reveal how a mineral is built at the atomic level. These physical properties are measurable and visible traits that help identify minerals. They include color, streak, magnetic properties, hardness, crystal growth form, and crystal cleavage. Each of these properties is specific to a mineral. They are tied to the mineral’s chemical make-up and atomic structure. Crystal growth form and crystal cleavage both come mainly from the repeated pattern of basic atomic...

physical properties of minerals ii: polymineralic analysis

physical-properties-of-minerals-ii-polymineralic-analysis

Mineral Clues for Rock Identification

Mineral color, streak, luster, hardness, magnetism, and acid reaction help identify minerals and rocks. These physical properties can be seen or measured in hand samples and in the field. They are tied to a mineral’s chemical makeup and, to a lesser extent, its atomic structure. The video also explains why these clues work for rocks as well as minerals. Rocks are made of mineral grains, and most rocks contain more than one mineral type, which means they are polymineralic. Some rocks are...

igneous volcanic rock

How Volcanic Rock Forms From Lava

Volcanic rock forms when magma reaches Earth’s surface and cools. It is a type of igneous rock, which means it comes from cooling and crystallization of molten material. When magma is on the surface, it is called lava. Magma is molten rock that is usually between about 800 °C and 1,200 °C. It forms inside Earth through three main melting processes. These are the addition of heat, the addition of volatiles, and decompression. Each way of making magma can produce a different kind of magma. That...

igneous intrusive rock

Magma Cooling and Igneous Rock

Igneous rocks form when hot liquid rock, called magma, cools and crystallizes. Magma temperatures typically range from about 800 °C to 1,200 °C. These rocks record the freezing of molten material inside Earth.

an overview of bgdgt biomarker analysis for paleoclimatology

Sediment biomarkers can record past climate conditions, and branched GDGTs are one example used to study temperature in freshwater basins. These organic compounds are extracted from natural samples, purified, and then measured to help reconstruct environments from the past. In paleoclimatology, scientists use these records to better understand climate change over time. Sediments build up over geologic time in sedimentary basins, which are low areas in the Earth’s crust where material is...

an overview of alkenone biomarker analysis for paleothermometry

an-overview-of-alkenone-biomarker-analysis-for-paleothermometry

Sea Surface Temperature from Alkenone Ratios

Sea surface temperature can be reconstructed from alkenone ratios preserved in marine sediment. Alkenones are long-chain, unsaturated alkyl ketones made by some haptophyte algae, especially coccolithophores such as Emiliania huxleyi and Gephyrocapsa oceanica in the open ocean. The most widely used proxy is the U K'37 index, which compares the C37:2 and C37:3 alkenones. Because the ratio changes with growth temperature, it can be used to estimate past sea surface temperature. The U K'37 proxy...

sonication extraction of lipid biomarkers from sediment

sonication-extraction-of-lipid-biomarkers-from-sediment

How Organic Carbon Becomes Biomarkers

Organic material and inorganic material are chemically different. In an ecosystem, living material includes leaves, fungi, bark, and tissue. Non-living material includes rocks, their minerals, oxygen, water, and metals. Organic matter contains carbon linked to other carbon and hydrogen molecules, which sets it apart from inorganic matter. Carbon is especially flexible in the kinds of bonds it can form. Its valence range from -4 to +4 lets it make up to four separate covalent bonds with nearby...

soxhlet extraction of lipid biomarkers from sediment

soxhlet-extraction-of-lipid-biomarkers-from-sediment

Large-Volume Sediment Extraction for Standards

Large-volume sediment extraction is used to isolate compounds for chemical standards. These standards help labs track the performance, accuracy, and precision of instruments over time. That way, a measurement made today can be compared with one made a year later. Because standards must be checked over long periods, labs often need large amounts of material. Many chemical standards can be bought from companies such as Sigma-Aldrich and Fisher. But some natural compounds needed for paleoclimatic...

extraction of biomarkers from sediments - accelerated solvent extraction

extraction-of-biomarkers-from-sediments-accelerated-solvent-extraction

Sediment biomarkers can help scientists reconstruct past air and water temperatures. In this method, a group of organic biomarkers called glycerol-dialkyl glycerol-tetraethers, or GDGTs, is studied in modern sediments and in older sediment layers of known age. GDGTs are produced by a suite of archaea and bacteria. Their distribution changes in a predictable way in response to temperature. That pattern lets researchers use sediment records to track how climate changed over time. These...

