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">
Paleotermometria to obliczanie przeszłych temperatur poprzez analizę określonych substancji chemicznych w naturalnych próbkach, takich jak te pozostawione przez prehistoryczne glony. 
Glony to zróżnicowana grupa organizmów, które od tysiącleci występują obficie w oceanach i jeziorach Ziemi. Niektóre związki chemiczne, które są osadzane w osadach przez starożytne glony, działają jako biomarkery – związki organiczne, które mogą dostarczyć naukowcom cennych informacji na temat historii Ziemi. W rzeczywistości analiza zawartości biomarkerów glonów w osadach pozwala naukowcom określić temperaturę Ziemi setki milionów lat temu. 
Jeden z takich rekordów pochodzi z niektórych gatunków kokolitoforów. Glony te wytwarzają różne ilości alkenonów, klasy solidnych biomarkerów, w zależności od temperatury środowiska, w którym się znajdują. Analiza alkenonów jest używana przede wszystkim do obliczania temperatury powierzchni morza oceanów Ziemi eony i eony temu. 
Ten film zilustruje zastosowanie alkenonów w paleoklimatologii i opisze proces izolacji, oczyszczania i analizowania alkenonów w celu obliczenia temperatury powierzchni morza w przeszłości. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
Jak sama nazwa wskazuje, "paleotermometria alkenonów" opiera się na analizie lipidów, znanych jako alkenony. Paleotermometria alkenonu opiera się na alkenonach; Długołańcuchowe, nienasycone ketony alkilowe, które zawierają 37 atomów węgla i od 2 do 4 wiązań podwójnych. Każde wiązanie podwójne jest miejscem nienasycenia. Przy niskich temperaturach powierzchni morza producenci alkenonów wytwarzają więcej alkenonów nienasyconych niż nasyconych. Stosunek nasycenia do nienasycenia jest znany jako wskaźnik nienasycenia alkenonu. 
Zwykle oceniane alkenony to C37:2 i C3, które mają odpowiednio 37 atomów węgla i dwa lub trzy wiązania podwójne. Wskaźnik nienasycenia tych alkenonów, czyli UK'37, jest dodatnio związany z temperaturą powierzchni morza. Metoda analityczna znana jako chromatografia gazowa jest na ogół wystarczająco czuła, aby oddzielić te alkenony od siebie. Jednak glony wytwarzające alkenony często wytwarzają również chemicznie podobne estry metylowe kwasów tłuszczowych lub alkenoateny, których nie można odróżnić od alkenonów przy użyciu tej techniki. Zanieczyszczenie węglowodorami spowodowane zanieczyszczeniem może również dodatkowo zagmatwać analizę chromatograficzną. Aby dokładnie określić względne stężenie alkenonu, alkenoiany i nieznane węglowodory muszą zostać usunięte przed analizą metodami zmydlania i addukcji mocznika. 
Teraz, gdy dokonano przeglądu związku proporcji alkenonów w osadach z temperaturą powierzchni morza, przyjrzyjmy się technikom ich oczyszczania z całkowitego ekstraktu lipidowego i analizie współczynnika nienasycenia. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
Po zebraniu i wyekstrahowaniu osadu morskiego całkowity ekstrakt lipidowy (TLE) musi przejść wieloetapowy proces oczyszczania i analizy. Najpierw ekstrakt poddawany jest zmydlaniu w celu przekształcenia alkenoianów w sole karboksylowe i metanol przy użyciu mocnej zasady i ciepła. Inne estry kwasów tłuszczowych obecne w TLE zostaną zmydlone do soli i glicerolu. 
Po schłodzeniu mieszaniny do temperatury pokojowej dodaje się wodny roztwór soli w celu utworzenia soli i glicerolu. Mieszanina jest następnie zakwaszana w celu protonowania anionów karboksylowych, wytwarzając kwasy tłuszczowe. Na koniec alkenony i kwasy tłuszczowe są ekstrahowane z mieszaniny z heksanem. 
Następnie przeprowadza się chromatografię w żelu krzemionkowym w celu usunięcia zarówno związków niepolarnych, jak i polarnych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez zmydlanie. Wysuszony i zmydlony TLE rozpuszcza się w heksanie, a następnie ładuje do kolumny. Krzemionka zatrzymuje związki polarne silniej niż niepolarne. 
