Name: sediment core extrusion method at millimeter resolution using a calibrated, threaded-rod
Uploaded: 2016-08-17T14:00:00.000+00:00
Duration: 6 min 6 s
Description: Watch this Scientific Journal Video about Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod at JoVE.com

Questa ricerca è stata resa possibile in parte da una sovvenzione da BP / Il Golfo del Messico Research Initiative, C-IMAGE, DEEP-C e in parte dalla British Petroleum / Florida Institute of Oceanography (BP / FIO) -Gulf Oil Spill Prevention, risposta e recupero programma di sovvenzioni. Gli autori ringraziano Nico Zenzola per il suo contributo allo sviluppo di questa procedura. Gli autori ringraziano anche l&#39;equipaggio della R / V Weatherbird II per il loro aiuto durante il programma di campo. I dati possono essere accessibili sul sito GRIIDC: https://data.gulfresearchinitiative.org/ (data / R1.x135.119: 0004 /), (data / Y1.x031.000: 0003 /), (data / Y1. x031.000: 0006 /), (R1.x135.120: 0004).

1. Raccogliere sedimenti Cores <ol><li> Raccogliere nucleo acquatico sedimenti utilizzando multi-core, nucleo scatola, nucleo pistone, ecc 4,7,12,14. Assicurarsi che la sezione centrale è pari o inferiore a 1 m. </li><li> Inserire policarbonato o puck acrilico nel fondo del nucleo. Assicurarsi che il disco è coerente con il diametro interno del tubo centrale. Inserire una guarnizione in gomma sul diametro esterno del disco di conservare la totalità del nucleo sedimenti. </li><li> Al recupero del nucleo, estrudere immediatamente o pacchetto per trasporto e magazzinaggio (vedere i passaggi 1.4 a 1.6 per lo stoccaggio e il trasporto). </li><li> Inserire una schiuma o puck acrilica nella superficie del tubo centrale e premere delicatamente fino a quando la schiuma o acrilico è appena sopra l&#39;interfaccia sedimenti per mantenere l&#39;integrità dell&#39;interfaccia sedimenti-acqua durante il trasporto e lo stoccaggio. </li><li> Posizionare tappo sulla parte superiore del tubo centrale e sigillare con nastro isolante. Mettere tappo sul fondo della provetta core e sigillare con electrical nastro. Etichettare il tappo superiore con necessario progetto e identificativi del campione. </li><li> core Conservare a temperatura desiderata sulla base di analisi desiderata. NOTA: Per esempio, nuclei utilizzati per l&#39;analisi chimica organica o analisi biologica possono essere congelati (-20 ° C), mentre nuclei radioisotopi di breve durata possono essere conservati a temperatura ambiente (~ 20-25 ° C). </li></ol> 2. Preparare vasi sottocampione e strumenti <ol><li> Label vasi sottocampione (ad esempio, giare, sacchi o bicchieri) con il nome del progetto, il sito di base e di incremento (ad esempio, PROGETTO NAME_CORE SITE_0 - 2 mm), insieme ad ogni altra informazione di identificazione pertinenti (ad esempio, data, tipo di nucleo). </li><li> Assemblare e sterilizzare (metanolo) necessari strumenti di taglio (ad esempio, le pale acriliche, spatole, ecc) e dispositivi di protezione individuale (ad esempio, guanti, camici, ecc). Nota: Questi utensili e le relative procedure di sterilizzazione dipendono dal tipodell&#39;analisi essere fatto su ogni sotto-campione. Ad esempio, l&#39;uso di metallo e acriliche attrezzi (al contrario di plastica) è essenziale per l&#39;analisi chimica organica, che implementa acrilico e plastica (al contrario di metallo) deve essere utilizzato per analisi inorganica oligoelemento. </li></ol> 3. Preparare sedimenti core per estrusione <ol><li> Se il nucleo è stato memorizzato o conservati, togliere il tappo di fondo prima. Per fare questo taglio tappo inferiore con una lama di rasoio e consentire il tappo superiore di mantenere un vuoto, che detiene il sedimento nel tubo durante il trasferimento all&#39;estrusore (il disco di estrusione deve essere già inserita nel fondo dei nuclei conservati ) (Figura 1). </li><li> Quando estrusione immediatamente dopo la raccolta, inserire il disco di estrusione nella parte inferiore del nucleo. Quindi impostare delicatamente il tubo centrale sul pistone e fissare il nucleo all&#39;estrusore utilizzando i morsetti. </li><li> Assicurarsi che vi sia almeno 5 cm di tubo nucleo rimanente abovvia e la fascetta superiore per il collare di campionamento. </li><li> Rimuovere il tappo superiore. </li><li> Posizionare il collare campionamento sulla parte superiore del tubo centrale. Assicurarsi che il collare è seduto a filo con il grado superiore del tubo centrale per evitare la perdita del campione. </li><li> Esempio (o scartare se non necessario) l&#39;acqua sopra il sedimento, a questo punto con una siringa o di sifone. </li><li> Dopo l&#39;estrazione dell&#39;acqua, iniziare ruotando il pistone per allineare la superficie più sedimenti con la superficie del collare campionamento. </li></ol> 4. Estrusione <ol><li> Ruotare il pistone alla risoluzione di campionamento desiderata (tipicamente 1-2 mm, 1 rotazione completa = 2 mm sottocampione) (Figura 1). </li></ol><img alt="Figura 1" src="/files/ftp_upload/54363/54363fig1.jpg" /> Figura 1:. Fotografie di Estrusore fotografici dell&#39;estrusore definiscono il pistone (1), di accoppiamento (2), filettata dell&#39;asta (3), base estrusore (4), morsetti (5), tubo centrale (6), samplcollare (7), e elastico (8) ing. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54363/54363fig1large.jpg" target="_blank">Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> <ol start="2"><li> Utilizzare la piastra acrilica (tagliate al diametro interno del collare campionamento) per fare il taglio campione iniziale. Successivamente spostare il sottocampione verso il bordo del collare campionamento lentamente mentre posizionando il recipiente di campionamento appropriata sotto la bocca del collare campionamento. </li><li> Inizia a spingere il campione nel recipiente di campionamento. Dopo la maggioranza del campione è nel recipiente, utilizzare gli strumenti più piccoli (ad esempio, spatola) per spostare ogni campione rimanente nel collare campionamento al vaso di campionamento. </li><li> Utilizzare il più piccolo implementare per pulire il residuo di campione dalla piastra acrilico e qualsiasi altra superficie campionamento nel recipiente di campionamento. </li><li> Una volta che il campione è completamente trasferito dal collare campionamento alla nave, pulire il campionamento tools con acqua deionizzata, salviette di laboratorio e / o altro fluido sterilizzante (ad esempio, metanolo). Pulire il collare di campionamento conseguenza con salviette di laboratorio, acqua deionizzata e altra soluzione sterilizzante. </li><li> Sigillare il contenitore del campione e preparare il contenitore del campione successivo per l&#39;estrusione. Ripetere i passaggi 4.1 tramite 4.5 per ogni sotto-campione. </li></ol> 5. Ripristino del estrusore <ol><li> Ripristinare l&#39;estrusore manualmente. Utilizzare una banda trapano e gomma per accelerare il processo di ripristino del pistone al fondo del-barra filettata. </li><li> Posizionare l&#39;elastico attorno al pistone in prossimità della base per la maggior stabilità. </li><li> Stretch il nastro di gomma attorno alla testa del trapano e impostare la direzione del trapano per ruotare il pistone verso il basso. </li><li> Ruotare il pistone con una bassa velocità sul trapano fino a raggiungere l&#39;altezza desiderata sopra la base dell&#39;estrusore. Nota: Questa altezza è basato sulla lunghezza del nucleo da estrudere e desiderato campionamento HEIGHT. </li></ol>

