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">
Paleotermometri, tarih öncesi alglerin geride bıraktığı gibi doğal örneklerdeki belirli kimyasalların analizi yoluyla geçmiş sıcaklıkların hesaplanmasıdır. 
Algler, binlerce yıldır Dünya'nın okyanuslarında ve göllerinde bol miktarda bulunan çeşitli organizmalar grubudur. Eski algler tarafından tortuda biriken bazı kimyasal bileşikler, araştırmacılara Dünya'nın tarihi hakkında değerli bilgiler sağlayabilen organik bileşikler olan biyobelirteçler olarak işlev görür. Aslında, tortudaki alg biyobelirteç içeriğinin analizi, araştırmacıların yüz milyonlarca yıl önce Dünya'nın sıcaklığını belirlemelerine olanak tanır. 
Böyle bir kayıt, bazı kokolitofor türlerinden gelmektedir. Bu algler, ortamlarının sıcaklığına bağlı olarak değişen miktarlarda sağlam bir biyobelirteç sınıfı olan alkenon üretir. Alkenon analizi, öncelikle Dünya'nın okyanuslarının çağlar ve çağlar önce deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için kullanılır. 
Bu video, paleoklimatolojide alkenonların kullanımını gösterecek ve geçmiş deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için alkenonların izole edilmesi, saflaştırılması ve analiz edilmesi sürecini açıklayacaktır. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
Adından da anlaşılacağı gibi, "Alkenon paleotermometrisi", alkenonlar olarak bilinen lipitlerin analizine dayanır. Alkenon paleotermometrisi, alkenonlara dayanmaktadır; 37 karbon atomu ve 2 ila 4 çift bağ içeren uzun zincirli, doymamış alkil ketonlar. Her çift bağ bir doymamışlık bölgesidir. Düşük deniz yüzeyi sıcaklıklarında, alkenon üreticileri doymuş alkenonlardan daha fazla doymamış alkenon üretir. Doygunluğun doymamışlığa oranı, Alkenon Doymamışlık İndeksi olarak bilinir. 
Genellikle değerlendirilen alkenonlar, sırasıyla 37 karbona ve iki veya üç çift bağa sahip olan C37:2 ve C37:3'dir. Bu alkenonların Doymamışlık İndeksi veya UK'37, deniz yüzeyi sıcaklığı ile pozitif ilişkilidir. Gaz kromatografisi olarak bilinen analitik yöntem genellikle bu alkenonları birbirinden ayıracak kadar hassastır. Bununla birlikte, alkenon üreten algler genellikle kimyasal olarak benzer yağ asidi metil esterleri veya alkenoatlar üretir ve bunlar bu teknik kullanılarak alkenonlardan ayırt edilemez. Kirlilikten kaynaklanan hidrokarbon kirliliği de kromatografik analizleri daha da bulanıklaştırabilir. Bağıl alkenon konsantrasyonunu doğru bir şekilde belirlemek için, alkenoatlar ve bilinmeyen hidrokarbonlar, analizden önce sabunlaştırma ve üre addüksiyonu yöntemleriyle uzaklaştırılmalıdır. 
Sediment alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığı ile ilişkisi gözden geçirildiğine göre, bunların toplam lipit ekstraktından saflaştırılması için tekniklere ve doymamışlık oranının analizine bakalım. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
Deniz tortusu toplandıktan ve ekstrakte edildikten sonra, toplam lipit ekstraktı veya TLE, çok aşamalı bir saflaştırma işleminden geçmeli ve analiz edilmelidir. İlk olarak, ekstrakt, güçlü bir baz ve ısı kullanarak alkenoatları karboksilat tuzlarına ve metanole dönüştürmek için sabunlaşmaya tabi tutulur. TLE'de bulunan diğer yağ asidi esterleri, tuzlara ve gliserole sabunlaştırılacaktır. 
Karışımı oda sıcaklığına soğuttuktan sonra, tuzlar ve gliserol oluşturmak için sulu bir tuz çözeltisi eklenir. Karışım daha sonra karboksilat anyonlarını protonlamak için asitleştirilir ve yağ asitleri üretilir. Son olarak, alkenonlar ve yağ asitleri heksan ile karışımdan ekstrakte edilir. 
Silika jel kromatografisi daha sonra hem apolar bileşikleri hem de sabunlaşma ile üretilen polar yağ asitlerini uzaklaştırmak için gerçekleştirilir. Kurutulmuş ve sabunlaştırılmış TLE, heksan içinde çözülür ve daha sonra bir kolona yüklenir. Silika, polar bileşikleri apolar bileşiklerden daha güçlü tutar. 