Najpierw związki niepolarne są usuwane za pomocą rozpuszczalnika apolarnego, takiego jak heksan. Następnie alkenony są eluowane przez umiarkowanie polarny rozpuszczalnik, taki jak dichlorometan, pozostawiając wysoce polarne kwasy tłuszczowe i inne niepożądane związki polarne na kolumnie. 
Jeśli pierwotna próbka osadu została pobrana z silnie zanieczyszczonego obszaru, przeprowadza się addukcję mocznika w celu usunięcia wszelkich pozostałych silnie rozgałęzionych lub cyklicznych węglowodorów. Wysuszoną frakcję o średniej polarności rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników, w której silnie polarny mocznik jest minimalnie rozpuszczalny, taki jak DCM i heksan. Stężony roztwór mocznika w metanolu jest następnie dodawany do TLE, powodując wytrącanie się kryształów mocznika. 
Cząsteczki o prostym łańcuchu, takie jak alkenony, mieszczą się w przestrzeniach między cząsteczkami w sieci krystalicznej mocznika, ale silnie rozgałęzione i cykliczne cząsteczki nie mieszczą się w nich i są wydalane. 
Po zakończeniu wzrostu kryształów kryształy mocznika są suszone, a następnie przemywane rozpuszczalnikiem niepolarnym w celu usunięcia wydalonych związków. Następnie kryształy rozpuszcza się w niewielkiej ilości wody. Alkenony ekstrahuje się z wody za pomocą niepolarnego rozpuszczalnika do analizy. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
Podczas gdy wszystkie poprzednie etapy oczyszczania nie rozróżniały gatunków alkenonów, niewielkie różnice w temperaturze wrzenia i strukturze molekularnej są wystarczające do rozdzielenia na kolumnie chromatografii gazowej. W połączeniu z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym można określić względne stężenia alkenonów. 
Cząsteczki są identyfikowane na chromatogramie na podstawie czasu ich retencji, czyli czasu potrzebnego do opuszczenia kolumny przez związek. Czasy retencji pożądanych związków są ustalane za pomocą wzorców alkenonu. 
Względne stężenia alkenonów określa się na podstawie analizy obszarów pod szczytami zainteresowania. Wartość UK'37 oblicza się następnie ze stężeń C37:2 i C3 w próbce. Dzięki zależności proxy temperatury powierzchni morza i wartości UK'37 analityk może ustalić temperaturę powierzchni morza w momencie osadzania się osadów. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
Analizując osady i skały osadowe, można zbadać wiele różnych aspektów historii Ziemi. 
Biostratygrafia to nauka zajmująca się określaniem wieku warstw lub warstw skalnych poprzez analizę obecnych skamieniałości. Ponieważ istnieje wiele źródeł osadów, skały osadowe z tego samego okresu mogą mieć dramatycznie różny skład na całym świecie. Pewne grupy gatunków w całej historii Ziemi, takie jak amonity, istniały na całym świecie i przeszły szybką ewolucję. Jeśli wizualnie odmienne warstwy skalne zawierają ten sam gatunek amonitu, można narysować korelację czasową między warstwami. W połączeniu z technikami takimi jak paleotermometria, można uzyskać obszerne informacje na temat historii Ziemi na podstawie zapisów kopalnych w próbkach naturalnych. 
Wiele gatunków otwornic lub otwornic znajduje się w osadach morskich na całym świecie. Otwornice mają muszle z węglanu wapnia i istnieją w oceanach Ziemi od milionów lat. Wiele gatunków żyje na dnie oceanu, a tym samym może dostarczać informacji o temperaturze w głębszych częściach oceanu. Stosunek magnezu do wapnia otworów odpowiada temperaturze, ponieważ w cieplejszym klimacie zawierają one więcej magnezu w swoich muszlach. Mnogość gatunków i obfitość otworów sprawia, że ich zapis kopalny jest przydatny do śledzenia zmian prądów oceanicznych w całej historii Ziemi oraz do biostratygrafii. 