<ol>
	<li>Abrahim, G. M. S., Parker, R. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Assessment+of+heavy+metal+enrichment+factors+and+the+degree+of+contamination+in+marine+sediments+from+Tamacki+Estuary,+Auchland,+New+Zealand.">Assessment of heavy metal enrichment factors and the degree of contamination in marine sediments from Tamacki Estuary, Auchland, New Zealand.</a> Env. Mon. and Assess. 136, 227-238 (2008).</li><li>Binford, M. W., Kahl, J. S., Norton, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Interpretation+of+210Pb+profiles+and+verification+of+the+CRS+dating+model+in+PIRLA+project+lake+sediment+cores.">Interpretation of 210Pb profiles and verification of the CRS dating model in PIRLA project lake sediment cores.</a> J. Paleolimnology. 9, 275-296 (1993).</li><li>Brenner, M., Schelske, C. L., Keenan, L. W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Historical+rates+of+sediment+and+nutrient+accumulation+in+marshes+of+the+Upper+St.+Johns+River+Basin,+Florida.">Historical rates of sediment and nutrient accumulation in marshes of the Upper St. Johns River Basin, Florida.</a> J. Paleolimnology. 26, 241-257 (2001).</li><li>Brooks, G. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+Pulse+in+the+NE+Gulf+of+Mexico+Following+the+2010+DWH+Blowout.">Sediment Pulse in the NE Gulf of Mexico Following the 2010 DWH Blowout.</a> PLoS ONE. 10 (7), 0132341 (2015).</li><li>Engstrom, D. R. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+lightweight+extruder+for+accurate+sectioning+of+soft-bottom+lake+sediment+cores+in+the+field.">A lightweight extruder for accurate sectioning of soft-bottom lake sediment cores in the field.</a> Limno. and Oceano. 38 (8), 1796-1802 (1993).</li><li>Gordon, E., Go&#241;i, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Controls+on+the+distribution+and+accumulation+of+terrigenous+organic+matter+in+sediments+from+the+Mississippi+and+Atchafalaya+river+margin.">Controls on the distribution and accumulation of terrigenous organic matter in sediments from the Mississippi and Atchafalaya river margin.</a> Mar. Chem. 92, 331-352 (2004).</li><li>Hastings, D. W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Changes+in+sediment+redox+conditions+following+the+BP+DWH+Blowout+event.">Changes in sediment redox conditions following the BP DWH Blowout event.</a> Deep-Sea Res. II. , (2014).</li><li>Jones, P. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-resolution+palaeoclimatology+of+the+last+millennium+a+review+of+current+status+and+future+prospects.">High-resolution palaeoclimatology of the last millennium a review of current status and future prospects.</a> The Holocene. 1, 3-49 (2009).</li><li>Paris, C. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Evolution+of+the+Macondo+Well+Blowout:+Simulating+the+Effects+of+the+Circulation+and+Synthetic+Dispersants+on+the+Subsea+Oil+Transport.">Evolution of the Macondo Well Blowout: Simulating the Effects of the Circulation and Synthetic Dispersants on the Subsea Oil Transport.</a> Env. Sci. &amp; Tech. 121203084426001, (2012).</li><li>Passow, U., Ziervogel, K., Aper, V., Diercks, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Marine+snow+formation+in+the+aftermath+of+the+Deepwater+Horizon+oil+spill+in+the+Gulf+of+Mexico.">Marine snow formation in the aftermath of the Deepwater Horizon oil spill in the Gulf of Mexico.</a> Env. Res. Letters. 7, 035301 (2012).</li><li>Radovi&#263;, J. R., Silva, R. C., Snowdon, R., Larter, S. R., Oldenburg, T. B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Rapid+screening+of+glycerol+ether+lipid+biomarkers+in+recent+marine+sediment+using+APPI-P+FTICR-MS.">Rapid screening of glycerol ether lipid biomarkers in recent marine sediment using APPI-P FTICR-MS.</a> Anal. Chem. 88 (2), 1128-1137 (2016).</li><li>Romero, I. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Hydrocarbons+in+Deep+Sea+Sediments+Following+the+2010+Deepwater+Horizon+Blowout+in+the+Northeast+Gulf+of+Mexico.">Hydrocarbons in Deep Sea Sediments Following the 2010 Deepwater Horizon Blowout in the Northeast Gulf of Mexico.</a> PLoS ONE. 10 (5), e0128371 (2015).</li><li>Santschi, P. H., Rowe, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiocarbon-derived+sedimentation+rates+in+the+Gulf+of+Mexico.">Radiocarbon-derived sedimentation rates in the Gulf of Mexico.</a> Deep-Sea Res. II. 55, 2572-2576 (2008).</li><li>Schwing, P. T., Romero, I. C., Brooks, G. R., Hastings, D. W., Larson, R. A., Hollander, D. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+Decline+in+Deep-Sea+Benthic+Foraminifera+Following+the+Deepwater+Horizon+Event+in+the+Northeastern+Gulf+of+Mexico.">A Decline in Deep-Sea Benthic Foraminifera Following the Deepwater Horizon Event in the Northeastern Gulf of Mexico.</a> PLOSone. 10 (3), 0120565 (2015).</li><li>Valsangkar, A. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+device+for+finer-scale+sub-sectioning+of+aqueous+sediments.">A device for finer-scale sub-sectioning of aqueous sediments.</a> Current Science. 92 (4), 5-8 (2007).</li><li>W&#246;rmer, L., Elvert, M., Fuchser, J., Lipp, J. S., Buttigieg, P. L., Zabel, M., Hinrichs, K. -. U. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ultra-high-resolution+paleoenvironmental+records+via+direct+laser-based+analysis+of+lipid+biomarkers+in+sediment+core+samples.">Ultra-high-resolution paleoenvironmental records via direct laser-based analysis of lipid biomarkers in sediment core samples.</a> NAS Proceedings. 111 (44), 15669-15674 (2014).</li><li>Yeager, K. M., Santschi, P. H., Rowe, G. T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Sediment+accumulation+and+radionuclide+inventories+(239,+240+Pu+,+210+Pb+and+234+Th+)+in+the+northern+Gulf+of+Mexico,+as+influenced+by+organic+matter+and+macrofaunal+density.">Sediment accumulation and radionuclide inventories (239, 240 Pu , 210 Pb and 234 Th ) in the northern Gulf of Mexico, as influenced by organic matter and macrofaunal density.</a> Marine Chemistry. 91, 1-14 (2004).</li><li>Ziervogel, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Microbial+activities+and+dissolved+organic+matter+dynamics+in+oil-contaminated+surface+seawater+from+the+Deepwater+Horizon+oil+spill+site.">Microbial activities and dissolved organic matter dynamics in oil-contaminated surface seawater from the Deepwater Horizon oil spill site.</a> PLoS One. 7 (4), e34816 (2012).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