İlk olarak, apolar bileşikler, heksan gibi bir apolar çözücü ile uzaklaştırılır. Daha sonra, alkenonlar, diklorometan gibi orta derecede polar bir çözücü tarafından ayrıştırılır ve yüksek derecede polar yağ asitleri ve diğer istenmeyen polar bileşikler kolon üzerinde bırakılır. 
Orijinal tortu numunesi çok kirli bir alandan toplanmışsa, kalan yüksek oranda dallanmış veya döngüsel hidrokarbonları uzaklaştırmak için üre addüksiyonu gerçekleştirilir. Kurutulmuş orta polarite fraksiyonu, DCM ve heksan gibi güçlü polar ürenin minimum düzeyde çözünür olduğu bir çözücü karışımı içinde çözülür. Metanol içinde konsantre bir üre çözeltisi daha sonra TLE'ye eklenir ve üre kristallerinin çökelmesine neden olur. 
Alkenonlar gibi düz zincirli moleküller, üre kristal kafesindeki moleküller arasındaki boşluklara sığar, ancak çok dallı ve döngüsel moleküller sığmaz ve dışarı atılır. 
Kristal büyümesi bittiğinde, üre kristalleri kurutulur ve daha sonra dışarı atılan bileşikleri uzaklaştırmak için apolar bir çözücü ile yıkanır. Daha sonra kristaller az miktarda su içinde çözülür. Alkenonlar, analiz için apolar bir çözücü ile sudan ekstrakte edilir. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
Önceki tüm saflaştırma adımları alkenon türleri arasında ayrım yapmasa da, kaynama noktası ve moleküler yapıdaki küçük farklılıklar bir gaz kromatografisi kolonunda ayırma için yeterlidir. Bir alev iyonizasyon detektörü ile eşleştirildiğinde, alkenonların nispi konsantrasyonları belirlenebilir. 
Moleküller, kromatogramda tutma süreleri veya bileşiğin kolondan çıkması için gereken süre ile tanımlanır. İstenilen bileşiklerin alıkonma süreleri alkenon standartları ile tespit edilmektedir. 
Alkenonların nispi konsantrasyonları, ilgilenilen zirvelerin altındaki alanların analizinden belirlenir. UK'37 değeri daha sonra numunedeki C37:2 ve C37:3 konsantrasyonlarından hesaplanır. Deniz yüzeyi sıcaklığı vekil ilişkisi ve UK'37 değeri ile analist, tortu birikimi sırasındaki deniz yüzeyi sıcaklığını çözebilir. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
Dünya tarihinin birçok farklı yönü, tortu ve tortul kaya analizi ile araştırılabilir. 
Biyostratigrafi, mevcut fosillerin analizi ile kaya katmanlarının veya tabakalarının yaşlarını belirleme çalışmasıdır. Birçok tortu kaynağı olduğundan, aynı zaman dilimine ait tortul kayaçlar dünya çapında önemli ölçüde farklı bileşimlere sahip olabilir. Dünya tarihi boyunca, ammonitler gibi belirli tür kümeleri dünya çapında var oldu ve hızlı bir evrim geçirdi. Görsel olarak farklı kaya tabakalarının her ikisi de aynı ammonit türünü içeriyorsa, tabakalar arasında zamansal bir korelasyon çizilebilir. Paleotermometri gibi tekniklerle birleştirildiğinde, doğal örneklerdeki fosil kayıtlarından Dünya'nın tarihi hakkında kapsamlı bilgiler belirlenebilir. 
Birçok foraminifer türü veya foram, dünya çapında deniz çökeltilerinde bulunur. Foramlar kalsiyum karbonat kabuklarına sahiptir ve milyonlarca yıldır Dünya okyanuslarında var olmuştur. Birçok tür okyanus tabanında yaşar ve bu nedenle okyanusun daha derin kısımları hakkında sıcaklık bilgisi sağlayabilir. Foramların magnezyum / kalsiyum oranı, daha sıcak iklimlerde kabuklarına daha fazla magnezyum ekledikleri için sıcaklığa karşılık gelir. Türlerin çokluğu ve foramların bolluğu, fosil kayıtlarını Dünya tarihi boyunca okyanus akıntılarındaki değişiklikleri izlemek ve biyostratigrafi için yararlı kılar. 