W miarę rozchodzenia się płyt tektonicznych tworzą się między nimi nowe skały. W związku z tym właściwości skały otaczającej rozbieżną granicę płyt dostarczają informacji o ruchach płyt w czasie. Na przykład zmiany w polu magnetycznym Ziemi są zachowane w niektórych minerałach znajdujących się w skamieniałościach, skałach i osadach. Odkrycie symetrycznych zmian magnetyzmu wokół grzbietów śródoceanicznych znacząco przyczyniło się do obecnego zrozumienia rozprzestrzeniania się dna morskiego i tektoniki płyt. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
Właśnie obejrzałeś JoVE's Przegląd paleotermometrii alkenonowej. Powinieneś teraz zrozumieć zasady paleotermometrii i związek proporcji alkenonu w osadach morskich do temperatury powierzchni morza. Poniższe filmy z tej serii omówią bardziej szczegółowo ten złożony proces. 
Dzięki za oglądanie! 
</div>

przegląd analizy biomarkerów alkenonu w paleotermometrii

Źródło: Laboratorium Jeffa Salacupa - Uniwersytet Massachusetts Amherst
W tej serii filmów naturalne próbki zostały pobrane i oczyszczone w poszukiwaniu związków organicznych, zwanych biomarkerami, które mogą wiązać informacje o klimacie i środowisku w przeszłości. Jedną z analizowanych próbek był osad. Osady gromadzą się w czasie geologicznym w basenach, zagłębieniach w ziemi, do których spływają osady pod wpływem działania płynu (wody lub powietrza), ruchu i grawitacji. Istnieją dwa główne typy basenów: morskie (oceany i morza) i jeziorne (jeziora). Jak można się domyślić, w tych środowiskach żyją bardzo różne typy życia, napędzane w dużej mierze przez różnicę w zasoleniu między nimi. W ciągu ostatnich kilku dekad geochemicy organiczni odkryli zestaw narzędzi zastępczych biomarkerów lub związków, które można wykorzystać do opisania klimatu lub środowiska, z których niektóre działają w środowiskach morskich, a niektóre w jeziorach. Zwracamy tutaj uwagę na sferę morską i paleotermometrię alkenonu za pomocą Uk'37 proxy. 
Najbardziej ugruntowanym i szeroko stosowanym wskaźnikiem zastępczym temperatury powierzchni morza (SST) dla biomarkerów otwartego oceanu jest Uk'37. 
Uk'37 = (C37:2) / (C37:2 + C37:3) (zobacz recenzję Herbert1) 
Indeks opiera się na stosunku dwóch wielonienasyconych długołańcuchowych ketonów alkilowych, zwanych alkenonami, wytwarzanych przez niektóre klasy glonów haptofitowych2,3. Badania kalibracyjne kultur4,5 i osadów rdzeniowych6 doprowadziły do opracowania indeksu Uk'37 jako ilościowego wskaźnika zastępczego SST. Zdumiewające, oparta na kulturze kalibracja Prahla i wsp.4:
Uk'37 = 0,034(SST) + 0,039,
I kalibracja rdzenia od góry Müllera i wsp.6,
Uk'37 = 0,033(SST) + 0,044,
są statystycznie identyczne. 
Zrekonstruowane temperatury Uk'37 najlepiej korelują ze średnią roczną SST dla różnych reżimów klimatycznych i produkcji haptofitów w oceanie globalnym7. Alkenony są wykrywane w rdzeniach osadów morskich od wczesnego eocenu do współczesności8 oraz w odsłoniętych wychodniach wypiętrzonych osadów morskich9, co sugeruje, że są one bardzo stabilne w czasie geologicznym, a zatem przydatne jako narzędzie paleoklimatyczne. Uk'37 został użyty do udokumentowania zmian temperatury powierzchni morza paleo w dziesięciokątnych skalach czasowych 10 do orbital11,12 i dlatego jest bardzo wszechstronny. 
Na otwartym oceanie kokolitofory Emiliania huxleyi i Gephyrocapsa oceanica są odpowiedzialne za większość produkcji alkenonów. Nie wiadomo jeszcze, dlaczego te haptofity zmieniają stosunek nienasycenia alkenonów w zależności od temperatury wzrostu. Początkowo sądzono, że alkenony są składnikami ścian komórkowych haptofitów i że ich nienasycenie zostało dostosowane w celu utrzymania płynu błonowego, podobnie jak tłuszcze nasycone są stałe w temperaturze pokojowej, podczas gdy tłuszcze nienasycone są płynne. Jednak eksperymenty mające na celu to pytanie wykazały, że zamiast być związane z błonami komórkowymi, alkenony były związane ze strukturami magazynującymi energię wewnątrz komórki. W związku z tym ich użycie wewnątrz komórki pozostaje kwestią otwartą. 