L&#39;estrusore può essere modificato per ospitare più diametri di tubo centrale. Se il diametro del nucleo è cambiato, quindi il pistone, disco, e diametri di serraggio devono essere adeguati di conseguenza. Questa modifica consente ampie applicazioni in lacustre e la raccolta sedimenti marini. Le carote di sedimento possono essere estrusi in campo o in laboratorio. Una modifica comune per facilitare spedizione di questo sistema di estrusione è di costruire in due sezioni; una sezione inferiore (base e pistone) può essere accoppiato alla parte superiore (morsetti). Ci sono alcune limitazioni a questo metodo di estrusione. Il primo di questi è che ciascun core, o sezione di base, devono essere tagliati alla lunghezza di un metro o meno. Come con qualsiasi metodo di estrusione, c&#39;è anche inevitabilmente una certa compattazione. Tuttavia, compattazione causata da questo metodo è minima. La riproducibilità di più record estrusi in questo modo si trova a 2-4 mm. Questo riproducibilità è stimata su confronti tra diversirecord (traccia di metallo, geochimica organica, foraminiferi bentonici, sedimentologia) raccolti sullo stesso dispiegamento di un sistema multicore otto core. Questo metodo di estrusione è anche più adatto per i sedimenti che sono principalmente (&gt; 50%) limo e argilla particelle di dimensioni. Sedimenti prevalentemente (&gt; 50%) costituito da particelle di dimensioni sabbia tende ad impegnare, provocando ulteriore compattazione, a causa di un elevato coefficiente di attrito. La limitazione finale associato con questo metodo è la quantità di sedimenti disponibile da ogni incremento a risoluzione millimetrica scala. Questo metodo fornisce circa 15-20 g di massa umida e 3-10 g di massa secca a una risoluzione di 2 mm, che può essere restrittiva per alcuni protocolli analitici. I record sedimentari della manifestazione Deepwater Horizon nel Golfo del Messico settentrionale dimostrano l&#39;efficacia di sottocampionamento millimetri scala. Prima di tutto, 234 Th datazione non sarebbe stato possibile senza sottocampionamento millimetri scala. Questa datazione metodo può essere applicato solo in determinate circostanze, che sono ulteriormente discussi 4. L&#39;impulso di materiale oliata flocculante dopo l&#39;evento Deepwater Horizon ha soddisfatto queste condizioni, il deposito fino a 8 mm di materiale in certi siti nel nord del Golfo del Messico entro 6-12 mesi. Senza campionamento scala mm, il geocronologia di questo evento non sarebbe stato risolto sulla scala sub-annuale (tabelle 2 e 3). Oltre ai 234 record Th, redox sensibili tracce metalli, bentonici densità foraminiferi ei record geochimica organici di questo evento sarebbe stato limitato a un punto dati centimetro di superficie (Tabella 3). Invece, usando sub millimetrica campionamento scala fornito un (5-10 punto di dati) registrazione dettagliata e robusta della manifestazione MOSSFA. In particolare, un aumento di 4 volte (n = 18) di cui sopra Deepwater Horizon pre-valori in alifatici totali con sottocampionamento scala mm sarebbero stati ridotti a un 2 volteaumentare, con sottocampionamento cm scala (n = 6). Di conseguenza, una diminuzione della densità bentonici foraminiferi del 90% usando mm sottocampionamento scala sarebbe ridotta ad una diminuzione del 60% utilizzando cm sottocampionamento scala. Senza questo campionamento alta risoluzione, discrete doppie punte di ossido di Mn, così come i cambiamenti nelle concentrazioni Re sedimentarie associati ai cambiamenti redox non allo stato stazionario non sarebbero risolti. Nel complesso, questo sistema di estrusione permette di sottocampionare sedimenti a scala mm, mantenendo l&#39;intero volume del campione e può essere modificato per numerose applicazioni in campionamento sedimenti acquatico. Le future applicazioni di questo metodo possono includere la valutazione delle fuoriuscite di petrolio del passato, a causa della stratigrafia evento scala mm associati a rilasci di petrolio del sottosuolo. Altre applicazioni possono includere record lacustri di scala mm variabilità climatica. Millimeter scala sub-campionamento si è dimostrato efficace nel caratterizzare stratigrafia evento nel contesto antropico influenzatosistemi.