conversion of fatty acid methyl esters by saponification for uk'37 paleothermometry

conversion-fatty-acid-methyl-esters-saponification-for-uk-37

Saponification for Cleaner GC-FID Analysis

Saponification helps clean up complex lipid samples before gas chromatography analysis. A total lipid extract, or TLE, from an organic solvent extraction can contain hundreds or even thousands of compounds. Researchers may only need a few target compounds. They may also need to remove unwanted material that gets in the way or co-elutes, meaning it comes off the gas chromatograph at the same time as another compound. This sample cleanup supports measurement on a gas chromatograph coupled to a...

purification of a total lipid extract with column chromatography

purification-of-a-total-lipid-extract-with-column-chromatography

Separating Lipid Classes by Column Chromatography

Column chromatography is used to separate lipid classes in a total lipid extract. A total lipid extract, or TLE, is often a complex mixture made up of hundreds or even thousands of compounds. Researchers may only need a few target compounds, so they remove the compounds they are not studying. Those target compounds can belong to different classes, including alkanes, ketones, alcohols, and acids. In some studies, a sample may contain many compounds, but only a small set matters for analysis.

removal of branched and cyclic compounds by urea adduction for uk'37 paleothermometry

removal-branched-cyclic-compounds-urea-adduction-for-uk-37

Urea Adduction Separates Lipid Shapes

Urea adduction separates straight-chain lipids from branched and cyclic compounds in a total lipid extract. Researchers use this step when they want only a small set of target molecules from a sample that may contain hundreds or even thousands of compounds. For paleothermometry, the target compounds are the alkenones used in U k'37 and the isoprenoidal glycerol dialkyl glycerol tetraethers, or GDGTs, used in MBT/CBT. Together, these organic paleothermometers depend on only six compounds: two...

earth science

This collection features topics ranging from geology to geochemistry; with a variety of demonstrations including physical and chemical properties of minerals and the analysis of rock formations. 

Learn how branched GDGTs in lake sediments are extracted, purified, and measured with LC-MS to reconstruct past temperature and climate records.

Sediment Biomarkers for Past Climate Records | JoVE K12

Pennsylvania State Academic Standards

Earth and Space Science

Human Sustainability

3.3.9-12.M

Louisiana Student Standards for Science

High School

Earth’s Systems

HS-ESS2-4

HS-ESS3-6

ohios-learning-standards-and-model-curriculum

Ohio’s Learning Standards and Model Curriculum

Physical Geology

Minerals

properties-minerals-hardness-luster-cleavage-streak-crystal-shape

Properties of minerals (hardness, luster, cleavage, streak, crystal shape, fluorescence, flammability, density/specific gravity, malleability)

Earth's History

The geologic rock record

Plate Tectonics

Historical review

Glacial Geology

Glaciers and glaciation

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

ES.5

ES.5.a

ES.10

ES.10.d

Texas Essential Knowledge and Skills

Earth Systems Science

112.49.c.11

112.49.c.11.E.

Alabama Course of Study Science

9-12.ESS.2.5.d

9-12.ESS.2.6.a

Next Generation Science Standards

Earth’s Place in the Universe

HS-ESS1-6

Florida Department of Education

SC.912.E.7

SC.912.E.7.7

new-york-state-science-learning-standards

New York State Science Learning Standards

Physical Science

HS. Structure and Properties of Matter

HS-PS1-10.

HS. Waves and Electromagnetic Radiation

HS-PS4-5.

Life Science

matter-and-energy-in-organisms-and-ecosystems

Matter and Energy in Organisms and Ecosystems

HS-LS1-6.

HS-LS2-4.

Earth and Space Sciences

History of Earth

HS-ESS1-6.

HS-ESS2-6.

HS-ESS2-7.

Jeff Salacup

Overview

Principles of Branched Glycerol Dialkyl Glycerol Tetraether Biomarkers

Branched GDGT Extraction

Biomarker Purification and Analysis

Applications

Summary

Igneous Volcanic Rock

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Igneous rocks are the products of cooling and crystallization of magma. Volcanic rocks ...