Ostatnio alkenony znaleziono w środowiskach jeziornych. Jednak ich użyteczność była do tej pory ograniczona. W jeziorach żyją inni producenci alkenonu niż ci z królestwa morskiego, a zatem kalibracja między temperaturą wody a nienasyceniem (Uk'37) jest inna. Co więcej, kalibracja ta różni się w zależności od jeziora, co sprawia, że stworzenie "globalnej" kalibracji jest mało prawdopodobne. Niestety, tworzenie lokalnych kalibracji jest kosztowne i czasochłonne, dlatego przyszłość Uk'37 w jeziorach jest również obecnie ograniczona. 
Alkenony są zwykle ekstrahowane z osadów morskich. Bardzo często te same organizmy, które wytwarzają alkenony, wytwarzają estry metylowe kwasów tłuszczowych tych alkenonów, zwanych alkenoianami. Związki te koeluują z alkenonami na chromatografie gazowym i komplikują ich oznaczanie ilościowe. Dlatego ekstrakty te często ulegają zmydlaniu w celu usunięcia alkenoianów. Ponieważ w wyniku zmydlania powstają kwasy karboksylowe, które nie nadają się do chromatografii gazowej, po zmydlaniu należy wykonać kolumnę z żelem krzemionkowym w celu usunięcia kwasów karboksylowych z ekstraktu. Alkenony wychodzą w środkowej frakcji ketonowej polarności, która eluuje w dichlorometanie, podczas gdy kwasy pozostają na kolumnie. Wreszcie, w skrajnych przypadkach, takich jak osady uzyskane z obszarów silnie zanieczyszczonych, takich jak ujścia rzek w pobliżu ośrodków przemysłowych, addukcja mocznika może być również wymagana w celu usunięcia nieznanych związków, które koeluują z alkenonami na chromatografie gazowym. 
Po oczyszczeniu całkowitego ekstraktu lipidowego, wyekstrahowaną i oczyszczoną próbkę przeprowadza się na chromatografie gazowym sprzężonym z detektorem płomieniowo-jonizującym. Względne stężenie dwóch alkenonów określa się poprzez uzyskanie pola pod krzywą dla każdego ze związków w oprogramowaniu komputerowym przeznaczonym właśnie do tego celu (takim jak Agilent Chemstation). Obszary te są następnie umieszczane w równaniu Uk'37 pokazanym powyżej, aby uzyskać wartość Uk'37 z zakresu od 0 do 1. Te wartości Uk'37 są następnie odwzorowywane na wartość temperatury powierzchni morza za pomocą kalibracji, takiej jak te opisane powyżej. 
<div class="chapter_text" id="script_0">
Paleotermometria to obliczanie przeszłych temperatur poprzez analizę określonych substancji chemicznych w naturalnych próbkach, takich jak te pozostawione przez prehistoryczne glony. 
Glony to zróżnicowana grupa organizmów, które od tysiącleci występują obficie w oceanach i jeziorach Ziemi. Niektóre związki chemiczne, które są osadzane w osadach przez starożytne glony, działają jako biomarkery – związki organiczne, które mogą dostarczyć naukowcom cennych informacji na temat historii Ziemi. W rzeczywistości analiza zawartości biomarkerów glonów w osadach pozwala naukowcom określić temperaturę Ziemi setki milionów lat temu. 
Jeden z takich rekordów pochodzi z niektórych gatunków kokolitoforów. Glony te wytwarzają różne ilości alkenonów, klasy solidnych biomarkerów, w zależności od temperatury środowiska, w którym się znajdują. Analiza alkenonów jest używana przede wszystkim do obliczania temperatury powierzchni morza oceanów Ziemi eony i eony temu. 
Ten film zilustruje zastosowanie alkenonów w paleoklimatologii i opisze proces izolacji, oczyszczania i analizowania alkenonów w celu obliczenia temperatury powierzchni morza w przeszłości. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
Jak sama nazwa wskazuje, "paleotermometria alkenonów" opiera się na analizie lipidów, znanych jako alkenony Paleotermometria alkenonów opiera się na alkenonach; Długołańcuchowe, nienasycone ketony alkilowe, które zawierają 37 atomów węgla i od 2 do 4 wiązań podwójnych. Każde wiązanie podwójne jest miejscem nienasycenia. Przy niskich temperaturach powierzchni morza producenci alkenonów wytwarzają więcej alkenonów nienasyconych niż nasyconych. Stosunek nasycenia do nienasycenia jest znany jako wskaźnik nienasycenia alkenonu. 