Campioni di carote sedimenti lacustri, estuario, e ambienti marini (piattaforma continentale e pendenza) hanno fornito registrazioni di salinità, temperatura, gli inquinanti organici e inorganici e molti altri parametri ambientali sulla decennale per millenarie scale temporali 1-3,6,8,13 , 17. Nella maggior parte dei casi, le pratiche standard sono a sezione questi core a mezzo centimetro o centimetro intervalli di 5,15. Questa risoluzione è appropriata per il multi-anno, decennale o la risoluzione scala più alta nella maggior parte dei casi. La necessità di una maggiore risoluzione di estrusione è stato recentemente dimostrato in alcuni rapporti che rilevate variabilità dei biomarcatori sedimentari / proxy su una scala fine lungo il profilo verticale del nucleo sedimento 11,16. Nel caso di recente sedimentazione che si verifica su scale temporali di mesi a un anno, è quindi necessario utilizzare più sottili metodi di risoluzione sottocampionamento (ad esempio, dimensioni mm). Questo è spesso difficile con sedimenti acquatici a causa di tegli non consolidata natura dei sedimenti superficiali. Vi presentiamo un metodo di estrusione nucleo di sedimenti che fornisce sub-campioni di sedimento scala mm. Abbiamo quindi applicare questo metodo di estrusione di sedimenti del nord del Golfo del Messico dopo l&#39;evento Deepwater Horizon (DWH). Questa applicazione dimostra l&#39;efficacia di sottocampionamento millimetri scala nella caratterizzazione stratigrafia evento sub-annuale relativo ai sistemi deposizionali antropiche influenzati. risoluzione mensile o sub-annuale scala in record sedimentari è particolarmente vantaggioso nella caratterizzazione di stratigrafia evento a breve termine. valutazioni ambientali con risoluzione sub-annuale sono in grado di caratterizzare completamente eventi di sedimentazione di origine antropica. I sedimenti nel nord del Golfo del Messico che sono stati colpiti dall&#39;evento petrolifera Deepwater Horizon forniscono un esempio di stratigrafia evento completamente caratterizzato utilizzando millimetri (sub-annuale) scampionamento risoluzione cale. Al termine della manifestazione Deepwater Horizon (DWH) nel 2010, sedimenti pendenza continentali del nord-Golfo del Messico (Ngom) è venuto a contatto con gli idrocarburi attraverso un aumento dell&#39;ordine di grandezza di flocculante deposizione di idrocarburi 4,9,10,12,14,18. L&#39;aumento della sedimentazione è stato causato da un evento 4,9,10,12,14,18 Marine Oil neve sedimentazione e flocculante accumulo (MOSSFA). Ciò ha provocato circa 6-10 mm di accumulo di sedimenti in un periodo di 6-12 mesi dalla metà del 2010 per l&#39;inizio del 2011 4. Era necessario sottocampione questi campioni di sedimenti in millimetri scala per caratterizzare pienamente gli ingressi, dei tassi di sedimentazione e processi post-deposizionali.

<table><tbody><tr><td>Extruder</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td>Aluminum base and clamps, steel threaded rod&amp;nbsp;</td></tr><tr><td>Piston</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td>PVC tubing with acrylic cap</td></tr><tr><td>Polycarbonate Core Tube</td><td>SABIC Poymershapes</td><td>68374192</td><td></td></tr><tr><td>Acrylic puck/Rubber Gasket</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acrylic sampling collar</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Acrylic plate</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td>One edge bevelled at 45 degree angle</td></tr><tr><td>Putty knife</td><td>Fisher Scientific</td><td>&lt;a href=&quot;https://www.fishersci.com/shop/products/ampco-safety-putty-knives-4/19166432&quot;&gt;19-166-432&lt;/a&gt;</td><td></td></tr><tr><td>Steel/Acrylic Plates</td><td>Custom Fabrication</td><td></td><td></td></tr><tr><td>Electrical tape</td><td>McMaster Carr</td><td>76455A28</td><td></td></tr><tr><td>Siphon or Syringe</td><td>Fisher Scientific</td><td>14-176-227, 14-823-2A</td><td></td></tr><tr><td>Razor blade</td><td>Fisher Scientific</td><td>12-640</td><td></td></tr><tr><td>Drill</td><td>Ryobi</td><td>P-882</td><td></td></tr><tr><td>Thick rubber band</td><td>Staples</td><td>831636</td><td>2 - 3 cm in width, larger diameter than piston</td></tr><tr><td>Personal protection equipment</td><td>Fisher Scientific</td><td>Gloves-19-058-801C,&lt;br/&gt; lab coat- 17-100-850,&lt;br/&gt; Goggles-19-181-501</td><td>&lt;i&gt;e.g.&lt;/i&gt;, gloves, lab coat, goggles</td></tr><tr><td>Sample labels</td><td>Fisher Scientific</td><td>&lt;a href=&quot;https://www.fishersci.com/shop/products/fisherbrand-patient-id-labels-addressograph-2/15920&quot;&gt;15920&lt;/a&gt;</td><td></td></tr><tr><td>Sample vessels</td><td>Fisher Scientific</td><td>Whirlpak- 01-812-3,&lt;br/&gt; &amp;nbsp;Jar- 02-911-791</td><td>&lt;i&gt;e.g.&lt;/i&gt;, whirlpak bags, jars, &lt;em&gt;etc.&lt;/em&gt;</td></tr><tr><td>Laboratory wipes</td><td>Fisher Scientific</td><td>06-666-11</td><td>&lt;i&gt;e.g.&lt;/i&gt;, kim wipes</td></tr><tr><td>Methanol</td><td>Fisher Scientific</td><td>BP1105-1</td><td></td></tr><tr><td>Deionized water</td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

sediment core extrusion method at millimeter resolution using a calibrated, threaded-rod

Aquatic sottocampionamento nucleo sedimento viene comunemente eseguita a risoluzione cm o mezza cm. A seconda della velocità di sedimentazione e ambiente sedimentario, presente risoluzione fornisce registrazioni presso l&#39;annuale a decennale scala, nella migliore delle ipotesi. Un metodo di estrusione, utilizzando un calibrato, filettato asta è presentato qui, che permette di sottocampionamento millimetriche scala da sedimenti acquatici di vari diametri. Millimeter sottocampionamento scala permette di sub-annuale per l&#39;analisi mensile del record sedimentario, un ordine di grandezza superiore a schemi tipici di campionamento. L&#39;estrusore è costituito da un telaio 2 m alluminio e base, due morsetti core tube, a-barra filettata, ed un pistone 1 m. Il nucleo sedimento è posto sopra il pistone e fissato al telaio. Un collare di campionamento acrilico viene apposto i superiori 5 cm del tubo di base e fornisce una piattaforma da cui estrarre sub-campioni. Il pistone viene ruotato attorno al-barra filettata ad intervalli calibrati e spinge delicatamente il sedimento per lap del tubo centrale. Il sedimento viene poi isolato nel colletto di campionamento e collocato in un recipiente di campionamento adeguato (per esempio, vaso o in borsa). Questo metodo conserva anche i campioni non consolidate (cioè, alta porosità contenuto di acqua) in superficie, fornendo un volume di campionamento coerente. Questo metodo di estrusione scala mm è stato applicato ai nuclei raccolti nel nord del Golfo del Messico a seguito del rilascio di petrolio sottomarino Deepwater Horizon. L&#39;evidenza suggerisce che è necessario campionare alla scala mm a caratterizzare completamente eventi che si verificano sulla scala temporale mensile per sedimenti pendenza continentali.

