SCIENCE EDUCATION > Environmental Sciences

Earth Science

Diese Sammlung enthält Themen, die von der Geologie bis zur Geochemie reichen; mit einer Vielzahl von Demonstrationen, darunter physikalische und chemische Eigenschaften von Mineralien und die Analyse der Felsformationen.

  • Earth Science

    05:35
    Bestimmung der räumlichen Ausrichtung der Gesteinsschichten mit dem Brunton Kompass

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Die meisten Gesteinseinheiten zeigen irgendeine Form von planaren Flächen oder lineare Funktionen. Beispiele sind Bettwäsche - Schuld-, Bruch- und Gelenk-Oberflächen und verschiedene Formen der Schieferung und Mineral Ausrichtung. Die räumliche Orientierung der diese Funktionen bilden die kritische Rohdaten zur Bewältigung der Ursprung und die nachfolgenden VerformungGesteinseinheiten Modelle beschränken. Obwohl jetzt mehr als 100 Jahren seit seiner Erfindung und Einführung, der Brunton Kompass (Abbildung 1) ein zentrales Werkzeug im Arsenal der modernen Geologe der Feldgeräte bleibt. Es ist immer noch das wichtigste Werkzeug zur Erzeugung von Felddaten hinsichtlich der geometrischen Ausrichtung der planaren Gesteinsoberflächen oder lineare Rock Features. Diese Orientierung Messungen werden als Streik und Tauchen Sie ein und liefern die grundlegenden Daten für die Herstellung von geologischer Karten bezeichnet. Brunton Kompass kann darüber hinaus auch als traditionellen Kompass für Standort Übungen und Triangulation funktionieren. Schließlich kann es auch als eine Tasche Transit zur Messung der eckiger Erhebungen dienen. Abbildung 1. Brunton Kompass.

  • Earth Science

    07:12
    Verwendung von topographischen Karten, topographische Profile zu generieren

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Topographische Karten sind "Draufsicht" Darstellungen der Erdoberfläche dreidimensional. Sie sind ein Standardtyp der Kartenansicht, die Sicht der Overhead oder Antenne, bereitstellt.

    Die definierenden Eigenschaften einer topographischen Karte gehören die Konturlinien, die Standorte der konstanten Höhe angeben. Die Höhe Intervall zwischen den Höhenlinien ist derillierungsgrad zur Verfügung gestellt von der Karte und die Art der vorliegenden Topographie abhängig. Beispielsweise erfordern Regionen mit deutlichen topographischen unterschieden Höhenlinien getrennt von 40-100 ft., während in der Regel flach anliegende Regionen mit wenig topographische Variation im weiteren Sinne 10-20 ft. Konturen getrennt haben könnte. Für einen erfahrenen Benutzer solcher Karten sind die Muster gemacht durch die topographischen Linien Vertreter der verschiedenen Landform Muster, z. B. Grate, Täler, Hügel und Hochebenen.

  • Earth Science

    08:54
    Machen einen geologischen Querschnitt

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Geologische Karten waren zuerst hergestellt und in Europa, in die Mitte bis Endedes 18. Jahrhunderts verwendet. Seitdem wurden sie ein wichtiger Teil der geologischen Untersuchungen auf der ganzen Welt, die sich bemühen, Rock-Distributionen auf der Oberfläche der Erde, im Untergrund, und ihre Veränderung durch die Zeit zu verstehen. Eine moderne geologischerte ist eine umfassende Darstellung der Felsen und Felsstrukturen in einer zweidimensionalen Draufsicht. Die Basis für die meisten geologischen Karten ist eine topographische Karte, auf welche, die Farbe Variationen gestellt worden sind, um bestimmte Gesteinseinheiten darzustellen. Die Grenzen zwischen der Gesteinseinheiten nennt man Kontakte. Geologische Karten enthalten neben der Oberleitungen Symbole, die Hauptmerkmale, wie Dip und Streik der Gesteinseinheiten, Antiklinalen und karbonischen und die Spuren der Schuld Oberflächen darstellen. Obwohl die zweidimensionale Kartenansicht nützlich ist, ist eine zentrale Aufgabe des Geologen, die Art und Ausrichtung der Gesteine im Untergrund abzuleiten. Dies geschieht mithilfe von geologischen Regeln, Rückschlüsse und Prognosen nach unten von der Oberfläche. Das Ergebnis einer geologischen Querschnitt, eine Ansicht ist, die im Wesentlichen ein Cutaway-Bild liefert würde ähnlich wie eine auf einer Felswand oder in einer Roadcut sehen.