Zwykle oceniane alkenony to C37:2 i C3, które mają odpowiednio 37 atomów węgla i dwa lub trzy wiązania podwójne. Wskaźnik nienasycenia tych alkenonów, czyli UK'37, jest dodatnio związany z temperaturą powierzchni morza. Metoda analityczna znana jako chromatografia gazowa jest na ogół wystarczająco czuła, aby oddzielić te alkenony od siebie. Jednak glony wytwarzające alkenony często wytwarzają również chemicznie podobne estry metylowe kwasów tłuszczowych lub alkenoateny, których nie można odróżnić od alkenonów przy użyciu tej techniki. Zanieczyszczenie węglowodorami spowodowane zanieczyszczeniem może również dodatkowo zagmatwać analizę chromatograficzną. Aby dokładnie określić względne stężenie alkenonu, alkenoiany i nieznane węglowodory muszą zostać usunięte przed analizą metodami zmydlania i addukcji mocznika. 
Teraz, gdy dokonano przeglądu związku proporcji alkenonów w osadach z temperaturą powierzchni morza, przyjrzyjmy się technikom ich oczyszczania z całkowitego ekstraktu lipidowego i analizie współczynnika nienasycenia. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
Po zebraniu i wyekstrahowaniu osadu morskiego całkowity ekstrakt lipidowy (TLE) musi przejść wieloetapowy proces oczyszczania i analizy. Najpierw ekstrakt poddawany jest zmydlaniu w celu przekształcenia alkenoianów w sole karboksylowe i metanol przy użyciu mocnej zasady i ciepła. Inne estry kwasów tłuszczowych obecne w TLE zostaną zmydlone do soli i glicerolu. 
Po schłodzeniu mieszaniny do temperatury pokojowej dodaje się wodny roztwór soli w celu utworzenia soli i glicerolu. Mieszanina jest następnie zakwaszana w celu protonowania anionów karboksylowych, wytwarzając kwasy tłuszczowe. Na koniec alkenony i kwasy tłuszczowe są ekstrahowane z mieszaniny z heksanem. 
Następnie przeprowadza się chromatografię w żelu krzemionkowym w celu usunięcia zarówno związków niepolarnych, jak i polarnych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez zmydlanie. Wysuszony i zmydlony TLE rozpuszcza się w heksanie, a następnie ładuje do kolumny. Krzemionka zatrzymuje związki polarne silniej niż niepolarne. 
Najpierw związki niepolarne są usuwane za pomocą rozpuszczalnika apolarnego, takiego jak heksan. Następnie alkenony są eluowane przez umiarkowanie polarny rozpuszczalnik, taki jak dichlorometan, pozostawiając wysoce polarne kwasy tłuszczowe i inne niepożądane związki polarne na kolumnie. 
Jeśli pierwotna próbka osadu została pobrana z silnie zanieczyszczonego obszaru, przeprowadza się addukcję mocznika w celu usunięcia wszelkich pozostałych silnie rozgałęzionych lub cyklicznych węglowodorów. Wysuszoną frakcję o średniej polarności rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników, w której silnie polarny mocznik jest minimalnie rozpuszczalny, taki jak DCM i heksan. Stężony roztwór mocznika w metanolu jest następnie dodawany do TLE, powodując wytrącanie się kryształów mocznika. 
Cząsteczki o prostym łańcuchu, takie jak alkenony, mieszczą się w przestrzeniach między cząsteczkami w sieci krystalicznej mocznika, ale silnie rozgałęzione i cykliczne cząsteczki nie mieszczą się w nich i są wydalane. 
Po zakończeniu wzrostu kryształów kryształy mocznika są suszone, a następnie przemywane rozpuszczalnikiem niepolarnym w celu usunięcia wydalonych związków. Następnie kryształy rozpuszcza się w niewielkiej ilości wody. Alkenony ekstrahuje się z wody za pomocą niepolarnego rozpuszczalnika do analizy. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
Podczas gdy wszystkie poprzednie etapy oczyszczania nie rozróżniały gatunków alkenonów, niewielkie różnice w temperaturze wrzenia i strukturze molekularnej są wystarczające do rozdzielenia na kolumnie chromatografii gazowej. W połączeniu z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym można określić względne stężenia alkenonów. 