Nuclei dal sito DSH08 sono stati raccolti nel dicembre 2010 (29 ° 7.25 &#39;N, 87 ° 51.93&#39; W, 1.143 m di profondità) utilizzando un oceano Instruments MC-800 multicorer. Questi nuclei vengono estruse a 2 mm per i superficiali 15 cm (o più) utilizzando il protocollo di cui sopra. Il pre-DWH (prima del 2010) e post-DWH (2010) intervalli del nucleo sono stati determinati utilizzando un radioisotopo di breve durata accoppiato (234 ° e 210 Pb) geocronologia 4. Diverse altre analisi sono state effettuate per vincolare gli ingressi sedimentarie, tassi di deposizione e processi post-deposizionali in questo sito dopo l&#39;evento Deepwater Horizon. Oltre all&#39;analisi di breve durata radioisotopi, la concentrazione alifatici totali 12, metalli sensibili redox (manganese, renio) 7, e totale bentonici densità foraminiferi 14 sono stati quantificati. Un confronto di ciascuno di questi parametri in scala scala mm e cm è stata eseguita (tabelle2 e 3, Figura 2). Dati scala Centimetro era composta integrato,, i dati su scala mm. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Top Profondità (mm) </td><td> Eccesso Pb-210 (dpm / g) </td><td> Eccesso Th-234 (dpm / g) </td><td> Th-234 e Pb-210 unita modella Età (anno) </td><td> Totale foraminiferi Densità (indiv./cm 3) </td><td> [Ri] (ng / g) </td><td> [MN] (mg / g) </td><td> totale Alifatici (ng / g) </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 71.81 </td><td> 6.19 </td><td> 2010.9 </td><td> 1 </td><td></td><td></td><td> 336.922,6 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 71.81 </td><td> 5.14 </td><td> 2010.9 </td><td> 3 </td><td> 0.69 </td><td> 10.2 </td><td> 53.701,4 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 69.91 </td><td> 2.72 </td><td> 2010.8 </td><td> 2 </td><td> 0.53 </td><td> 15.9 </td><td> 77.081,2 </td></tr><tr><td> 6 </td><td> 70.32 </td><td> 1.57 </td><td> 2010.8 </td><td> 6 </td><td> 0.57 </td><td> 12.1 </td><td> 48.057,4 </td></tr><tr><td> 8 </td><td> 69.67 </td><td> 1.15 </td><td> 2010.7 </td><td> 10 </td><td> 0.61 </td><td> 11.3 </td><td> 42.888,0 </td></tr><tr><td> 10 </td><td> 61.39 </td><td> 0,29 </td><td> 2.009,6 </td><td> 10 </td><td> 0.73 </td><td> 8.30 </td><td> 50.786,4 </td></tr><tr><td> 12 </td><td> 56.50 </td><td> 0.64 </td><td> 2008.5 </td><td> 12 </td><td> 0.75 </td><td> 7.1 </td><td> 51.582,9 </td></tr><tr><td> 14 </td><td> 63.31 </td><td> 0.00 </td><td> 2007.5 </td><td> 11 </td><td></td><td></td><td> 52.126,8 </td></tr> &lt;tr&gt; <td> 16 </td><td> 51.55 </td><td> 0.00 </td><td> 2006.5 </td><td> 11 </td><td> 0,79 </td><td> 6.9 </td><td> 59.046,6 </td></tr><tr><td> 18 </td><td> 51.69 </td><td> 0.00 </td><td> 2005.6 </td><td> 10 </td><td> 0.77 </td><td> 7.1 </td><td> 48.384,8 </td></tr><tr><td> 26 </td><td> 44.26 </td><td></td><td> 2.000,7 </td><td> 9 </td><td></td><td></td><td> 31.774,7 </td></tr><tr><td> 32 </td><td> 38.25 </td><td></td><td> 1.997,2 </td><td> 9 </td><td> 0.83 </td><td> 8.3 </td><td> 37.128,4 </td></tr><tr><td> 34 </td><td> 41.57 </td><td></td><td> 1.996,0 </td><td> 12 </td><td></td><td></td><td> 25.849,4 </td></tr><tr><td> 38 </td><td> 39.11 </td><td></td><td> 1.993,1 </td><td></td><td></td><td></td><td> 29.901,6 </td></tr><tr><td> 42 </td><td> 35.18 </td><td></td><td> 1.990,1 </td><td> 10 </td><td> 0.89 </td><td> 8.0 </td><td> 25730.4 </td></tr><tr><td> 46 </td><td> 38.80 </td><td></td><td> 1.987,0 </td><td> 12 </td><td></td><td></td><td> 23.159,6 </td></tr><tr><td> 48 </td><td> 32.58 </td><td></td><td> 1.985,3 </td><td></td><td></td><td></td><td> 21.387,0 </td></tr><tr><td> 50 </td><td> 26.71 </td><td></td><td> 1.983,3 </td><td> 9 </td><td> 0.94 </td><td> 5.3 </td><td> 15.331,0 </td></tr><tr><td> 70 </td><td> 17.32 </td><td></td><td> 1.965,8 </td><td> 11 </td><td> 1.33 </td><td> 2.2 </td><td></td></tr><tr><td> 90 </td><td> 10.32 </td><td></td><td> 1.945,9 </td><td></td><td> 2.04 </td><td> 1.3 </td><td></td></tr><tr><td> 110 </td><td> 5.36 </td><td></td><td> 1.923,3 </td><td></td><td> 2.12 </td><td> 1.2 </td><td></td></tr><tr><td> 130 </td><td> 2.21 </td><td></td><td> 1.899,1 </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 140 </td><td> 1.71 </td><td></td><td> 1.888,5 </td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabella 1: Millimeter-scala risoluzione dei dati dal nucleo del sito DSH08 attività breve durata radioisotopi, geocronologia, bentonici densità di foraminiferi, le concentrazioni di metalli sensibili redox in fase solida (Mn, Re), e record di concentrazione alifatici totali per sito principale DSH08 raccolti nel mese di dicembre. 