  • Earth Science

    07:32
    Physikalischen Eigenschaften des Minerals I: Kristalle und Spaltung

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Die physikalischen Eigenschaften der Mineralien umfassen verschiedene messbar und erkennbaren Attribute, einschließlich Farbe, Streifen, magnetische Eigenschaften, Härte, Kristall Wuchsform und Kristall Dekolleté. Jede dieser Eigenschaften sind Mineral-spezifisch, und sie beziehen sich grundsätzlich auf einer bestimmten Minerals chemische Zusammensetzung undmstruktur. Dieses Experiment untersucht zwei Eigenschaften, die in erster Linie aus symmetrischen Wiederholung grundlegende, strukturelle Atom-Gruppierungen, Einheit-Zellen in einem Kristallgitter, Kristall Wuchsform und Kristall Spaltung genannt. Crystal Wuchsform ist der makroskopischen Ausdruck der atomaren Ebene Symmetrie, erzeugt durch die natürlichen Wachstumsprozess einer wachsenden Kristallgitter Einheit Zellen (die molekularen Bausteine von Mineralien) hinzufügen. Zonen der schnellen Einheit-Zelle-Zusatz werden die Kanten zwischen den planaren Flächen, d. h. Flächen des Kristalls. Es ist wichtig zu erkennen, dass Felsen Gesteinskörnungen mineralischen Körner sind. Die meisten Felsen sind Polymineralic (mehrere Arten von mineralischen Körner), aber einige sind effektiv Monomineralic (bestehend aus einem einzigen Mineral). Da Felsen Kombinationen von Mineralien sind, Felsen nicht gekennzeichnet als kristalline Form. In einigen Fällen beziehen sich G

  • Earth Science

    07:16
    Physikalische Eigenschaften von Mineralien II: Polymineralic Analyse

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Die physikalischen Eigenschaften der Mineralien gehören verschiedene messbar und erkennbaren Attribute, einschließlich Farbe, Streifen, magnetische Eigenschaften, Härte, Kristall Wuchsform und Kristall Dekolleté. Diese Eigenschaften sind Mineral-spezifisch, und sie beziehen sich grundsätzlich auf einer bestimmten Minerals chemische Zusammensetzung und Atomstruktur.

    eses Video untersucht mehrere physikalische Eigenschaften, die in Feld und Hand mineralischen Probenidentifikation nützlich sind – Farbe, Glanz, Streifen, Härte, Magnetismus und Reaktion mit Säuren. Im Gegensatz zu Kristallform und Kristall-Spaltung diese Eigenschaften sind eher eng mit mineralischen chemische Zusammensetzung als atomare Struktur, aber beide spielen eine Rolle. Es ist wichtig zu erkennen, dass Felsen Gesteinskörnungen mineralischen Körner sind. Die meisten Felsen sind Polymineralic (mehrere Arten von mineralischen Körner), aber einige sind effektiv Monomineralic (bestehend aus einem einzigen Mineral). Im Gegensatz zu Kristallform und Spaltung, die Bedingungen für Mineralstufen reserviert sind, könnte die Geologen gelegentlich an einen Felsen als eine allgemeine Art von Farbe, Härte, Magnetismus oder Reaktion mit Säure beziehen. Das heißt, sind die physikalischen Eigenschaften, die hier betrachtete potenziell geeignet für den Einsatz mit Felsen sowie bestimmte Mi
  • Earth Science

    07:27
    Eruptivgestein vulkanischen

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Magmatischen Gesteine sind die Produkte von Kühlung und Kristallisation von Magma. Vulkanische Gesteinen sind einer bestimmten Sorte von Eruptivgestein, als Folge von Magma Verletzung der Oberfläche, dann abkühlen und kristallisieren in der subaerischer Umgebung bilden.

    Magma ist flüssigen Gestein, das in der Regel bei Temperatur von ca. 800 ° C bis 1200 ° Cldung 1 reicht). Magma selbst entsteht im Inneren der Erde über drei primäre schmelzende Mechanismen, nämlich die Zugabe von Hitze, Zugabe von flüchtigen Stoffen und Dekompression. Jeder Modus der Schmelze Generation neigt dazu, bestimmte Arten von Magma produzieren und somit unterschiedliche eruptive Stilen und Strukturen. Abbildung 1:  Frische Lava Ausbruch am Kilauea, Hawaii. Lava ist die Bezeichnung für Magma, das an der Erdoberfläche ist.

  • Earth Science

    09:26
    Aufdringliche Eruptivgestein

    Quelle: Labor von Alan Lester - University of Colorado at Boulder

    Magmatischen Gesteine sind Produkte der Kühlung und Kristallisation von hoher Temperatur flüssigen Gestein, Magma genannt. Magmatische Temperaturen reichen in der Regel von ca. 800 ° C bis 1.200 ° C. Geschmolzenes Gestein ist vielleicht zum Glück für den Menschen, eine Anomalie auf dem Planeten Erde. Wenn eine zufällige und imaginären Bohrung in der Erde vorgenommen es wahrscheinlich nicht erreichen würde eine Region wirklich und völlig geschmolzenen Materials bis zu den äußeren Kern fast 2.900 km unter der Oberfläche (Erdradius beträgt 6.370 km). Dieses geschmolzene Material bestünde auch dort überwiegend flüssige Eisen, nicht wahr Silikat-Rock und werden nicht in der Lage jemals die Erdoberfläche erreicht. Vulkanausbrüche und magmatischen Gesteine treten jedoch auf, und sie sind Beweise dafür, dass gibt es in der Tat Randgebieten der Schmelz- und Magma Generation im Inneren der Erde.

  • Earth Science

    08:27
    BGDGT Biomarker-Analyse für Paläoklimatologie im Überblick

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    In dieser Serie von Videos wurden natürliche Proben extrahiert und gereinigt auf der Suche nach organischen Verbindungen, genannt Biomarker, die Informationen über die klimatischen Bedingungen und Umgebungen der Vergangenheit beziehen können. Eines der analysierten Proben war Sediment. Sedimente reichern sich im Laufe der geologischen Zeit in Becken, Vertiefungen inr Erde in denen Sediment fließt durch die Einwirkung von Flüssigkeit (Wasser oder Luft), Bewegung und Schwerkraft. Zwei Haupttypen von Becken vorhanden, Marine (Ozeane und Meere) und lacustrine (Seen). Wie man vermuten könnte, Leben sehr unterschiedliche Arten des Lebens in diesen Einstellungen, der Unterschied im Salzgehalt zwischen ihnen größtenteils angetrieben. In den letzten Jahrzehnten entdeckt Bio Geochemiker eine Toolbox von Biomarker-Proxys oder Verbindungen, die zur Beschreibung Klima oder Umwelt, von denen einige in marinen Lebensräume und einige von denen arbeiten in lacustrine arbeiten. Wir richten unsere Aufmerksamkeit hier zum lacustrine reich und verzweigte Glycerin Dialkylcarbonat Glycerin Tetraethers ()Abbildung 1). In diesem Abschnitt konzentrieren wir uns auf die Analyse der terrestrischen Paleotemperature mit verzweigten Glycerin Dialkylcarbonat Glycerin Tetrathers (Abbildung 1; BrGDGTs) und der MBT/CBT-Proxy. Diese Vollmacht wurde zunächst von Weij