Cząsteczki są identyfikowane na chromatogramie na podstawie czasu ich retencji, czyli czasu potrzebnego do opuszczenia kolumny przez związek. Czasy retencji pożądanych związków są ustalane za pomocą wzorców alkenonu. 
Względne stężenia alkenonów określa się na podstawie analizy obszarów pod szczytami zainteresowania. Wartość UK'37 jest następnie obliczana ze stężeń C37:2i C3 w próbce. Dzięki zależności proxy temperatury powierzchni morza i wartości UK'37 analityk może ustalić temperaturę powierzchni morza w momencie osadzania się osadów. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
Analizując osady i skały osadowe, można zbadać wiele różnych aspektów historii Ziemi. 
Biostratygrafia to nauka zajmująca się określaniem wieku warstw lub warstw skalnych poprzez analizę obecnych skamieniałości. Ponieważ istnieje wiele źródeł osadów, skały osadowe z tego samego okresu mogą mieć dramatycznie różny skład na całym świecie. Pewne grupy gatunków w całej historii Ziemi, takie jak amonity, istniały na całym świecie i przeszły szybką ewolucję. Jeśli wizualnie odmienne warstwy skalne zawierają ten sam gatunek amonitu, można narysować korelację czasową między warstwami. W połączeniu z technikami takimi jak paleotermometria, można uzyskać obszerne informacje na temat historii Ziemi na podstawie zapisów kopalnych w próbkach naturalnych. 
Wiele gatunków otwornic lub otwornic znajduje się w osadach morskich na całym świecie. Otwornice mają muszle z węglanu wapnia i istnieją w oceanach Ziemi od milionów lat. Wiele gatunków żyje na dnie oceanu, a tym samym może dostarczać informacji o temperaturze w głębszych częściach oceanu. Stosunek magnezu do wapnia otworów odpowiada temperaturze, ponieważ w cieplejszym klimacie zawierają one więcej magnezu w swoich muszlach. Mnogość gatunków i obfitość otworów sprawia, że ich zapis kopalny jest przydatny do śledzenia zmian prądów oceanicznych w całej historii Ziemi oraz do biostratygrafii. 
W miarę rozchodzenia się płyt tektonicznych tworzą się między nimi nowe skały. W związku z tym właściwości skały otaczającej rozbieżną granicę płyt dostarczają informacji o ruchach płyt w czasie. Na przykład zmiany w polu magnetycznym Ziemi są zachowane w niektórych minerałach znajdujących się w skamieniałościach, skałach i osadach. Odkrycie symetrycznych zmian magnetyzmu wokół grzbietów śródoceanicznych znacząco przyczyniło się do obecnego zrozumienia rozprzestrzeniania się dna morskiego i tektoniki płyt. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
Właśnie obejrzałeś JoVE's Przegląd paleotermometrii alkenonowej. Powinieneś teraz zrozumieć zasady paleotermometrii i związek proporcji alkenonu w osadach morskich do temperatury powierzchni morza. Poniższe filmy z tej serii omówią bardziej szczegółowo ten złożony proces. 
Dzięki za oglądanie! 
</div>

Przegląd analizy biomarkerów alkenonu w paleotermometrii

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

Paleotermometria to obliczanie przeszłych temperatur poprzez analizę określonych substancji chemicznych w naturalnych próbkach, takich jak te pozostawione przez prehistoryczne glony. Glony to zróżnicowana grupa organizmów, które od tysiącleci występują obficie w oceanach i jeziorach Ziemi. Niektóre związki chemiczne, które osadzają się w osadach przez starożytne glony, działają jako biomarkery ? związki organiczne, które mogą dostarczyć naukowcom cennych informacji na temat historii Ziemi. W rzeczywistości analiza zawartości biomarkerów glonów w osadach pozwala naukowcom określić temperaturę Ziemi setki milionów lat temu. Jeden z takich rekordów pochodzi z niektórych gatunków kokolitoforów. Glony te wytwarzają różne ilości alkenonów, klasy solidnych biomarkerów, w zależności od temperatury środowiska, w którym się znajdują. Analiza alkenonów jest używana przede wszystkim do obliczania temperatury powierzchni morza oceanów Ziemi eony i eony temu. Ten film zilustruje zastosowanie alkenonów w paleoklimatologii i opisze proces izolacji, oczyszczania i analizowania alkenonów w celu obliczenia temperatury powierzchni morza w przeszłości. Jak sama nazwa wskazuje, ? Paleotermometria alkenonu? opiera się na analizie lipidów, znanych jako alkenony. Paleotermometria alkenonu opiera się na alkenonach; Długołańcuchowe, nienasycone ketony alkilowe, które zawierają 37 atomów węgla i od 2 do 4 wiązań podwójnych. Każde wiązanie podwójne jest miejscem nienasycenia. Przy niskich temperaturach powierzchni morza producenci alkenonów wytwarzają więcej alkenonów nienasyconych niż nasyconych. Stosunek nasycenia do nienasycenia jest znany jako wskaźnik nienasycenia alkenonu. Zwykle oceniane alkenony to C37:2 i C37:3, które mają odpowiednio 37 atomów węgla i dwa lub trzy wiązania podwójne. Wskaźnik nienasycenia tych alkenonów, czyli UK'37, jest dodatnio związany z temperaturą powierzchni morza. Metoda analityczna znana jako chromatografia gazowa jest na ogół wystarczająco czuła, aby oddzielić te alkenony od siebie. Jednak glony wytwarzające alkenony często wytwarzają również chemicznie podobne estry metylowe kwasów tłuszczowych lub alkenoateny, których nie można odróżnić od alkenonów przy użyciu tej techniki. Zanieczyszczenie węglowodorami spowodowane zanieczyszczeniem może również dodatkowo zagmatwać analizę chromatograficzną. Aby dokładnie określić względne stężenie alkenonu, alkenoiany i nieznane węglowodory muszą zostać usunięte przed analizą metodami zmydlania i addukcji mocznika. Teraz, gdy dokonano przeglądu związku proporcji alkenonów w osadach z temperaturą powierzchni morza, przyjrzyjmy się technikom ich oczyszczania z całkowitego ekstraktu lipidowego i analizie współczynnika nienasycenia. Po zebraniu i wyekstrahowaniu osadu morskiego całkowity ekstrakt lipidowy (TLE) musi przejść wieloetapowy proces oczyszczania i analizy. Najpierw ekstrakt poddawany jest zmydlaniu w celu przekształcenia alkenoianów w sole karboksylowe i metanol przy użyciu mocnej zasady i ciepła. Inne estry kwasów tłuszczowych obecne w TLE zostaną zmydlone do soli i glicerolu. Po schłodzeniu mieszaniny do temperatury pokojowej dodaje się wodny roztwór soli w celu utworzenia soli i glicerolu. Mieszanina jest następnie zakwaszana w celu protonowania anionów karboksylowych, wytwarzając kwasy tłuszczowe. Na koniec alkenony i kwasy tłuszczowe są ekstrahowane z mieszaniny z heksanem. Następnie przeprowadza się chromatografię w żelu krzemionkowym w celu usunięcia zarówno związków niepolarnych, jak i polarnych kwasów tłuszczowych wytwarzanych przez zmydlanie. Wysuszony i zmydlony TLE rozpuszcza się w heksanie, a następnie ładuje do kolumny. Krzemionka zatrzymuje związki polarne silniej niż niepolarne. Najpierw związki niepolarne są usuwane za pomocą rozpuszczalnika apolarnego, takiego jak heksan. Następnie alkenony są eluowane przez umiarkowanie polarny rozpuszczalnik, taki jak dichlorometan, pozostawiając wysoce polarne kwasy tłuszczowe i inne niepożądane związki polarne na kolumnie. Jeśli pierwotna próbka osadu została pobrana z silnie zanieczyszczonego obszaru, przeprowadza się addukcję mocznika w celu usunięcia wszelkich pozostałych silnie rozgałęzionych lub cyklicznych węglowodorów. Wysuszoną frakcję o średniej polarności rozpuszcza się w mieszaninie rozpuszczalników, w której silnie polarny mocznik jest minimalnie rozpuszczalny, taki jak DCM i heksan. Stężony roztwór mocznika w metanolu jest następnie dodawany do TLE, powodując wytrącanie się kryształów mocznika. Cząsteczki o prostym łańcuchu, takie jak alkenony, mieszczą się w przestrzeniach między cząsteczkami w sieci krystalicznej mocznika, ale silnie rozgałęzione i cykliczne cząsteczki nie mieszczą się w nich i są wydalane. Po zakończeniu wzrostu kryształów kryształy mocznika są suszone, a następnie przemywane rozpuszczalnikiem niepolarnym w celu usunięcia wydalonych związków. Następnie kryształy rozpuszcza się w niewielkiej ilości wody. Alkenony ekstrahuje się z wody za pomocą niepolarnego rozpuszczalnika do analizy. Podczas gdy wszystkie poprzednie etapy oczyszczania nie rozróżniały gatunków alkenonów, niewielkie różnice w temperaturze wrzenia i strukturze molekularnej są wystarczające do rozdzielenia na kolumnie chromatografii gazowej. W połączeniu z detektorem płomieniowo-jonizacyjnym można określić względne stężenia alkenonów. Cząsteczki są identyfikowane na chromatogramie na podstawie czasu ich retencji, czyli czasu potrzebnego do opuszczenia kolumny przez związek. Czasy retencji pożądanych związków są ustalane za pomocą wzorców alkenonu. Względne stężenia alkenonów określa się na podstawie analizy obszarów pod szczytami zainteresowania. Wartość UK'37?, jest następnie obliczana na podstawie stężeń C37:2 i C37:3?w próbce. Dzięki zależności zastępczej temperatury powierzchni morza i wartości Wielkiej Brytanii 37?, analityk może ustalić temperaturę powierzchni morza w momencie osadzania się osadów. Analizując osady i skały osadowe, można zbadać wiele różnych aspektów historii Ziemi. Biostratygrafia to nauka zajmująca się określaniem wieku warstw lub warstw skalnych poprzez analizę obecnych skamieniałości. Ponieważ istnieje wiele źródeł osadów, skały osadowe z tego samego okresu mogą mieć dramatycznie różny skład na całym świecie. Pewne grupy gatunków w całej historii Ziemi, takie jak amonity, istniały na całym świecie i przeszły szybką ewolucję. Jeśli wizualnie odmienne warstwy skalne zawierają ten sam gatunek amonitu, można narysować korelację czasową między warstwami. W połączeniu z technikami takimi jak paleotermometria, można uzyskać obszerne informacje na temat historii Ziemi na podstawie zapisów kopalnych w próbkach naturalnych. Wiele gatunków otwornic lub otwornic znajduje się w osadach morskich na całym świecie. Otwornice mają muszle z węglanu wapnia i istnieją w oceanach Ziemi od milionów lat. Wiele gatunków żyje na dnie oceanu, a tym samym może dostarczać informacji o temperaturze w głębszych częściach oceanu. Stosunek magnezu do wapnia otwornic odpowiada temperaturze, ponieważ w cieplejszym klimacie wprowadzają one więcej magnezu do swoich muszli. Mnogość gatunków i obfitość otworów sprawia, że ich zapis kopalny jest przydatny do śledzenia zmian prądów oceanicznych w całej historii Ziemi oraz do biostratygrafii. W miarę rozchodzenia się płyt tektonicznych tworzą się między nimi nowe skały. W związku z tym właściwości skały otaczającej rozbieżną granicę płyt dostarczają informacji o ruchach płyt w czasie. Na przykład zmiany w polu magnetycznym Ziemi są zachowane w niektórych minerałach znajdujących się w skamieniałościach, skałach i osadach. Odkrycie symetrycznych zmian magnetyzmu wokół grzbietów śródoceanicznych znacząco przyczyniło się do obecnego zrozumienia rozprzestrzeniania się dna morskiego i tektoniki płyt. Właśnie obejrzałeś JoVE's Przegląd paleotermometrii alkenonowej. Powinieneś teraz zrozumieć zasady paleotermometrii i związek proporcji alkenonu w osadach morskich do temperatury powierzchni morza. Poniższe filmy z tej serii omówią bardziej szczegółowo ten złożony proces. Dzięki za oglądanie!

Education

JoVE Science Education

Environmental Sciences

Nauki o środowisku

Earth Science

Nauki o Ziemi

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