2010 subsampled a due incrementi millimetri 4,7,12,14. <table border="1" fo:keep-together.within-page="1" fo:keep-with-next.within-page="always"><tbody><tr><td> Top Profondità (mm) </td><td> Eccesso Pb-210 (dpm / g) </td><td> Eccesso Th-234 (dpm / g) </td><td> Th-234 e Pb-210 unita modella Età (anno) </td><td> Totale foraminiferi Densità (indiv./cm 3) </td><td> [Ri] (ng / g) </td><td> [MN] (mg / g) </td><td> totale Alifatici (ng / g) </td></tr><tr><td> 0 </td><td> 70.70 </td><td> N / A </td><td> 2010 </td><td> 4 </td><td> 0.60 </td><td> 12.4 </td><td> 111.730,1 </td></tr><tr><td> 1 </td><td> 56.89 </td><td></td><td> 2006.2 </td><td> 11 </td><td> 0.76 </td><td> 7.3 </td><td> 52.385,5 </td></tr><tr><td> 2 </td><td> 44.26 </td><td></td><td> 2.000,5 </td><td> 9 </td><td> 0.00 </td><td></td><td> 31.774,7 </td></tr><tr><td> 3 </td><td> 39.65 </td><td></td><td> 1995.5 </td><td> 12 </td><td> 0.83 </td><td> 8.3 </td><td> 30.959,8 </td></tr><tr><td> 4 </td><td> 35.52 </td><td></td><td> 1.989,7 </td><td> 11 </td><td> 0.89 </td><td> 8.0 </td><td> 22.273,3 </td></tr><tr><td>5 </td><td> 26.71 </td><td></td><td> 1.981,9 </td><td> 9 </td><td> 0.94 </td><td> 5.3 </td><td> 15.331,0 </td></tr><tr><td> 6 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 7 </td><td> 17.32 </td><td></td><td> 1.967,1 </td><td> 11 </td><td> 1.33 </td><td> 2.2 </td><td></td></tr><tr><td> 8 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 9 </td><td> 10.32 </td><td></td><td> 1.945,2 </td><td></td><td> 2.04 </td><td> 1.3 </td><td></td></tr><tr><td> 10 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 11 </td><td> 5.36 </td><td></td><td> 1.917,6 </td><td></td><td> 2.12 </td><td> 1.2 </td><td></td></tr><tr><td> 12 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td> &lt;td&gt; </td><td></td></tr><tr><td> 13 </td><td> 2.21 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td> 14 </td><td> 1.71 </td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr></tbody></table> Tabella 2: Centimetro -s cale risoluzione dei dati dal nucleo del sito DSH08 attività breve durata radioisotopi, geocronologia, bentonici densità di foraminiferi, le concentrazioni di metalli sensibili redox in fase solida (Mn, Re), e record di concentrazione alifatici totali per sito principale DSH08 raccolti. dicembre 2010 integrata a incrementi di un centimetro 4,7,12,14. <img alt="figura 2" src="/files/ftp_upload/54363/54363fig2.jpg" /> Figura 2: Rappresentazione grafica di millimetro e Centimetro scala risoluzione dei dati. Activ radioisotopi di breve duratavità, modello età, bentonici densità foraminiferi, le concentrazioni di metalli sensibili redox in fase solida (Mn, Re), e registra concentrazione alifatici totali per sito principale DSH08 raccolti nel dicembre 2010, un sotto-campione a due incrementi di millimetro (diamanti blu) e incrementi di un centimetro (quadrati rossi) 4,7,11,13. <a href="https://www.jove.com/files/ftp_upload/54363/54363fig2large.jpg" target="_blank">cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.</a> Sottocampionamento Millimeter scala (e condizioni sedimentari, vedi 4) consentito per 234 Th da utilizzare come un cronometro sulla scala sub-annuale (n = 7). Su scala cm, questi dati non sarebbe possibile per produrre un geocronologia perché centimetro superficie si ridurrebbe a una misurazione (n = 1). Totale concentrazioni alifatici sono passati da 36,322.3 ng / g di peso secco (pre-DWH) per 336,922.6 ng / g di peso secco (post-DWH) secondo i registri di scala mm, mentre esimoe aumento di post-DWH in base alla media integrato centimetri scala era 111,730.1 ng / g di peso secco. Totale bentonici densità foraminiferi diminuita da pre-DWH (media = 11 indiv./cm 3) post-DWH (media = 1 indiv./cm 3) a scala mm (n = 17) e dalla pre-DWH (media = 10 indiv./cm 3) post-DWH (media = 4 indiv./cm 3) a scala cm (n = 7). Il sottile aumento renio nel superficiali 2 mm che è indicativo delle condizioni riducenti, non sarebbe anche risolto alla risoluzione centimetro.

Watch this Scientific Journal Video about Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod at JoVE.com

Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod

Un metodo di estrusione utilizzando un calibrato filettato asta viene presentato, che permette di sottocampionamento scala mm di carote di sedimento acquatici. campionamento Millimeter-scala è necessario per caratterizzare completamente recente stratigrafia evento record sedimenti.

Sedimenti Nucleo estrusione Metodo a Millimeter risoluzione usando una calibrata, filettata-rod

Aquatic sediment core subsampling is commonly performed at cm or half-cm resolution. Depending on the sedimentation rate and depositional environment, ...

sediment-core-extrusion-method-at-millimeter-resolution-using

Research

JoVE Journal

Chemistry

11.2K Views.  University of South Florida.  Un metodo di estrusione utilizzando un calibrato filettato asta viene presentato, che permette di sottocampionamento scala mm di carote di sedimento acquatici. campionamento Millimeter-scala è necessario per caratterizzare completamente recente stratigrafia evento record sedimenti. 

Video: Sediment Core Extrusion Method at Millimeter Resolution Using a Calibrated, Threaded-rod

Laboratory-determined Phosphorus Flux from Lake Sediments as a Measure of Internal Phosphorus Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) loading from lake sediments can account for a substantial portion of the total P load in eutrophic, and some mesotrophic, lakes. Laboratory determination of P release rates from sediment cores is one approach for determining the role of internal P loading and guiding management decisions. Two principal alternatives to experimental determination of sediment P release exist for estimating internal load: in situ measurements of changes in hypolimnetic P over time and P mass balance. The experimental approach using laboratory-based sediment incubations to quantify internal P load is a direct method, making it a valuable tool for lake management and restoration.
Laboratory incubations of sediment cores can help determine the relative importance of internal vs. external P loads, as well as be used to answer a variety of lake management and research questions. We illustrate the use of sediment core incubations to assess the effectiveness of an aluminum sulfate (alum) treatment for reducing sediment P release. Other research questions that can be investigated using this approach include the effects of sediment resuspension and bioturbation on P release.
The approach also has limitations. Assumptions must be made with respect to: extrapolating results from sediment cores to the entire lake; deciding over what time periods to measure nutrient release; and addressing possible core tube artifacts. A comprehensive dissolved oxygen monitoring strategy to assess temporal and spatial redox status in the lake provides greater confidence in annual P loads estimated from sediment core incubations.

Lake eutrophication is a water quality issue worldwide, making the need to identify and control nutrient sources critical. Laboratory determination of phosphorus release rates from sediment cores is a valuable approach for determining the role of internal phosphorus loading and guiding management decisions.

Laboratorio-determinato Fosforo Flux dal lago di sedimenti come misura di fosforo interno Loading

Eutrophication is a water quality issue in lakes worldwide, and there is a critical need to identify and control nutrient sources. Internal phosphorus (P) ...

Ricerca

Ambiente

Sediment Core Sectioning and Extraction of Pore Waters under Anoxic Conditions

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is built and can be transported to a temporary work space close to field sampling site(s) to facilitate rapid analysis. Cores are extruded into a portable glove bag, where they are sectioned and each 1-3 cm thick section (depending on core diameter) is sealed into 50 ml centrifuge tubes. Pore waters are separated with centrifugation outside of the glove bag and then returned to the glove bag for separation from the sediment. These extracted pore water samples can be analyzed immediately. Immediate analyses of redox sensitive species, such as sulfide, iron speciation, and arsenic speciation indicate that oxidation of pore waters is minimal; some samples show approximately 100% of the reduced species, e.g. 100% Fe(II) with no detectable Fe(III). Both sediment and pore water samples can be preserved to maintain chemical species for further analysis upon return to the laboratory.

A protocol for sectioning sediment cores and extracting pore waters under anoxic conditions in order to permit analysis of redox sensitive species in both solids and fluids is presented.

Sedimenti Nucleo sezionamento ed estrazione di Pore acque sotto anossiche condizioni

We demonstrate a method for sectioning sediment cores and extracting pore waters while maintaining oxygen-free conditions. A simple, inexpensive system is ...

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in nutrient and gas cycles. After cores with intact sediment-water interfaces are collected, they are submerged in incubation tanks and kept under aerobic conditions at in situ temperatures. To initiate a time course of overlying water chemistry, cores are sealed without bubbles using a top cap with a suspended stirrer. Time courses of 4-7 sample points are used to determine the rate of sediment water exchange. Artificial illumination simulates day-time conditions for shallow photosynthetic sediments, and in conjunction with dark incubations can provide net exchanges on a daily basis. The net measurement of N2 is made possible by sampling a time course of dissolved gas concentrations, with high precision mass spectrometric analysis of N2:Ar ratios providing a means to measure N2 concentrations. We have successfully applied this approach to lakes, reservoirs, estuaries, wetlands and storm water ponds, and with care, this approach provides valuable information on biogeochemical balances in aquatic ecosystems.

The Benthic Exchange of O2, N2 and Dissolved Nutrients Using Small Core Incubations

Here, we present small core incubations for the measurement of sediment-water gas and solute exchange. These will provide reliable measurements of sediment-water exchange that assess the role of sediment in influencing biological and biogeochemical processes in aquatic ecosystems.

La Borsa bentonici di O<sub&gt; 2</sub&gt;, N<sub&gt; 2</sub&gt; e nutrienti disciolti Utilizzo piccolo nucleo Incubazioni

The measurement of sediment-water exchange of gases and solutes in aquatic sediments provides data valuable for understanding the role of sediments in ...

Soil Lysimeter Excavation for Coupled Hydrological, Geochemical, and Microbiological Investigations

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled Earth-system processes. Such knowledge is imperative in improving predictions of hydro-biogeochemical cycles, especially under climate change scenarios. We present an experimental method, designed to capture sub-surface heterogeneity of an initially homogeneous soil system. This method is based on destructive sampling of a soil lysimeter designed to simulate a small-scale hillslope. A weighing lysimeter of one cubic meter capacity was divided into sections (voxels) and was excavated layer-by-layer, with sub samples being collected from each voxel. The excavation procedure was aimed at detecting the incipient heterogeneity of the system by focusing on the spatial assessment of hydrological, geochemical, and microbiological properties of the soil. Representative results of a few physicochemical variables tested show the development of heterogeneity. Additional work to test interactions between hydrological, geochemical, and microbiological signatures is planned to interpret the observed patterns. Our study also demonstrates the possibility of carrying out similar excavations in order to observe and quantify different aspects of soil-development under varying environmental conditions and scale.

This study presents an excavation method for investigating subsurface hydrological, geochemical, and microbiological heterogeneity of a soil lysimeter. The lysimeter simulates an artificial hillslope which was initially under homogeneous condition and had been subjected to approximately 5,000 mm of water over eight cycles of irrigation in an 18-month period.

Terreno lisimetro scavo per accoppiate idrologici, geochimiche e microbiologiche Investigations

Studying co-evolution of hydrological and biogeochemical processes in the subsurface of natural landscapes can enhance the understanding of coupled ...