  • Earth Science

    10:10
    Alkenone Biomarker-Analyse für Paleothermometry im Überblick

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    In dieser Serie von Videos wurden natürliche Proben extrahiert und gereinigt auf der Suche nach organischen Verbindungen, genannt Biomarker, die Informationen über die klimatischen Bedingungen und Umgebungen der Vergangenheit beziehen können. Eines der analysierten Proben war Sediment. Sedimente reichern sich im Laufe der geologischen Zeit in Becken, Vertiefungen inr Erde in denen Sediment fließt durch die Einwirkung von Flüssigkeit (Wasser oder Luft), Bewegung und Schwerkraft. Zwei Haupttypen von Becken vorhanden, Marine (Ozeane und Meere) und lacustrine (Seen). Wie man vermuten könnte, Leben sehr unterschiedliche Arten des Lebens in diesen Einstellungen, der Unterschied im Salzgehalt zwischen ihnen größtenteils angetrieben. In den letzten Jahrzehnten entdeckt Bio Geochemiker eine Toolbox von Biomarker-Proxys oder Verbindungen, die zur Beschreibung Klima oder Umwelt, von denen einige in marinen Lebensräume und einige von denen arbeiten in lacustrine arbeiten. Wir richten unsere Aufmerksamkeit hier auf die marine Realm und Alkenone Paleothermometry über die Uk'37 Meer Oberflächentemperatur Proxy. Die etabliertesten und allgemein angewandten offenen Ozean Biomarker Meer Oberflächentemperatur (SST) Proxy ist Uk'37. Uk'37 = (C37:2) / (C37:2 + C37:3) (siehe Herbert1<

  • Earth Science

    07:22
    Beschallung Extraktion von Lipid Biomarker aus Sediment

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Das Material, bestehend aus der lebenden "Bio" Anteil an jedem Ökosystem (Blätter, Pilze, Rinde, Gewebe; Abbildung 1) unterscheidet sich grundlegend von dem Material der unbelebten "anorganischen" Aktie (Felsen und ihre konstituierenden Mineralien, Sauerstoff, Wasser, Metalle). Organisches Material enthält Kohlenstoff verbunden zu einer Reihe anderer Kohlenstoff undsserstoff Moleküle (Abbildung 2), die sie von anorganischem Material unterscheidet. Carbon ermöglicht breite Valenz (03:56) es, bis zu vier separate kovalente Bindungen mit benachbarten Atomen, in der Regel C, H, O, N, S und P. bilden Es kann bis zu drei kovalente Bindungen auch teilen, mit einem anderen Atom, wie z. B. die Dreifachbindung in der oft giftige Zyanid oder Nitril, Gruppe. Seit 4,6 Milliarden Jahren führte diese Flexibilität zu einer erstaunlichen Vielfalt an chemischen Strukturen, die sich in Größe, Komplexität, Polarität, Form und Funktion unterscheiden. Der wissenschaftlichen Bereich der organische Geochemie befasst sich mit der Identifizierung und Charakterisierung des Gesamtangebots von nachweisbaren organischen Verbindungen, Biomarker, produziert von Leben auf diesem Planeten, sowie andere, durch geologische Zeit genannt. Abbildung 1. Organisches Material, wie Bäume, Blätter und Moos, unterscheiden si