The Carbon Cycle

Carbon is the basis of all organic matter on Earth, and is recycled through the ecosystem in two primary processes: one in which carbon is exchanged among ...

Igneous Intrusive Rock

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Igneous rocks are products of the cooling and crystallization of high temperature ...

Using Topographic Maps to Generate Topographic Profiles

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Topographic maps are &#34;plan-view&#34; representations of Earth&#39;s ...

Determining Spatial Orientation of Rock Layers with the Brunton Compass

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Most rock units exhibit some form of planar surfaces or linear features. Examples ...

Making a Geologic Cross Section

Source: Laboratory of Alan Lester - University of Colorado Boulder
Geologic maps were first made and utilized in Europe, in the mid-to-late 18th century. ...

Use models to explain how mantle convection powers plate tectonics.

ESS.EES.2.1

Analyze and interpret data to predict locations of volcanoes and earthquakes based on plate boundaries.

ESS.EES.2.2

An Overview of Alkenone Biomarker Analysis for Paleothermometry

Topographic Surveying and Contours

Topographic surveying is critical for documenting the Earth's surface, focusing on capturing elevations, slopes, and natural and man-made features. It is ...

Plotting of Topographic Maps

Topographic maps represent the Earth's surface features using contour lines, which connect points of equal elevation to create a two-dimensional ...

Methods of Obtaining Topography

Topography involves measuring and mapping land elevations, natural features, and artificial structures to create accurate representations of the terrain. ...

Use models to explain how plate tectonics influence topography.

ESS.EES.2.3

The Soil Ecosystem

Plants obtain inorganic minerals and water from the soil, which acts as a natural medium for land plants. The composition and quality of soil depend not ...

Conditions on Early Earth

What are Biogeochemical Cycles?

The most common elements in organic molecules, carbon, hydrogen, oxygen, nitrogen, sulfur, and phosphorus, are only available in the ecosystem in limited ...

The Water Cycle

The Earth&rsquo;s hydrosphere includes all of the areas where the storage and movement of water occurs. Since water is the basis of all living processes, ...

The Nitrogen Cycle

Nitrogen atoms, present in all proteins and DNA, are recycled between abiotic and biotic components of the ecosystem. However, the primary form of ...

The Phosphorus Cycle

Unlike carbon, water, and nitrogen, phosphorus is not present in the atmosphere as a gas. Instead, most phosphorus in the ecosystem exists as compounds, ...

The Sulfur Cycle

Sulfur, an important element in the chemical makeup of proteins, is recycled through the atmosphere and aquatic and terrestrial environments. Found in the ...

Bioremediation

Bioremediation is the use of prokaryotes, fungi, or plants to remove pollutants from the environment. This process has been used to remove harmful toxins ...

Carry out investigations to explain how the rock cycle and rates of weathering, erosion, and soil formation influence Earth's systems.

ESS.EES.2.4

What is Climate?

Climate refers to the prevailing weather conditions in a specific area over an extended period. As the saying goes, &#8220;Climate is what you expect. ...

What is Weather?

Overview

Weather refers to the current state of atmospheric conditions at a specific time and place. Weather is temporary and is influenced by the ...

Variation of Atmospheric Pressure

Change in atmospheric pressure with height is particularly interesting. The decrease in atmospheric pressure with increasing altitude is due to the ...

/files/media/science-education/science-education-thumbs/14711.jpg

Analyze and interpret data to explain how volcanic activity influences changes in Earth's atmosphere, geosphere, biosphere, and hydrosphere.

ESS.EES.2.5

States of Water

Water exists in any one of the three classical states: solid (ice), liquid (water), and gas (steam or water vapor). The state of water depends on i) the ...

The potential of hydrogen (pH) is a measure of the acidity or basicity of a water-based solution determined by the concentration of hydronium ions (H3O+). ...

Carry out investigations to explain the properties of water.

ESS.EES.3.1

Analyze how the geosphere is shaped by plate tectonics and the rock cycle.

Sediment Biomarkers for Past Climate Records

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards