Name: sea surface temperature from alkenone ratios
Uploaded: 2023-04-30T06:47:01.000Z
Duration: 10 min 10 s
Channel: JoVE

K12 Standards

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

North Carolina K-12 Science Standard Course of Study

9-12

Earth and Environmental Science

Earth's Systems

ESS.EES.2.3

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

An Overview of Alkenone Biomarker Analysis for Paleothermometry

<div class="chapter_text" id="script_0">
פליאות'רמומטריה היא חישוב של טמפרטורות העבר על ידי ניתוח של כימיקלים ספציפיים בדגימות טבעיות, כמו אלה שהושארו מאחור על ידי אצות פרהיסטוריות.
אצות הן קבוצה מגוונת של אורגניזמים שהיו בשפע באוקיינוסים ובאגמים של כדור הארץ במשך אלפי שנים. תרכובות כימיות מסוימות, המופקדות משקעים על ידי אצות עתיקות, משמשות כסמנים ביולוגיים – תרכובות אורגניות שיכולות לספק לחוקרים תובנה חשובה על ההיסטוריה של כדור הארץ. למעשה, ניתוח של תוכן סמנים ביולוגיים אצות משקעים מאפשר לחוקרים לקבוע את טמפרטורת כדור הארץ לפני מאות מיליוני שנים.
שיא אחד כזה מגיע מכמה מינים של קוקוליטהופים. אצות אלה מייצרות כמויות שונות של אלקנון, סוג של סמנים ביולוגיים חזקים, בהתבסס על הטמפרטורה של הסביבה שלהם. ניתוח אלקנון משמש בעיקר לחישוב טמפרטורת פני הים של האוקיינוסים של כדור הארץ לפני עידנים.
סרטון זה ימחיש את השימוש באלקנונים בפלאוקלימטולוגיה ויתאר את תהליך הבידוד, הטיהור והניתוח של אלקנון לחישוב טמפרטורת פני הים בעבר.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
כפי ששמו מרמז, "אלקונון פליאותרמיה" מבוסס על ניתוח של שומנים, המכונה אלקנונים. הפליאותרמומטריה של אלקנון מבוססת על אלקנונים; קטונים אלקיל ארוכי שרשרת ובלתי רוויים המכילים 37 אטומי פחמן ו-2 עד 4 איגרות חוב כפולות. כל קשר כפול הוא אתר של אי רוויה. בטמפרטורות נמוכות על פני הים, יצרני אלקנון מייצרים יותר אלקנון בלתי רווי מאשר רווי. היחס בין רוויה ללא רוויה ידוע כמדד אי רוויית אלקנון.
האלקנונים שבדרך כלל מוערכים הם C37:2 ו- C37:3, אשר יש 37 פחמנים ושניים או שלושה אג"ח כפולות, בהתאמה. מדד הבלתי רוויה של אלקנונים אלה, אובריטניה'37, קשור באופן חיובי לטמפרטורת פני הים. השיטה האנליטית הידועה כרומטוגרפיה גז היא בדרך כלל רגישה מספיק כדי להפריד אלקנון אלה אחד מהשני. עם זאת, אצות המייצרות אלקנון לעתים קרובות גם ליצור חומצת שומן דומה מבחינה כימית אסטרים מתיל, או אלקנואטים, אשר לא ניתן להבחין בין אלקנונים באמצעות טכניקה זו. זיהום פחמימנים מזיהום עלול גם ניתוח כרומטוגרפי בוצי נוסף. כדי לקבוע במדויק ריכוז אלקנון יחסי, יש להסיר אלקנואטים ופחמימנים לא ידועים לפני ניתוח על ידי שיטות של saponification ותוספת אוריאה.
כעת, לאחר שנבדק הקשר בין יחסי אלקנון משקעים לטמפרטורת פני הים, בואו נבחן את הטכניקות לטיהורם מתמצית שומנים מוחלטת וניתוח יחס הבלתי רוויה.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
לאחר מטען ימי נאסף וחולץ, תמצית השומנים הכוללת, או TLE, חייבת לעבור תהליך טיהור רב-שלבי, ונותחה. ראשית, התמצית עוברת סאפוניפיקציה כדי להמיר אלקנואטים למלחי קרבוקסילט ומתנול באמצעות בסיס וחום חזקים. אסטרים אחרים של חומצות שומן הנמצאים ב- TLE יהפכו למלחים ולגליצרל.
לאחר קירור התערובת לטמפרטורת החדר, מתווסף תמיסת מלח מימית ליצירת מלחים גליצריל. התערובת היא חומצית לאחר מכן פרוטוניאט אניונים carboxylate, לייצר חומצות שומן. לבסוף, האלקנונים וחומצות השומן מופקים מהתערובת עם הקסאן.
כרומטוגרפיה של ג'ל סיליקה מבוצעת לאחר מכן כדי להסיר הן תרכובות קוטביות והן את חומצות השומן הקוטביות המיוצרות על ידי סאפוניפיקציה. TLE מיובש ו saponified מומס הקסאן ולאחר מכן טעון על עמוד. סיליקה שומרת על תרכובות קוטביות חזקות יותר מאשר תרכובות קוטביות.
ראשית, תרכובות קוטביות מוסרות עם ממס קוטבי, כמו הקסאן. לאחר מכן, אלקנונים הם eluted על ידי ממס קוטבי בינוני, כגון dichloromethane, עוזב את חומצות שומן קוטביות מאוד ותרכובות קוטב לא רצויות אחרות על העמוד.
אם דגימת המ משקעים המקורית נאספה מאזור מזוהם מאוד, תוספת אוריאה מבוצעת כדי להסיר את כל הפחמימנים הסתעף מאוד או מחזורי שנותרו. שבר אמצע הקוטביות היבש מומס בתערובת ממס שבה אוריאה קוטבית חזקה מסיסה מינימלית, כגון DCM והקסאן. פתרון מרוכז של אוריאה במתנול מתווסף לאחר מכן ל- TLE, מה שגורם גבישי אוריאה לזרז.
מולקולות ישרות שרשרת כגון אלקנונים מתאימות למרווחים שבין מולקולות בסריג גביש אוריאה, אך מולקולות מסועפות ומחזוריות מאוד אינן, והן מגורקות.
לאחר צמיחת הגבישים הסתיימה, גבישי אוריאה מיובשים ולאחר מכן שטף עם ממס קוטבי כדי להסיר תרכובות מגורש. לאחר מכן, הגבישים מומסים בכמות קטנה של מים. האלקנונים מופקים מהמים עם ממס קוטבי לניתוח.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
בעוד שכל שלבי הטיהור הקודמים לא הבחינו בין מינים אלקנון, הבדלים קטנים בנקודת רתיחה ובמבנה מולקולרי מספיקים להפרדה על עמוד כרומטוגרפיה גז. כאשר בשילוב עם גלאי יינון להבה, ריכוזים יחסיים של alkenones, ניתן לקבוע.
מולקולות מזוהות על הכרומטוגרמה על ידי זמן השמירה שלהם, או הזמן הדרוש לתרכובת לצאת מהעמודה. זמני השמירה של התרכובות הרצויות מוודאים עם תקני אלקנון.
הריכוזים היחסיים של האלקנון נקבעים מניתוח האזורים תחת פסגות העניין. ערך UK'37 מחושב לאחר מכן מהריכוזים של C37:2ו- C37:3 במדגם. עם יחסי פרוקסי טמפרטורת פני הים וערךבריטניה 37, האנליסט יכול לפתור את טמפרטורת פני הים בזמן התצהיר של משקעים.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
היבטים רבים ושונים של ההיסטוריה של כדור הארץ יכולים להיחקר על ידי ניתוח של משקעים וסלע מ משקעים.
Biostratigraphy הוא המחקר של קביעת הגילאים של שכבות, או שכבות, של סלע על ידי ניתוח של המאובנים הנוכחיים. מכיוון שיש מקורות רבים למצורך, סלעי מים מאותה תקופה עשויים להיות קומפוזיציות שונות באופן דרמטי ברחבי העולם. קבוצות מסוימות של מינים לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ, כגון האמוניטים, היו קיימות ברחבי העולם ועברו אבולוציה מהירה. אם שכבות סלע שונות מבחינה חזותית מכילות את אותו מין של אמוניט, אזי ניתן לצייר מתאם זמני בין השכבות. בשילוב עם טכניקות כגון פליאותרמיה, מידע נרחב על ההיסטוריה של כדור הארץ ניתן לקבוע מתוך רשומות מאובנים בדגימות טבעיות.
מינים רבים של פורמיניפרה, או פורמים, מצויים במים ימיים ברחבי העולם. ל-Forams יש קליפות סידן פחמתי והם קיימים בכל האוקיינוסים של כדור הארץ במשך מיליוני שנים. מינים רבים חיים על קרקעית האוקיינוס, ולכן יכולים לספק מידע טמפרטורה על חלקים עמוקים יותר של האוקיינוס. יחס המגנזיום לסידן של פורמים מתאים לטמפרטורה, שכן הם משלבים יותר מגנזיום בקליפות שלהם באקלים חם יותר. ריבוי המינים ושפע הניבים הופכים את תיעוד המאובנים שלהם לשימושי למעקב אחר שינויים בזרמי האוקיינוס לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ ובביוסטרטיגרפיה.
כאשר לוחות טקטוניים מתפצלים, סלע חדש נוצר ביניהם. בהתאמה, המאפיינים של הסלע המקיף גבול צלחת מפוצלים לספק מידע על תנועות צלחת לאורך זמן. לדוגמה, שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ נשמרים בחלק מהמינרלים המצויים במאובנים, סלעים ומים. גילוי שינויים סימטריים במגנטיות על רכסי אמצע האוקיינוס תרם באופן משמעותי להבנה הנוכחית של התפשטות קרקעית הים וטקטוניקת הלוחות.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
הרגע צפית בסקירה הכללית של ג'וב על הפליאות'רמומטריה של אלקנון. עכשיו אתה צריך להבין את העקרונות של פליאותרמיה ואת היחסים של יחסי אלקנון משקעים ימיים לטמפרטורת פני הים. הסרטונים הבאים בסדרה זו ייכנסו לפרטים נוספים על תהליך מורכב זה.
תודה שצפיתם!
</div>

סקירה כללית של ניתוח סמנים ביולוגיים אלקונון עבור פליאות'רמומטריה

מקור: המעבדה של ג'ף סלקופ - אוניברסיטת מסצ'וסטס אמהרסט
במהלך סדרה זו של קטעי וידאו, דגימות טבעיות חולצו וטהרו בחיפוש אחר תרכובות אורגניות, הנקראות סמנים ביולוגיים, שיכולים לקשר מידע על אקלים וסביבות של העבר. אחת הדגימות שניתחו הייתה משקעים. משקעים מצטברים על פני זמן גיאולוגי באגנים, שקעים בכדור הארץ שאליהם זורמים משקעים דרך פעולת נוזלים (מים או אוויר), תנועה וכוח משיכה. קיימים שני סוגים עיקריים של אגנים, ימיים (אוקיינוסים וימים) ולקאסטרין (אגמים). כפי שניתן לנחש, סוגים שונים מאוד של חיים חיים בהגדרות אלה, מונע במידה רבה על ידי ההבדל במליחות ביניהם. במהלך העשורים האחרונים, גיאוכימאים אורגניים גילו ארגז כלים של שלוחי סמנים ביולוגיים, או תרכובות שניתן להשתמש בהן לתיאור האקלים או הסביבה, שחלקן עובדות בסביבות ימיות וחלקן פועלות בלקוסטרין. אנו מפנים את תשומת לבנו כאן לממלכה הימית ולפלאות'רמומטריה של אלקונון באמצעות פרוקסי טמפרטורת פני היםשלUk' 37.
פרוקסי ים הים (SST) המבוסס והיושם ביותר באוקיינוס הפתוח הוא Uk'37.
Uk'37 = (C37:2) / (C37:2 + C37:3) (ראה הרברט1 לסקירה)
המדד מבוסס על היחס בין שני קטונים אלקיל ארוכי שרשרת רב בלתי רוויים, הנקראים אלקנונים, המיוצרים על ידי סוגים מסוימים של אצות הפטופיט2,3. תרבות4,5 ומחקרי כיול משקעים6 מ-Core-top הובילו לפיתוח מדד Uk'37 כפרוקסי SST כמותי. למרבה הפלא, הכיול המבוסס על תרבות של פראהל ואח '. 4:
Uk'37 = 0.034(SST) + 0.039,
וכיול הליבה העליון של מולר ואח '. 6,
Uk'37 = 0.033(SST) + 0.044,
זהים מבחינה סטטיסטית.
טמפרטורות משוחזרות Uk '37 לתאם הטוב ביותר עם SST שנתי ממוצע עבור מגוון רחב של אקלים ומשטרי ייצור haptophyte באוקיינוס העולמי7. Alkenones מזוהים בליבות משקעים ימיים של Eocene מוקדם לעידן המודרני8, ובפרצופים חשופים של משקעים ימיים מורמים9 המצביעים על יציבות רבה לאורך זמן גיאולוגי, ובכך שימושי ככלי פליאוקלימט. Uk'37 שימש לתיעוד שינויים בטמפרטורת פני הים פליאו בדקדל10 ל-11,12 צירי זמן מסלוליים ולכן הם רב-תכליתיים מאוד.
באוקיינוס הפתוח, הקוקוליטהוהורס אמיליאניה האקסליי וגפירופסה אוקיניקה אחראים לרוב ייצור האלקנון. עדיין לא ידוע מדוע הפטופיטים האלה משנים את יחס הבלתי רוויה של אלקנונים בהתבסס על טמפרטורת הצמיחה. בתחילה סברו כי אלקנונים הם מרכיבים של קירות תא הפטופיטים וכי חוסר הרוויה שלהם הותאם על מנת לשמור על נוזל הממברנה, בדומה שומנים רוויים מוצקים בטמפרטורת החדר, בעוד שומנים בלתי רוויים הם נוזלים. עם זאת, ניסויים המכוונים לשאלה זו מצאו כי במקום להיות קשורים עם קרום התא, alkenones היו קשורים עם מבני אחסון אנרגיה בתוך התא. לכן, השימוש שלהם בתוך התא נשאר שאלה פתוחה.
לאחרונה, אלקנונים נמצאו בסביבות לקוסטרין. עם זאת, השירות שלהם הוגבל עד כה. יצרני אלקנון שונים מאלה שבתחום הימי שוכנים באגמים ולכן הכיול בין טמפרטורת המים לא רוויה (Uk'37) שונה. יתר על כן, כיול זה שונה בין אגמים, מה שהופך את יצירת כיול 'גלובלי' לא סביר. למרבה הצער, יצירת כיולים מקומיים היא יקרה וגוזלת זמן ולכן העתיד עבור Uk '37 באגמים מוגבל גם כרגע.
אלקנונים מופקים בדרך כלל ממשככים ימיים. לעתים קרובות אותם אורגניזמים המייצרים אלקנונים מייצרים אסטרים מתיל חומצת שומן של אלה אלקנונים הנקראים אלקנואטים. תרכובות אלה משתלבות עם האלקנונים על כרומטוגרפיה של גז ומסבך את הכימות שלהם. לכן, תמציות אלה יעברו לעתים קרובות saponification כדי להסיר alkenoates. מכיוון שהספוניפיקציה מייצרת חומצות קרבוקסיליות שאינן כרומטוגרפיות גז מקובלות, עמוד ג'ל סיליקה חייב להתבצע לאחר הספוניפיקציה כדי להסיר את החומצות קרבוקסיליות מהתמצית. האלקנונים יוצאים בשבר הקטון הקוטבי האמצעי שמתחמק דיכלורומתאן בזמן שהאוצידות נשארות על העמוד. לבסוף, במקרים קיצוניים, כגון משקעים שנרכשו מאזורים מזוהמים מאוד, כמו שפכים ליד מרכזי תעשייה, תוספת אוריאה עשויה להידרש גם להסיר תרכובות לא ידועות המשתלבות עם האלקנונים על כרומטוגרפיה הגז.
לאחר תמצית השומנים הכוללת מטוהרת, המדגם המופק והמטוהר מופעל על כרומטוגרפיה גז בשילוב גלאי מייננת להבה. הריכוז היחסי של שני האלקנונים נקבע על ידי קבלת השטח מתחת לעקומה עבור כל אחת מהתרכובות בתוכנת מחשב המיועדת למטרה זו בלבד (כגון Agilent Chemstation). אזורים אלה מועברים לאחר מכן למשוואת יחס Uk'37 המוצגת לעיל כדי לקבל ערך Uk'37 הנע בין 0 ל- 1. ערכי Uk'37 אלה ממופים לאחר מכן לערך טמפרטורת פני הים באמצעות כיול כגון אלה שתוארו לעיל.
<div class="chapter_text" id="script_0">
פליאות'רמומטריה היא חישוב של טמפרטורות העבר על ידי ניתוח של כימיקלים ספציפיים בדגימות טבעיות, כמו אלה שהושארו מאחור על ידי אצות פרהיסטוריות.
אצות הן קבוצה מגוונת של אורגניזמים שהיו בשפע באוקיינוסים ובאגמים של כדור הארץ במשך אלפי שנים. תרכובות כימיות מסוימות, המופקדות משקעים על ידי אצות עתיקות, משמשות כסמנים ביולוגיים – תרכובות אורגניות שיכולות לספק לחוקרים תובנה חשובה על ההיסטוריה של כדור הארץ. למעשה, ניתוח של תוכן סמנים ביולוגיים אצות משקעים מאפשר לחוקרים לקבוע את טמפרטורת כדור הארץ לפני מאות מיליוני שנים.
שיא אחד כזה מגיע מכמה מינים של קוקוליטהופים. אצות אלה מייצרות כמויות שונות של אלקנון, סוג של סמנים ביולוגיים חזקים, בהתבסס על הטמפרטורה של הסביבה שלהם. ניתוח אלקנון משמש בעיקר לחישוב טמפרטורת פני הים של האוקיינוסים של כדור הארץ לפני עידנים.
סרטון זה ימחיש את השימוש באלקנונים בפלאוקלימטולוגיה ויתאר את תהליך הבידוד, הטיהור והניתוח של אלקנון לחישוב טמפרטורת פני הים בעבר.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
כפי ששמו מרמז, "אלקנון פליאותרמיה" מבוסס על הניתוח אם שומנים, המכונה אלקנון פליאותרמיה מבוסס על אלקנונים; קטונים אלקיל ארוכי שרשרת ובלתי רוויים המכילים 37 אטומי פחמן ו-2 עד 4 איגרות חוב כפולות. כל קשר כפול הוא אתר של אי רוויה. בטמפרטורות נמוכות על פני הים, יצרני אלקנון מייצרים יותר אלקנון בלתי רווי מאשר רווי. היחס בין רוויה ללא רוויה ידוע כמדד אי רוויית אלקנון.
האלקנונים שבדרך כלל מוערכים הם C37:2 ו- C37:3, אשר יש 37 פחמנים ושניים או שלושה אג"ח כפולות, בהתאמה. מדד הבלתי רוויה של אלקנונים אלה, אובריטניה'37, קשור באופן חיובי לטמפרטורת פני הים. השיטה האנליטית הידועה כרומטוגרפיה גז היא בדרך כלל רגישה מספיק כדי להפריד אלקנון אלה אחד מהשני. עם זאת, אצות המייצרות אלקנון לעתים קרובות גם ליצור חומצת שומן דומה מבחינה כימית אסטרים מתיל, או אלקנואטים, אשר לא ניתן להבחין בין אלקנונים באמצעות טכניקה זו. זיהום פחמימנים מזיהום עלול גם ניתוח כרומטוגרפי בוצי נוסף. כדי לקבוע במדויק ריכוז אלקנון יחסי, יש להסיר אלקנואטים ופחמימנים לא ידועים לפני ניתוח על ידי שיטות של saponification ותוספת אוריאה.
כעת, לאחר שנבדק הקשר בין יחסי אלקנון משקעים לטמפרטורת פני הים, בואו נבחן את הטכניקות לטיהורם מתמצית שומנים מוחלטת וניתוח יחס הבלתי רוויה.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
לאחר מטען ימי נאסף וחולץ, תמצית השומנים הכוללת, או TLE, חייבת לעבור תהליך טיהור רב-שלבי, ונותחה. ראשית, התמצית עוברת סאפוניפיקציה כדי להמיר אלקנואטים למלחי קרבוקסילט ומתנול באמצעות בסיס וחום חזקים. אסטרים אחרים של חומצות שומן הנמצאים ב- TLE יהפכו למלחים ולגליצרל.
לאחר קירור התערובת לטמפרטורת החדר, מתווסף תמיסת מלח מימית ליצירת מלחים גליצריל. התערובת היא חומצית לאחר מכן פרוטוניאט אניונים carboxylate, לייצר חומצות שומן. לבסוף, האלקנונים וחומצות השומן מופקים מהתערובת עם הקסאן.
כרומטוגרפיה של ג'ל סיליקה מבוצעת לאחר מכן כדי להסיר הן תרכובות קוטביות והן את חומצות השומן הקוטביות המיוצרות על ידי סאפוניפיקציה. TLE מיובש ו saponified מומס הקסאן ולאחר מכן טעון על עמוד. סיליקה שומרת על תרכובות קוטביות חזקות יותר מאשר תרכובות קוטביות.
ראשית, תרכובות קוטביות מוסרות עם ממס קוטבי, כמו הקסאן. לאחר מכן, אלקנונים הם eluted על ידי ממס קוטבי בינוני, כגון dichloromethane, עוזב את חומצות שומן קוטביות מאוד ותרכובות קוטב לא רצויות אחרות על העמוד.
אם דגימת המ משקעים המקורית נאספה מאזור מזוהם מאוד, תוספת אוריאה מבוצעת כדי להסיר את כל הפחמימנים הסתעף מאוד או מחזורי שנותרו. שבר אמצע הקוטביות היבש מומס בתערובת ממס שבה אוריאה קוטבית חזקה מסיסה מינימלית, כגון DCM והקסאן. פתרון מרוכז של אוריאה במתנול מתווסף לאחר מכן ל- TLE, מה שגורם גבישי אוריאה לזרז.
מולקולות ישרות שרשרת כגון אלקנונים מתאימות למרווחים שבין מולקולות בסריג גביש אוריאה, אך מולקולות מסועפות ומחזוריות מאוד אינן, והן מגורקות.
לאחר צמיחת הגבישים הסתיימה, גבישי אוריאה מיובשים ולאחר מכן שטף עם ממס קוטבי כדי להסיר תרכובות מגורש. לאחר מכן, הגבישים מומסים בכמות קטנה של מים. האלקנונים מופקים מהמים עם ממס קוטבי לניתוח.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
בעוד שכל שלבי הטיהור הקודמים לא הבחינו בין מינים אלקנון, הבדלים קטנים בנקודת רתיחה ובמבנה מולקולרי מספיקים להפרדה על עמוד כרומטוגרפיה גז. כאשר בשילוב עם גלאי יינון להבה, ריכוזים יחסיים של alkenones, ניתן לקבוע.
מולקולות מזוהות על הכרומטוגרמה על ידי זמן השמירה שלהם, או הזמן הדרוש לתרכובת לצאת מהעמודה. זמני השמירה של התרכובות הרצויות מוודאים עם תקני אלקנון.
הריכוזים היחסיים של האלקנון נקבעים מניתוח האזורים תחת פסגות העניין. ערך UK'37 מחושב לאחר מכן מהריכוזים של C37:2ו- C37:3 במדגם. עם יחסי פרוקסי טמפרטורת פני הים וערךבריטניה 37, האנליסט יכול לפתור את טמפרטורת פני הים בזמן התצהיר של משקעים.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
היבטים רבים ושונים של ההיסטוריה של כדור הארץ יכולים להיחקר על ידי ניתוח של משקעים וסלע מ משקעים.
Biostratigraphy הוא המחקר של קביעת הגילאים של שכבות, או שכבות, של סלע על ידי ניתוח של המאובנים הנוכחיים. מכיוון שיש מקורות רבים למצורך, סלעי מים מאותה תקופה עשויים להיות קומפוזיציות שונות באופן דרמטי ברחבי העולם. קבוצות מסוימות של מינים לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ, כגון האמוניטים, היו קיימות ברחבי העולם ועברו אבולוציה מהירה. אם שכבות סלע שונות מבחינה חזותית מכילות את אותו מין של אמוניט, אזי ניתן לצייר מתאם זמני בין השכבות. בשילוב עם טכניקות כגון פליאותרמיה, מידע נרחב על ההיסטוריה של כדור הארץ ניתן לקבוע מתוך רשומות מאובנים בדגימות טבעיות.
מינים רבים של פורמיניפרה, או פורמים, מצויים במים ימיים ברחבי העולם. ל-Forams יש קליפות סידן פחמתי והם קיימים בכל האוקיינוסים של כדור הארץ במשך מיליוני שנים. מינים רבים חיים על קרקעית האוקיינוס, ולכן יכולים לספק מידע טמפרטורה על חלקים עמוקים יותר של האוקיינוס. יחס המגנזיום לסידן של פורמים מתאים לטמפרטורה, שכן הם משלבים יותר מגנזיום בקליפות שלהם באקלים חם יותר. ריבוי המינים ושפע הניבים הופכים את תיעוד המאובנים שלהם לשימושי למעקב אחר שינויים בזרמי האוקיינוס לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ ובביוסטרטיגרפיה.
כאשר לוחות טקטוניים מתפצלים, סלע חדש נוצר ביניהם. בהתאמה, המאפיינים של הסלע המקיף גבול צלחת מפוצלים לספק מידע על תנועות צלחת לאורך זמן. לדוגמה, שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ נשמרים בחלק מהמינרלים המצויים במאובנים, סלעים ומים. גילוי שינויים סימטריים במגנטיות על רכסי אמצע האוקיינוס תרם באופן משמעותי להבנה הנוכחית של התפשטות קרקעית הים וטקטוניקת הלוחות.
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
הרגע צפית בסקירה הכללית של ג'וב על הפליאות'רמומטריה של אלקנון. עכשיו אתה צריך להבין את העקרונות של פליאותרמיה ואת היחסים של יחסי אלקנון משקעים ימיים לטמפרטורת פני הים. הסרטונים הבאים בסדרה זו ייכנסו לפרטים נוספים על תהליך מורכב זה.
תודה שצפיתם!
</div>

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

פליאותרמומטריה היא חישוב טמפרטורות העבר על ידי ניתוח של כימיקלים ספציפיים בדגימות טבעיות, כמו אלה שהשאירו אחריהם אצות פרהיסטוריות. אצות הן קבוצה מגוונת של אורגניזמים שהיו בשפע באוקיינוסים ובאגמים של כדור הארץ במשך אלפי שנים. תרכובות כימיות מסוימות, המופקדות במשקעים על ידי אצות עתיקות, משמשות כסמנים ביולוגיים? תרכובות אורגניות שיכולות לספק לחוקרים תובנה חשובה על ההיסטוריה של כדור הארץ. למעשה, ניתוח תכולת הסמנים הביולוגיים של האצות במשקעים מאפשר לחוקרים לקבוע את טמפרטורת כדור הארץ לפני מאות מיליוני שנים. תיעוד אחד כזה מגיע מכמה מינים של קוקוליטופורים. אצות אלה מייצרות כמויות משתנות של אלקנונים, סוג של סמנים ביולוגיים חזקים, המבוססים על טמפרטורת הסביבה שלהם. ניתוח אלקנון משמש בעיקר לחישוב טמפרטורת פני הים של האוקיינוסים של כדור הארץ לפני עידנים ועידנים. סרטון זה ימחיש את השימוש באלקנונים בפליאוקלימטולוגיה ויתאר את תהליך הבידוד, הטיהור והניתוח של אלקנונים לחישוב טמפרטורת פני הים בעבר. כשמו כן הוא, ? פליאותרמומטריה של אלקנון? מבוסס על ניתוח של שומנים, הידועים בשם ?אלקנונים.? פליאותרמומטריה של אלקנון מבוססת על אלקנון; אלקיל קטונים ארוכי שרשרת בלתי רוויים המכילים 37 אטומי פחמן ו-2 עד 4 קשרים כפולים. כל קשר כפול הוא אתר של אי-רוויה. בטמפרטורות נמוכות לפני הים, יצרני אלקנונים מייצרים יותר אלקנונים בלתי רוויים מאשר רוויים. היחס בין רוויה לאי רוויה ידוע בשם מדד אי הרוויה של אלקנון. האלקנונים המוערכים בדרך כלל הם C37:2?ו-C37:3, שיש להם 37 פחמנים ושניים או שלושה קשרים כפולים, בהתאמה. מדד אי-הרוויה של אלקנונים אלה, או UK'37, קשור באופן חיובי לטמפרטורת פני הים. השיטה האנליטית המכונה כרומטוגרפיית גז היא בדרך כלל רגישה מספיק כדי להפריד את האלקנונים הללו זה מזה. עם זאת, אצות המייצרות אלקנון לעתים קרובות גם מייצרות אסטרים מתיל של חומצות שומן דומות מבחינה כימית, או אלקנואטים, אשר לא ניתן להבדיל מאלקנונים באמצעות טכניקה זו.? זיהום פחמימנים מזיהום עלול גם הוא להעיב על ניתוח כרומטוגרפי בוצי. כדי לקבוע במדויק את ריכוז האלקנון היחסי, יש להסיר אלקנואטים ופחמימנים לא ידועים לפני הניתוח בשיטות של ספוניפיקציה ותוספת אוריאה. כעת, לאחר שנבדק הקשר בין יחסי אלקנון משקעים לטמפרטורת פני הים, בואו נסתכל על הטכניקות לטיהורם מתמצית שומנים כוללת וניתוח יחס אי הרוויה. לאחר איסוף והפקת משקעים ימיים, תמצית השומנים הכוללת, או TLE, חייבת לעבור תהליך טיהור רב-שלבי ולנתח. ראשית, התמצית עוברת ספוניפיקציה כדי להמיר אלקנואטים למלחי קרבוקסילט ומתנול באמצעות בסיס וחום חזקים. אסטרים אחרים של חומצות שומן הקיימים ב-TLE יעברו סבון למלחים וגליצרול. לאחר קירור התערובת לטמפרטורת החדר, מוסיפים תמיסת מלח מימית ליצירת מלחים וגליצרול. לאחר מכן מחמצים את התערובת כדי לפרוטונציה של אניוני הקרבוקסילאט, ומייצרים חומצות שומן. לבסוף, האלקנונים וחומצות השומן מופקים מהתערובת עם הקסאן. לאחר מכן מבוצעת כרומטוגרפיה של סיליקה ג'ל כדי להסיר הן תרכובות אפולריות והן את חומצות השומן הקוטביות המיוצרות על ידי סבוניפיקציה. ה-TLE המיובש והמסובן מומס בהקסאן ולאחר מכן נטען על עמוד. סיליקה שומרת על תרכובות קוטביות חזקות יותר מאשר אפולריות. ראשית, תרכובות אפולריות מוסרות עם ממס אפולרי, כמו הקסאן. לאחר מכן, אלקנונים נפלטים על ידי ממס קוטבי בינוני, כגון דיכלורומתאן, ומשאירים את חומצות השומן הקוטביות מאוד ותרכובות קוטביות לא רצויות אחרות על העמוד. אם דגימת המשקעים המקורית נאספה מאזור מזוהם מאוד, מתבצעת תוספת אוריאה כדי להסיר את כל הפחמימנים המסועפים או המחזוריים שנותרו. שבר הקוטביות האמצעית המיובש מומס בתערובת ממס שבה האוריאה הקוטבית החזקה מסיסה באופן מינימלי, כגון DCM והקסאן. לאחר מכן מתווספת תמיסה מרוכזת של אוריאה במתנול ל-TLE, מה שגורם לגבישי אוריאה לשקוע. מולקולות בעלות שרשרת ישרה כמו אלקנונים משתלבות ברווחים שבין מולקולות בסריג גביש האוריאה, אך מולקולות מסועפות ומחזוריות מאוד אינן משתלבות בחללים שבין מולקולות בסריג גבישי האוריאה, והן נפלטות. לאחר סיום צמיחת הגבישים, גבישי האוריאה מיובשים ולאחר מכן נשטפים בממס אפולרי כדי להסיר תרכובות שנפלטו. לאחר מכן, הגבישים מומסים בכמות קטנה של מים. האלקנונים מופקים מהמים עם ממס אפולרי לניתוח. בעוד שכל שלבי הטיהור הקודמים לא הבדילו בין מיני אלקנון, הבדלים קטנים בנקודת הרתיחה ובמבנה המולקולרי מספיקים להפרדה על עמודת כרומטוגרפיה של גז. בשילוב עם גלאי יינון להבה, ניתן לקבוע ריכוזים יחסיים של האלקנון. מולקולות מזוהות בכרומטוגרמה על ידי זמן השמירה שלהן, או הזמן הדרוש לתרכובת לצאת מהעמודה. זמני השמירה של התרכובות הרצויות נקבעים בתקני אלקנון. הריכוזים היחסיים של האלקנונים נקבעים מניתוח האזורים מתחת לפסגות העניין. לאחר מכן מחושב ערך UK'37??, מהריכוזים של C37:2 ו-C37:3?? בדגימה. עם יחסי הפרוקסי של טמפרטורת פני הים וערך UK'37?, האנליסט יכול לפתור את טמפרטורת פני הים בזמן שקיעת המשקעים. ניתן לחקור היבטים רבים ושונים של ההיסטוריה של כדור הארץ על ידי ניתוח משקעים וסלעי משקע. ביוסטרטיגרפיה היא חקר קביעת גילן של שכבות, או שכבות, של סלע על ידי ניתוח המאובנים הקיימים. מכיוון שישנם מקורות רבים של משקעים, סלעי משקע מאותה תקופה עשויים להיות בעלי הרכבים שונים באופן דרמטי ברחבי העולם. קבוצות מסוימות של מינים לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ, כמו האמוניטים, התקיימו ברחבי העולם ועברו אבולוציה מהירה. אם שכבות סלע שונות מבחינה ויזואלית מכילות את אותו מין של אמוניט, ניתן לצייר מתאם זמני בין השכבות. בשילוב עם טכניקות כמו פליאותרמומטריה, ניתן לקבוע מידע נרחב על ההיסטוריה של כדור הארץ מרשומות מאובנים בדגימות טבעיות. מינים רבים של פורמיניפרה, או נקבים, נמצאים במשקעים ימיים ברחבי העולם. לנקבים יש קונכיות סידן פחמתי והם קיימים ברחבי האוקיינוסים של כדור הארץ במשך מיליוני שנים. מינים רבים חיים על קרקעית האוקיינוס, ולכן יכולים לספק מידע על טמפרטורה על חלקים עמוקים יותר של האוקיינוס. יחס המגנזיום לסידן של הנקבים תואם את הטמפרטורה, מכיוון שהם משלבים יותר מגנזיום בקליפתם באקלים חם יותר. ריבוי המינים ושפע הנקבים הופכים את תיעוד המאובנים שלהם לשימושי למעקב אחר שינויים בזרמי האוקיינוס לאורך ההיסטוריה של כדור הארץ ולביוסטרטיגרפיה. כאשר לוחות טקטוניים מתפצלים, נוצר ביניהם סלע חדש. בהתאמה, תכונות הסלע המקיף גבול לוח מתפצל מספקות מידע על תנועות הלוחות לאורך זמן. לדוגמה, שינויים בשדה המגנטי של כדור הארץ נשמרים בחלק מהמינרלים שנמצאים במאובנים, בסלעים ובמשקעים. גילוי השינויים הסימטריים במגנטיות סביב רכסי אמצע האוקיינוס תרם באופן משמעותי להבנה הנוכחית של התפשטות קרקעית הים וטקטוניקת הלוחות. זה עתה צפיתם בסקירה הכללית של JoVE על Alkenone Paleothermometry. כעת עליכם להבין את עקרונות הפליאותרמומטריה ואת הקשר בין יחסי אלקנון במשקעים ימיים לטמפרטורת פני הים. הסרטונים הבאים בסדרה זו יפרטו יותר על תהליך מורכב זה. תודה שצפית!

Education

JoVE Science Education

Environmental Sciences

מדעי הסביבה

Earth Science

מדעי כדור הארץ

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 was developed from both culture studies and core-top sediment calibration work. The culture-based relationship reported by Prahl and colleagues and the core-top relationship reported by Müller and colleagues are statistically very similar. Reconstructed U K'37 temperatures tend to match mean annual sea surface temperature across many ocean settings. Alkenones are also stable enough to be found in marine sediment cores from the early Eocene to modern deposits and in exposed outcrops of uplifted marine sediment. That long record makes them useful for studying climate change across both short and long time scales.

Scientists first thought alkenones were part of algal cell walls and helped control membrane fluidity, similar to how unsaturated fats stay fluid. Later work showed that alkenones are associated with energy storage structures inside the cell instead. Their exact role in the cell is still not fully known. Alkenones have also been found in lakes, but lacustrine use is more limited because the producers are different and the calibration between temperature and unsaturation changes from one lake to another. A single global lake calibration is unlikely, and making local calibrations takes time and money.

Marine sediment samples usually need several cleanup steps before analysis. Alkenone-producing algae often make alkenoates, which are fatty acid methyl esters that can co-elute with alkenones on a gas chromatograph and make quantification harder. To remove them, the total lipid extract is saponified, which converts the alkenoates into carboxylic acids and salts. The mixture is then acidified, and the resulting fatty acids are separated from the alkenones by silica gel chromatography. In polluted samples, such as sediment from estuaries near industrial centers, urea adduction may also be needed to remove unknown compounds that co-elute with the target molecules.

After purification, the sample is analyzed by gas chromatography with a flame ionization detector. The alkenones are identified by retention time using standards, and the areas under the peaks are used to determine the relative amounts of C37:2 and C37:3. Those values are inserted into the U K'37 equation to obtain a number between 0 and 1. A temperature calibration then converts that value into sea surface temperature at the time the sediment was deposited. This approach helps researchers study past ocean climates using biomarkers preserved in natural samples.

Alkenone paleothermometry is one part of a larger field of paleothermometry, which uses chemicals in sediments and rocks to estimate past temperatures. Algal biomarkers can preserve climate information from hundreds of millions of years ago. Sediment records can also be compared with other tools from Earth science, including biostratigraphy, which uses fossils to match rock layers by age. For example, ammonites can link separate strata, and foraminifera can provide temperature clues because their magnesium-to-calcium ratio changes with warmer water. Together with evidence from magnetism in rocks and sediment, these methods help scientists rebuild Earth’s history and track processes such as seafloor spreading and plate tectonics.

Sea Surface Temperature from Alkenone Ratios

sea-surface-temperature-from-alkenone-ratios

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

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

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...

an overview of alkenone biomarker analysis for paleothermometry

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 alkenone biomarkers in marine sediment are purified and measured with gas chromatography to estimate past sea surface temperature using the U K'37 proxy.

Sea Surface Temperature from Alkenone Ratios | JoVE K12

Pennsylvania State Academic Standards

Earth and Space Science

3.3.9-12.I

History of Earth

3.3.9-12.F

3.3.9-12.G

3.3.9-12.J

Weather and Climate

3.3.9-12.E

Louisiana Student Standards for Science

High School

Earth’s Systems

HS-ESS2-1

HS-ESS2-3

HS-ESS2-4

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

Internal Earth

Historical review

Virginia  Standards of Learning

HIgh School

ES.5

ES.5.a

ES.9

ES.9.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

Florida Department of Education

SC.912.E.6

SC.912.E.6.3

SC.912.E.7

SC.912.E.7.7

Georgia Standards of Excellence

Geology

Geologic Time

SG3.a

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

HS-ESS2-2.

HS-ESS2-6.

HS-ESS2-7.

Jeff Salacup

Overview

Principles of Alkenone Paleothermometry

Alkenone Purification

Analysis of Relative Alkenone Concentrations

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

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.

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

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

Sea Surface Temperature from Alkenone Ratios

Description

Transcript

Tags

More videos by Standards