Tektonik plakalar birbirinden uzaklaştıkça aralarında yeni kayalar oluşur. Buna bağlı olarak, farklı bir levha sınırını çevreleyen kayanın özellikleri, zaman içindeki levha hareketleri hakkında bilgi sağlar. Örneğin, Dünya'nın manyetik alanındaki değişiklikler fosillerde, kayalarda ve tortularda bulunan bazı minerallerde korunur. Okyanus ortası sırtları hakkındaki manyetizmadaki simetrik değişikliklerin keşfi, deniz tabanının yayılması ve levha tektoniğinin mevcut anlayışına önemli ölçüde katkıda bulundu. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
JoVE'nin Alkenon Paleotermometrisine Genel Bakış kitabını az önce izlediniz. Artık paleotermometrinin ilkelerini ve deniz tortusundaki alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığıyla ilişkisini anlamalısınız. Bu serideki aşağıdaki videolar bu karmaşık süreç hakkında daha fazla ayrıntıya girecektir. 
İzlediğiniz için teşekkürler! 
</div>

paleotermometri için alkenon biyobelirteç analizine genel bir bakış

Kaynak: Jeff Salacup Laboratuvarı - Massachusetts Amherst Üniversitesi
Bu video serisi boyunca, geçmişin iklimleri ve çevreleri hakkındaki bilgileri ilişkilendirebilecek biyobelirteçler olarak adlandırılan organik bileşikler aramak için doğal örnekler çıkarıldı ve saflaştırıldı. Analiz edilen örneklerden biri tortuydu. Çökeltiler, havzalarda jeolojik zaman boyunca birikir, tortunun sıvı (su veya hava), hareket ve yerçekimi yoluyla aktığı Dünya'daki çöküntüler. Deniz (okyanuslar ve denizler) ve göl (göller) olmak üzere iki ana havza türü vardır. Tahmin edilebileceği gibi, bu ortamlarda, büyük ölçüde aralarındaki tuzluluk farkından kaynaklanan çok farklı yaşam türleri yaşamaktadır. Son birkaç on yılda, organik jeokimyacılar, bazıları deniz ortamlarında ve bazıları gölde çalışan, iklim veya çevreyi tanımlamak için kullanılabilecek bir biyobelirteç vekilleri veya bileşiklerden oluşan bir araç kutusu keşfettiler. Burada dikkatimizi Uk'37 deniz yüzeyi sıcaklığı vekilini kullanarak deniz alemine ve alkenon paleotermometrisine çeviriyoruz. 
En köklü ve yaygın olarak uygulanan açık okyanus biyobelirteç deniz yüzeyi sıcaklığı (SST) vekili Uk'37'dir. 
Uk'37 = (C37:2) / (C37:2 + C37:3) (inceleme için Herbert1 sayfasına bakınız)
İndeks, bazı haptofit alg sınıfları tarafından üretilen ve alkenon adı verilen iki çoklu doymamış uzun zincirli alkil ketonun oranına dayanmaktadır2,3. Kültür4,5 ve çekirdek üstü sediment6 kalibrasyon çalışmaları, kantitatif bir SST vekili olarak Uk'37 İndeksi'nin geliştirilmesine yol açmıştır. Şaşırtıcı bir şekilde, Prahl ve ark.4}:
Uk'37 = 0.034(SST) + 0.039,
Ve Müller ve ark.6,
Uk'37 = 0.033(SST) + 0.044,
 istatistiksel olarak aynıdır. 
Yeniden yapılandırılmış Uk'37 sıcaklıkları, küresel okyanustaki çeşitli iklim ve haptofit üretim rejimleri için ortalama yıllık SST ile en iyi korelasyonu gösterir7. Alkenonlar, erken Eosen'den modern çağa8 kadar olan deniz tortusu çekirdeklerinde ve yükseltilmiş deniz tortusunun açıkta kalan mostralarında9 tespit edilir, bu da jeolojik zaman boyunca çok kararlı olduklarını ve bu nedenle bir paleoiklim aracı olarak yararlı olduklarını düşündürür. Uk'37, decadal10 ila yörünge11,12 zaman ölçeklerinde paleo deniz yüzeyi sıcaklık değişikliklerini belgelemek için kullanılmıştır ve bu nedenle çok yönlüdür. 
Açık okyanusta, Emiliania huxleyi ve Gephyrocapsa oceanica kokolitoforları çoğu alkenon üretiminden sorumludur. Bu haptofitlerin neden büyüme sıcaklığına bağlı olarak alkenonların doymamışlık oranını değiştirdiği henüz bilinmemektedir. Başlangıçta alkenonların haptofit hücre duvarlarının bileşenleri olduğu ve doymuş yağların oda sıcaklığında katı, doymamış yağların ise sıvı olması gibi, zarı sıvı tutmak için doymamışlıklarının ayarlandığı düşünülüyordu. Bununla birlikte, bu soruya yönelik deneyler, hücre zarları ile ilişkili olmak yerine, alkenonların hücre içindeki enerji depolama yapıları ile ilişkili olduğunu buldu. Bu nedenle, hücre içindeki kullanımları açık bir soru olmaya devam etmektedir. 
Son zamanlarda, göl ortamlarında alkenonlar bulunmuştur. Ancak, faydaları şu ana kadar sınırlı kalmıştır. Deniz alemindekilerden farklı alkenon üreticileri göllerde yaşar ve bu nedenle su sıcaklığı ile doymamışlık arasındaki kalibrasyon (Uk'37) farklıdır. Dahası, bu kalibrasyon göller arasında farklıdır ve bu da 'küresel' bir kalibrasyonun oluşturulmasını olası kılmaz. Ne yazık ki, yerel kalibrasyonların oluşturulması pahalı ve zaman alıcıdır ve bu nedenle göllerdeki Uk'37'nin geleceği de şu anda sınırlıdır. 
Alkenonlar genellikle deniz çökeltilerinden ekstrakte edilir. Çoğu zaman, alkenon üreten aynı organizmalar, alkenoat adı verilen alkenonların yağ asidi metil esterlerini üretir. Bu bileşikler, bir gaz kromatografı üzerindeki alkenonlarla birlikte elüte olur ve niceliklerinin belirlenmesini zorlaştırır. Bu nedenle, bu ekstraktlar genellikle alkenoatları uzaklaştırmak için bir sabunlaştırmaya tabi tutulacaktır. Sabunlaştırma, gaz kromatografı uygun olmayan karboksilik asitler ürettiğinden, karboksilik asitleri ekstrakttan çıkarmak için sabunlaştırmadan sonra bir silika jel sütunu gerçekleştirilmelidir. Alkenonlar, asitler kolon üzerinde bırakılırken diklorometan içinde ortaya çıkan orta polarite keton fraksiyonunda ortaya çıkar. Son olarak, sanayi merkezlerinin yakınındaki haliçler gibi çok kirli alanlardan elde edilen çökeltiler gibi aşırı durumlarda, gaz kromatografı üzerindeki alkenonlarla koelüte olan bilinmeyen bileşikleri uzaklaştırmak için bir üre addüksiyonu da gerekebilir. 
Toplam lipid ekstraktı saflaştırıldıktan sonra, ekstrakte edilen ve saflaştırılan numune, bir alev iyonlaştırıcı dedektöre bağlı bir gaz kromatografı üzerinde çalıştırılır. İki alkenonun nispi konsantrasyonu, sadece bu amaç için tasarlanmış bilgisayar yazılımında (Agilent Chemstation gibi) bileşiklerin her biri için eğrinin altındaki alanın elde edilmesiyle belirlenir. Bu alanlar daha sonra yukarıda gösterilen Uk'37 oranı denklemine konulur ve 0 ile 1 arasında değişen bir Uk'37 değeri elde edilir. Bu Uk'37 değerleri daha sonra yukarıda açıklananlar gibi bir kalibrasyon kullanılarak deniz yüzeyi sıcaklık değeriyle eşleştirilir. 
<div class="chapter_text" id="script_0">
Paleotermometri, tarih öncesi alglerin geride bıraktığı gibi doğal örneklerdeki belirli kimyasalların analizi yoluyla geçmiş sıcaklıkların hesaplanmasıdır. 
Algler, binlerce yıldır Dünya'nın okyanuslarında ve göllerinde bol miktarda bulunan çeşitli organizmalar grubudur. Eski algler tarafından tortuda biriken bazı kimyasal bileşikler, araştırmacılara Dünya'nın tarihi hakkında değerli bilgiler sağlayabilen organik bileşikler olan biyobelirteçler olarak işlev görür. Aslında, tortudaki alg biyobelirteç içeriğinin analizi, araştırmacıların yüz milyonlarca yıl önce Dünya'nın sıcaklığını belirlemelerine olanak tanır. 
Böyle bir kayıt, bazı kokolitofor türlerinden gelmektedir. Bu algler, ortamlarının sıcaklığına bağlı olarak değişen miktarlarda sağlam bir biyobelirteç sınıfı olan alkenon üretir. Alkenon analizi, öncelikle Dünya'nın okyanuslarının çağlar ve çağlar önce deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için kullanılır. 
Bu video, paleoklimatolojide alkenonların kullanımını gösterecek ve geçmiş deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için alkenonların izole edilmesi, saflaştırılması ve analiz edilmesi sürecini açıklayacaktır. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_1">
Adından da anlaşılacağı gibi, "Alkenon paleotermometrisi", alkenonlar Alkenon paleotermometrisi olarak bilinen lipitlerin alkenonlara dayanıp dayanmadığının analizine dayanır; 37 karbon atomu ve 2 ila 4 çift bağ içeren uzun zincirli, doymamış alkil ketonlar. Her çift bağ bir doymamışlık bölgesidir. Düşük deniz yüzeyi sıcaklıklarında, alkenon üreticileri doymuş alkenonlardan daha fazla doymamış alkenon üretir. Doygunluğun doymamışlığa oranı, Alkenon Doymamışlık İndeksi olarak bilinir. 
Genellikle değerlendirilen alkenonlar, sırasıyla 37 karbon ve iki veya üç çift bağa sahip olan C37:2 ve C37:3'dir. Bu alkenonların Doymamışlık İndeksi veya UK'37, deniz yüzeyi sıcaklığı ile pozitif ilişkilidir. Gaz kromatografisi olarak bilinen analitik yöntem genellikle bu alkenonları birbirinden ayıracak kadar hassastır. Bununla birlikte, alkenon üreten algler genellikle kimyasal olarak benzer yağ asidi metil esterleri veya alkenoatlar üretir ve bunlar bu teknik kullanılarak alkenonlardan ayırt edilemez. Kirlilikten kaynaklanan hidrokarbon kirliliği de kromatografik analizleri daha da bulanıklaştırabilir. Bağıl alkenon konsantrasyonunu doğru bir şekilde belirlemek için, alkenoatlar ve bilinmeyen hidrokarbonlar, analizden önce sabunlaştırma ve üre addüksiyonu yöntemleriyle uzaklaştırılmalıdır. 
Sediment alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığı ile ilişkisi gözden geçirildiğine göre, bunların toplam lipit ekstraktından saflaştırılması için tekniklere ve doymamışlık oranının analizine bakalım. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_2">
Deniz tortusu toplandıktan ve ekstrakte edildikten sonra, toplam lipit ekstraktı veya TLE, çok aşamalı bir saflaştırma işleminden geçmeli ve analiz edilmelidir. İlk olarak, ekstrakt, güçlü bir baz ve ısı kullanarak alkenoatları karboksilat tuzlarına ve metanole dönüştürmek için sabunlaşmaya tabi tutulur. TLE'de bulunan diğer yağ asidi esterleri, tuzlara ve gliserole sabunlaştırılacaktır. 
Karışımı oda sıcaklığına soğuttuktan sonra, tuzlar ve gliserol oluşturmak için sulu bir tuz çözeltisi eklenir. Karışım daha sonra karboksilat anyonlarını protonlamak için asitleştirilir ve yağ asitleri üretilir. Son olarak, alkenonlar ve yağ asitleri heksan ile karışımdan ekstrakte edilir. 
Silika jel kromatografisi daha sonra hem apolar bileşikleri hem de sabunlaşma ile üretilen polar yağ asitlerini uzaklaştırmak için gerçekleştirilir. Kurutulmuş ve sabunlaştırılmış TLE, heksan içinde çözülür ve daha sonra bir kolona yüklenir. Silika, polar bileşikleri apolar bileşiklerden daha güçlü tutar. 
İlk olarak, apolar bileşikler, heksan gibi bir apolar çözücü ile uzaklaştırılır. Daha sonra, alkenonlar, diklorometan gibi orta derecede polar bir çözücü tarafından ayrıştırılır ve yüksek derecede polar yağ asitleri ve diğer istenmeyen polar bileşikler kolon üzerinde bırakılır. 
Orijinal tortu numunesi çok kirli bir alandan toplanmışsa, kalan yüksek oranda dallanmış veya döngüsel hidrokarbonları uzaklaştırmak için üre addüksiyonu gerçekleştirilir. Kurutulmuş orta polarite fraksiyonu, DCM ve heksan gibi güçlü polar ürenin minimum düzeyde çözünür olduğu bir çözücü karışımı içinde çözülür. Metanol içinde konsantre bir üre çözeltisi daha sonra TLE'ye eklenir ve üre kristallerinin çökelmesine neden olur. 
Alkenonlar gibi düz zincirli moleküller, üre kristal kafesindeki moleküller arasındaki boşluklara sığar, ancak çok dallı ve döngüsel moleküller sığmaz ve dışarı atılır. 
Kristal büyümesi bittiğinde, üre kristalleri kurutulur ve daha sonra dışarı atılan bileşikleri uzaklaştırmak için apolar bir çözücü ile yıkanır. Daha sonra kristaller az miktarda su içinde çözülür. Alkenonlar, analiz için apolar bir çözücü ile sudan ekstrakte edilir. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_3">
Önceki tüm saflaştırma adımları alkenon türleri arasında ayrım yapmasa da, kaynama noktası ve moleküler yapıdaki küçük farklılıklar bir gaz kromatografisi kolonunda ayırma için yeterlidir. Bir alev iyonizasyon detektörü ile eşleştirildiğinde, alkenonların nispi konsantrasyonları belirlenebilir. 
Moleküller, kromatogramda tutma süreleri veya bileşiğin kolondan çıkması için gereken süre ile tanımlanır. İstenilen bileşiklerin alıkonma süreleri alkenon standartları ile tespit edilmektedir. 
Alkenonların nispi konsantrasyonları, ilgilenilen zirvelerin altındaki alanların analizinden belirlenir. UK'37 değeri daha sonra numunedeki C37:2 ve C37:3 konsantrasyonlarından hesaplanır. Deniz yüzeyi sıcaklığı vekil ilişkisi ve UK'37 değeri ile analist, tortu birikimi sırasındaki deniz yüzeyi sıcaklığını çözebilir. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_4">
Dünya tarihinin birçok farklı yönü, tortu ve tortul kaya analizi ile araştırılabilir. 
Biyostratigrafi, mevcut fosillerin analizi ile kaya katmanlarının veya tabakalarının yaşlarını belirleme çalışmasıdır. Birçok tortu kaynağı olduğundan, aynı zaman dilimine ait tortul kayaçlar dünya çapında önemli ölçüde farklı bileşimlere sahip olabilir. Dünya tarihi boyunca, ammonitler gibi belirli tür kümeleri dünya çapında var oldu ve hızlı bir evrim geçirdi. Görsel olarak farklı kaya tabakalarının her ikisi de aynı ammonit türünü içeriyorsa, tabakalar arasında zamansal bir korelasyon çizilebilir. Paleotermometri gibi tekniklerle birleştirildiğinde, doğal örneklerdeki fosil kayıtlarından Dünya'nın tarihi hakkında kapsamlı bilgiler belirlenebilir. 
Birçok foraminifer türü veya foram, dünya çapında deniz çökeltilerinde bulunur. Foramlar kalsiyum karbonat kabuklarına sahiptir ve milyonlarca yıldır Dünya okyanuslarında var olmuştur. Birçok tür okyanus tabanında yaşar ve bu nedenle okyanusun daha derin kısımları hakkında sıcaklık bilgisi sağlayabilir. Foramların magnezyum / kalsiyum oranı, daha sıcak iklimlerde kabuklarına daha fazla magnezyum ekledikleri için sıcaklığa karşılık gelir. Türlerin çokluğu ve foramların bolluğu, fosil kayıtlarını Dünya tarihi boyunca okyanus akıntılarındaki değişiklikleri izlemek ve biyostratigrafi için yararlı kılar. 
Tektonik plakalar birbirinden uzaklaştıkça aralarında yeni kayalar oluşur. Buna bağlı olarak, farklı bir levha sınırını çevreleyen kayanın özellikleri, zaman içindeki levha hareketleri hakkında bilgi sağlar. Örneğin, Dünya'nın manyetik alanındaki değişiklikler fosillerde, kayalarda ve tortularda bulunan bazı minerallerde korunur. Okyanus ortası sırtları hakkındaki manyetizmadaki simetrik değişikliklerin keşfi, deniz tabanının yayılması ve levha tektoniğinin mevcut anlayışına önemli ölçüde katkıda bulundu. 
</div>
<div class="chapter_text" id="script_5">
JoVE'nin Alkenon Paleotermometrisine Genel Bakış kitabını az önce izlediniz. Artık paleotermometrinin ilkelerini ve deniz tortusundaki alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığıyla ilişkisini anlamalısınız. Bu serideki aşağıdaki videolar bu karmaşık süreç hakkında daha fazla ayrıntıya girecektir. 
İzlediğiniz için teşekkürler! 
</div>

Paleotermometri için Alkenon Biyobelirteç Analizine Genel Bir Bakış

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

Paleotermometri, tarih öncesi alglerin geride bıraktığı gibi doğal örneklerdeki belirli kimyasalların analizi yoluyla geçmiş sıcaklıkların hesaplanmasıdır. Algler, binlerce yıldır Dünya'nın okyanuslarında ve göllerinde bol miktarda bulunan çeşitli organizmalar grubudur. Eski algler tarafından tortuda biriken bazı kimyasal bileşikler biyobelirteç görevi görür. Araştırmacılara Dünya'nın tarihi hakkında değerli bilgiler sağlayabilecek organik bileşikler. Aslında, tortudaki alg biyobelirteç içeriğinin analizi, araştırmacıların yüz milyonlarca yıl önce Dünya'nın sıcaklığını belirlemelerini sağlar. Böyle bir kayıt, bazı kokolitofor türlerinden gelmektedir. Bu algler, ortamlarının sıcaklığına bağlı olarak değişen miktarlarda sağlam bir biyobelirteç sınıfı olan alkenon üretir. Alkenon analizi, öncelikle Dünya'nın okyanuslarının çağlar ve çağlar önce deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için kullanılır. Bu video, paleoklimatolojide alkenonların kullanımını gösterecek ve geçmiş deniz yüzeyi sıcaklığını hesaplamak için alkenonların izole edilmesi, saflaştırılması ve analiz edilmesi sürecini açıklayacaktır. Adından da anlaşılacağı gibi, ? Alkenon paleotermometrisi? olarak bilinen lipitlerin analizine dayanmaktadır.alkenonlar. Alkenon paleotermometrisi, alkenonlara dayanır; 37 karbon atomu ve 2 ila 4 çift bağ içeren uzun zincirli, doymamış alkil ketonlar. Her çift bağ bir doymamışlık bölgesidir. Düşük deniz yüzeyi sıcaklıklarında, alkenon üreticileri doymuş alkenonlardan daha fazla doymamış alkenon üretir. Doygunluğun doymamışlığa oranı, Alkenon Doymamışlık İndeksi olarak bilinir. Genellikle değerlendirilen alkenonlar, sırasıyla 37 karbonlu ve iki veya üç çift bağa sahip olan C37:2?ve C37:3'tür. Bu alkenonların Doymamışlık İndeksi veya UK'37, deniz yüzeyi sıcaklığı ile pozitif ilişkilidir. Gaz kromatografisi olarak bilinen analitik yöntem genellikle bu alkenonları birbirinden ayıracak kadar hassastır. Bununla birlikte, alkenon üreten algler genellikle kimyasal olarak benzer yağ asidi metil esterleri veya alkenoatlar da üretir ve bunlar bu teknik kullanılarak alkenonlardan ayırt edilemez. Kirlilikten kaynaklanan hidrokarbon kirliliği de kromatografik analizi daha da bulanıklaştırabilir. Bağıl alkenon konsantrasyonunu doğru bir şekilde belirlemek için, alkenoatlar ve bilinmeyen hidrokarbonlar, analizden önce sabunlaştırma ve üre addüksiyonu yöntemleriyle uzaklaştırılmalıdır. Sediment alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığı ile ilişkisi gözden geçirildiğine göre, bunların toplam lipit ekstraktından saflaştırılması için tekniklere ve doymamışlık oranının analizine bakalım. Deniz tortusu toplandıktan ve ekstrakte edildikten sonra, toplam lipit ekstraktı veya TLE, çok aşamalı bir saflaştırma işleminden geçmeli ve analiz edilmelidir. İlk olarak, ekstrakt, güçlü bir baz ve ısı kullanarak alkenoatları karboksilat tuzlarına ve metanole dönüştürmek için sabunlaşmaya tabi tutulur. TLE'de bulunan diğer yağ asidi esterleri, tuzlara ve gliserole sabunlaştırılacaktır. Karışımı oda sıcaklığına soğuttuktan sonra, tuzlar ve gliserol oluşturmak için sulu bir tuz çözeltisi eklenir. Karışım daha sonra karboksilat anyonlarını protonlamak için asitleştirilir ve yağ asitleri üretilir. Son olarak, alkenonlar ve yağ asitleri heksan ile karışımdan ekstrakte edilir. Silika jel kromatografisi daha sonra hem apolar bileşikleri hem de sabunlaşma ile üretilen polar yağ asitlerini uzaklaştırmak için gerçekleştirilir. Kurutulmuş ve sabunlaştırılmış TLE, heksan içinde çözülür ve daha sonra bir kolona yüklenir. Silika, polar bileşikleri apolar bileşiklerden daha güçlü tutar. İlk olarak, apolar bileşikler, heksan gibi bir apolar çözücü ile uzaklaştırılır. Daha sonra, alkenonlar, diklorometan gibi orta derecede polar bir çözücü tarafından ayrıştırılır ve yüksek derecede polar yağ asitleri ve diğer istenmeyen polar bileşikler kolon üzerinde bırakılır. Orijinal tortu numunesi çok kirli bir alandan toplanmışsa, kalan yüksek oranda dallanmış veya döngüsel hidrokarbonları uzaklaştırmak için üre addüksiyonu gerçekleştirilir. Kurutulmuş orta polarite fraksiyonu, DCM ve heksan gibi güçlü polar ürenin minimum düzeyde çözünür olduğu bir çözücü karışımı içinde çözülür. Metanol içinde konsantre bir üre çözeltisi daha sonra TLE'ye eklenir ve üre kristallerinin çökelmesine neden olur. Alkenonlar gibi düz zincirli moleküller, üre kristal kafesindeki moleküller arasındaki boşluklara sığar, ancak çok dallı ve döngüsel moleküller sığmaz ve dışarı atılır. Kristal büyümesi bittiğinde, üre kristalleri kurutulur ve daha sonra dışarı atılan bileşikleri uzaklaştırmak için apolar bir çözücü ile yıkanır. Daha sonra kristaller az miktarda su içinde çözülür. Alkenonlar, analiz için apolar bir çözücü ile sudan ekstrakte edilir. Önceki tüm saflaştırma adımları alkenon türleri arasında ayrım yapmasa da, kaynama noktası ve moleküler yapıdaki küçük farklılıklar bir gaz kromatografisi kolonunda ayırma için yeterlidir. Bir alev iyonizasyon detektörü ile eşleştirildiğinde, alkenonların nispi konsantrasyonları belirlenebilir. Moleküller, kromatogramda tutma süreleri veya bileşiğin kolondan çıkması için gereken süre ile tanımlanır. İstenilen bileşiklerin alıkonma süreleri alkenon standartları ile tespit edilmektedir. Alkenonların nispi konsantrasyonları, ilgilenilen zirvelerin altındaki alanların analizinden belirlenir. UK'37 değeri daha sonra numunedeki C37:2 ve C37:3 konsantrasyonlarından hesaplanır. Deniz yüzeyi sıcaklığı vekil ilişkisi ve UK'37 değeri ile analist, tortu birikimi sırasındaki deniz yüzeyi sıcaklığını çözebilir. Dünya tarihinin birçok farklı yönü, tortu ve tortul kaya analizi ile araştırılabilir. Biyostratigrafi, mevcut fosillerin analizi ile kaya katmanlarının veya tabakalarının yaşlarını belirleme çalışmasıdır. Birçok tortu kaynağı olduğundan, aynı zaman dilimine ait tortul kayaçlar dünya çapında önemli ölçüde farklı bileşimlere sahip olabilir. Dünya tarihi boyunca, ammonitler gibi belirli tür kümeleri dünya çapında var oldu ve hızlı bir evrim geçirdi. Görsel olarak farklı kaya tabakalarının her ikisi de aynı ammonit türünü içeriyorsa, tabakalar arasında zamansal bir korelasyon çizilebilir. Paleotermometri gibi tekniklerle birleştirildiğinde, doğal örneklerdeki fosil kayıtlarından Dünya'nın tarihi hakkında kapsamlı bilgiler belirlenebilir. Birçok foraminifer türü veya foram, dünya çapında deniz çökeltilerinde bulunur. Foramlar kalsiyum karbonat kabuklarına sahiptir ve milyonlarca yıldır Dünya okyanuslarında var olmuştur. Birçok tür okyanus tabanında yaşar ve bu nedenle okyanusun daha derin kısımları hakkında sıcaklık bilgisi sağlayabilir. Foramların magnezyum / kalsiyum oranı, daha sıcak iklimlerde kabuklarına daha fazla magnezyum ekledikleri için sıcaklığa karşılık gelir. Türlerin çokluğu ve foramların bolluğu, fosil kayıtlarını Dünya tarihi boyunca okyanus akıntılarındaki değişiklikleri izlemek ve biyostratigrafi için yararlı kılar. Tektonik plakalar birbirinden uzaklaştıkça aralarında yeni kayalar oluşur. Buna bağlı olarak, farklı bir levha sınırını çevreleyen kayanın özellikleri, zaman içindeki levha hareketleri hakkında bilgi sağlar. Örneğin, Dünya'nın manyetik alanındaki değişiklikler fosillerde, kayalarda ve tortularda bulunan bazı minerallerde korunur. Okyanus ortası sırtları hakkındaki manyetizmadaki simetrik değişikliklerin keşfi, deniz tabanının yayılması ve levha tektoniğinin mevcut anlayışına önemli ölçüde katkıda bulundu. JoVE'nin Alkenon Paleotermometrisine Genel Bakış kitabını az önce izlediniz. Artık paleotermometrinin ilkelerini ve deniz tortusundaki alkenon oranlarının deniz yüzeyi sıcaklığıyla ilişkisini anlamalısınız. Bu serideki aşağıdaki videolar bu karmaşık süreç hakkında daha fazla ayrıntıya girecektir. İzlediğiniz için teşekkürler!

Education

JoVE Science Education

Environmental Sciences

Çevre Bilimleri

Earth Science

Yer Bilimleri

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

Bu koleksiyon jeolojiden jeokimyaya kadar çeşitli konular içerir; minerallerin fiziksel ve kimyasal özellikleri ve kaya oluşumlarının analizi de dahil olmak üzere çeşitli demonstrasyonları kapsar.

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