  • Earth Science

    08:03
    Soxhlet-Extraktion von Lipid Biomarker aus Sediment

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Jedes Labor braucht Standards, die der Wertentwicklung, Genauigkeit und Präzision ihrer Instrumente im Laufe der Zeit, eine Messung, die heute zu gewährleisten ist das gleiche wie eine Messung gemacht ein Jahr ab jetzt (Abbildung 1). Da Normen die Entwicklung der Instrumente über einen langen Zeitraum hinweg testen müssen, sind oft große Mengen der Standardsrderlich. Viele chemische Standards sind wissenschaftliche Handelsunternehmen wie Sigma-Aldrich und Fisher erhältlich. Jedoch haben einige Verbindungen, die in der Natur vorkommen und für paläoklimatische Untersuchungen relevant sind, noch nicht isoliert und gereinigt erworben wurden. Daher müssen diese Verbindungen natürlichen Proben entnommen werden, und wegen der großen Volumes der geforderten Standards müssen große Mengen an Sediment extrahiert werden. Die beschleunigte Solvent Extraction (Dionex) und Beschallung Extraktionen eignen sich nicht für die Gewinnung von so großen Sediment-Volumen. Unter diesen Umständen wird eine Soxhlet-Extraktion verwendet. Abbildung 1: Schematische Darstellung, wie chemische standard überwacht die Leistung eines Instruments durch die Zeit. Die gestrichelte Linie stellt eine 1:1 Beziehung zwischen akzeptiert und (auf dem Instrument) gemessenen Wert einer Variablen. Jeder Stern ist eine wöchentliche Messung des chemischen Standards. Grüne Ster

  • Earth Science

    06:41
    Extraktion von Biomarkern aus Sedimenten - beschleunigte Lösemittelextraktion

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Die Verteilung von einer Gruppe von organischen Biomarker genannt Glycerin-Dialkylcarbonat Glycerin-Tetraethers (GDGTs), produziert von einer Suite von Archaeen und Bakterien, fanden sich in modernen Sedimenten zu ändern in einer vorhersagbaren Weise als Reaktion auf Luft oder Wasser Temperatur1,2. Daher kann die Verteilung dieser Biomarker in einer Abfolge on Sedimenten des bekannten Alters verwendet werden, um die Entwicklung der Luft und/oder Wasser Temperatur, tausendjährigen dekadische Fristen (Abbildung 1) zu rekonstruieren. Die Produktion von langen hochauflösende Aufzeichnungen der vergangenen Klimas, Paläoklimatologie, genannt hängt die schnelle Analyse von Hunderte, möglicherweise Tausende von Proben. Ältere Extraktionstechniken, wie Beschallung oder Soxhlet, sind zu langsam. Jedoch wurde die neuere Technik beschleunigt Solvent Extraction mit Effizienz im Verstand entworfen. Abbildung 1: Ein Beispiel für eine Paläoklima-Eintrag zeigen Veränderungen in der Meeresoberflächentemperatur (SST) im östlichen Mittelmeer in den vergangenen Jahren ~ 27.0003. Dieser Datensatz besteht aus ~ 115 Proben und basiert auf der isoprenoider GDGT basierende TEX86 SST Proxy.

  • Earth Science

    08:28
    Umwandlung von Fettsäure-Methylester durch Verseifung für Uk'37 Paleothermometry

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Das Produkt ein Bio solvent-Extraktion, eine totale Lipid-Extrakt (TLE), ist oft eine komplexe Mischung von Hunderten, wenn nicht Tausende von verschiedenen Verbindungen. Der Forscher ist oft nur eine Handvoll Verbindungen interessiert oder bei Interesse an vielen, müssen möglicherweise unerwünschte Bestandteile zu entfernen, die "im Weg" sind oder Co eluierenden.ispielsweise werden die Konzentrationen der einzelnen Substanzen in einer Probe oft auf einen Gaschromatographen, gekoppelt an eine Flamme ionisierende Detektor (GC-FID) bestimmt, da die Beziehung zwischen FID Reaktion (in pA) und die Menge der Verbindung in einer Probe (z.B. ng/µL) sowohl lineare als auch empfindlich ist. Der GC-Teil des Instruments trennt verschiedene Verbindungen in einer Probe, basierend auf ihren Siedepunkt, chemische Struktur und Affinität zu einer festen Phase, die je nach Anwendung ändern können. Das Ergebnis ist ein Chromatogramm (Abb.Ure 1) zeigt die Trennung der verschiedenen chemischen Bestandteile in Zeit als auch die relative Konzentration (berechnet als die Fläche unter der Kurve). Aber elutes manchmal mehr als eine Verbindung aus dem GC zu einem Zeitpunkt (Abb.Ure 1). Probereinigung ist in diesem Fall erforderlich, bevor Verbindungen sicher quantifiziert werden können. Abbildung 1. Ein Chromatogramm zeigt die Trennung der verschiedene

  • Earth Science

    09:17
    Reinigung des gesamten Lipid-Extrakt mit Säulenchromatographie

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Das Produkt ein Bio solvent-Extraktion, eine totale Lipid-Extrakt (TLE), ist oft eine komplexe Mischung von Hunderten, wenn nicht Tausende von verschiedenen Verbindungen. Der Forscher ist oft nur eine Handvoll Verbindungen interessiert. Die Verbindungen des Interesses können gehören zu einer der mehrere Klassen von Verbindungen wie Alkane, Ketone, Alkohole und Säurenbbildung 1), und es möglicherweise sinnvoll, die Stoffklassen zu entfernen, zu denen es nicht gehört, um einen besseren Überblick über die Verbindungen zu erhalten, die Sie interessieren. Beispielsweise kann ein TLE enthalten 1.000 Verbindungen, aber die Uk'37 Meer Oberflächentemperatur Proxy basiert auf nur zwei Verbindungen (Alkenone) und TEX86 Meer Oberflächentemperatur Proxy basiert auf nur vier (Glycerin Dialkylcarbonat Glycerin Tetraethers). Es wäre gut beraten, den Forscher, wie viele der Verbindungen zu entfernen, die sie nicht interessieren. Dies macht die instrumentelle Analytik der Verbindungen von Interesse (Alkenone oder GDGTs), seltener durch andere äußeren Verbindungen erschwert werden. In anderen Fällen kann eine vorgeschaltete Reinigung Technik Verbindungen hergestellt haben, die Sie jetzt aus der Probe, wie zur Herstellung von Carbonsäuren während Verseifung in unserem vorherigen Video entfernen möchten. In den beiden oben genan

  • Earth Science

    07:51
    Entfernung von verzweigte und zyklische Verbindungen von Harnstoff Adduktion für Uk'37 Paleothermometry

    Quelle: Labor von Jeff Salacup - University of Massachusetts Amherst

    Wie bereits in vorherigen Videos, das Produkt ein Bio solvent-Extraktion, ist ein totale Lipid-Extrakt (TLE), oft eine komplexe Mischung von Hunderten, wenn nicht Tausende von verschiedenen Verbindungen. Der Forscher ist oft nur eine Handvoll Verbindungen interessiert. Bei unseren zwei Bio-Paleothermometers (Uk'37 und MBT/CBT), das Interesse ist in nur 6 Verbindungen (2 Alkenone und 4 isoprenoider Glycerin Dialkylcarbonat Glycerin Tetraethers). Wie in den vorherigen zwei Videos in dieser Serie besprochen, können Reinigungstechniken angewendet werden, um die Anzahl der Verbindungen in einer untersuchten Probe pare. Diese Techniken können chemisch verändern die unerwünschten Komponenten (Verseifung), profitieren Sie von den verschiedenen zusammengesetzten Chemikalien (Säulenchromatographie) oder die verschiedenen Formen und Größen der Moleküle oder Ausschließen bestimmter Komponenten aus der Analyse (Harnstoff Adduktion). Die atomare Struktur von verschiedenen Chemikalien führt einige organischen Verbindungen zu bilden lange, schmale, gerade Ketten (n-Alkane und Alkenone), andere organischen Verbindungen zu komplexen zyklischen Strukturen, andere zu stark verzweigte Strukturen, und wieder andere bilden beide zyklischen und verzweigte Strukturen (GDGTs) (Abbildung 1). Die verschiedenen Formen und Größen der Verbindungen in einer

JoVE IN THE CLASSROOM

PROVIDE STUDENTS WITH THE TOOLS TO HELP THEM LEARN.

JoVE IN THE CLASSROOM