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical data that may be used in predictive modelling to forecast evolutionary responses of natural ecosystems to future environmental changes. However, excluding a few exceptional cases, long-term studies are scarce because of logistic difficulties associated with accessing temporal samples. Temporal dynamics are frequently studied in the laboratory or in controlled mesocosm experiments with exceptional studies that reconstruct the evolution of natural populations in the wild.
Here, a standard operating procedure (SOP) is provided to revive or resurrect dormant Daphnia magna, a widespread zooplankton keystone species in aquatic ecosystems, to dramatically advance the state-of-the-art longitudinal data collection in natural systems. The field of Resurrection Ecology was defined in 1999 by Kerfoot and co-workers, even though the first attempts at hatching diapausing zooplankton eggs date back to the late 1980s. Since Kerfoot&#39;s seminal paper, the methodology of resurrecting zooplankton species has been increasingly frequently applied, though propagated among laboratories only via direct knowledge transfer. Here, an SOP is described that provides a step-by-step protocol on the practice of resurrecting dormant Daphnia magna eggs.
Two key studies are provided in which the fitness response of resurrected Daphnia magna populations to warming is measured, capitalizing on the ability to study historical and modern populations in the same settings. Finally, the application of next generation sequencing technologies to revived or still dormant stages is discussed. These technologies provide unprecedented power in dissecting the processes and mechanisms of evolution if applied to populations that have experienced changes in selection pressure over time.

Resurrection of Dormant Daphnia magna: Protocol and Applications

Long-term studies are essential to understanding the process of evolution and the mechanisms of adaptation. Generally, these studies require commitments beyond the life-time of researchers. Here, a powerful method is described that dramatically advances state-of-the-art data collection to generate longitudinal data in natural systems.

Risurrezione di dormienti Daphnia magna: protocollo e applicazioni

Long-term studies enable the identification of eco-evolutionary processes that occur over extended time periods. In addition, they provide key empirical ...

Stress Distribution During Cold Compression of Rocks and Mineral Aggregates Using Synchrotron-based X-Ray Diffraction

We report detailed procedures for performing compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus (D-DIA) coupled with synchrotron X-radiation. A cube-shaped sample assembly is prepared and compressed, at room temperature, by a set of four X-ray transparent sintered diamond anvils and two tungsten carbide anvils, in the lateral and the vertical planes, respectively. All six anvils are housed within a 250-ton hydraulic press and driven inward simultaneously by two wedged guide blocks. A horizontal energy dispersive X-ray beam is projected through and diffracted by the sample assembly. The beam is commonly in the mode of either white or monochromatic X-ray. In the case of white X-ray, the diffracted X-rays are detected by a solid-state detector array that collects the resulting energy dispersive diffraction pattern. In the case of monochromatic X-ray, the diffracted pattern is recorded using a two-dimensional (2-D) detector, such as an imaging plate or a charge-coupled device (CCD) detector. The 2-D diffraction patterns are analyzed to derive lattice spacings. The elastic strains of the sample are derived from the atomic lattice spacing within grains. The stress is then calculated using the predetermined elastic modulus and the elastic strain. Furthermore, the stress distribution in two-dimensions allow for understanding how stress is distributed in different orientations. In addition, a scintillator in the X-ray path yields a visible light image of the sample environment, which allows for the precise measurement of sample length changes during the experiment, yielding a direct measurement of volume strain on the sample. This type of experiment can quantify the stress distribution within geomaterials, which can ultimately shed light on the mechanism responsible for compaction. Such knowledge has the potential to significantly improve our understanding of key processes in rock mechanics, geotechnical engineering, mineral physics, and material science applications where compactive processes are important.

We report detailed procedures for compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus coupled with synchrotron X-radiation. Such experiments allow quantification of the stress distribution within samples, that ultimately sheds light on compaction processes in geomaterials.

Distribuzione delle sollecitazioni durante la compressione a freddo di rocce e inerti minerali mediante diffrazione di raggi x di sincrotrone-basato

We report detailed procedures for performing compression experiments on rocks and mineral aggregates within a multi-anvil deformation apparatus (D-DIA) ...

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has become particularly relevant for assessing the anthropogenic-altered global nitrogen cycle and the emission of greenhouse gases (i.e., N2O). Several methods are available for measuring denitrification, but none of them are completely satisfactory. Problems with existing methods include their insufficient sensitivity, and the need to modify the substrate levels or alter the physical configuration of the process using disturbed samples.This work describes a method for estimating sediment denitrification rates that combines coring, acetylene inhibition, and microsensor measurements of the accumulated N2O. The main advantages of this method are a low disturbance of the sediment structure and the collection of a continuous record of N2O accumulation; these enable estimates of reliable denitrification rates with minimum values up to 0.4-1 &#181;mol N2O m-2 h-1. The ability to manipulate key factors is an additional advantage for obtaining experimental insights. The protocol describes procedures for collecting the cores, calibrating the sensors, performing the acetylene inhibition, measuring the N2O accumulation, and calculating the denitrification rate. The method is appropriate for estimating denitrification rates in any aquatic system with retrievable sediment cores. If the N2O concentration is above the detection limit of the sensor, the acetylene inhibition step can be omitted to estimate the N2O emission instead of denitrification. We show how to estimate both actual and potential denitrification rates by increasing nitrate availability as well as the temperature dependence of the process. We illustrate the procedure using mountain lake sediments and discuss the advantages and weaknesses of the technique compared to other methods. This method can be modified for particular purposes; for instance, it can be combined with 15N tracers to assess nitrification and denitrification or field in situ measurements of denitrification rates.

Estimating Sediment Denitrification Rates Using Cores and N2O Microsensors

This method estimates sediment denitrification rates in sediment cores using the acetylene inhibition technique and microsensor measurements of the accumulated N2O. The protocol describes procedures for collecting the cores, calibrating the sensors, performing the acetylene inhibition, measuring the N2O accumulation, and calculating the denitrification rate.

Stimare i tassi di denitrificazione sedimento utilizzando core e N2O microsensori

Denitrification is the primary biogeochemical process removing reactive nitrogen from the biosphere. The quantitative evaluation of this process has ...

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence (OSL) Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat exposure, which effectively resets the luminescence clock. The systematics of OSL dating is based on the dosimetric properties of common minerals, like quartz and feldspar. The acquired luminescence with exposure to natural ionizing radiation after burial provides a depositional age for many Quaternary sedimentary systems, spanning the past 0.5 Ma. This contribution details the procedures for separating pure quartz grains of a known range of particle sizes to facilitate luminescence analysis with small or single grain aliquots. Specifically, protocols are given for the needed data and interpretations for effective OSL dating of terrestrial sediment cores or sample tubes from exposures. These cores, 5-20 m long in 1.2 m sections, are split lengthwise and crown-cut leaving 80% of core volume undisturbed, which facilitates sampling of light-protected sediment for OSL dating deep within the core. Sediment samples are then subjected to a series of physical separations to obtain a certain grain-size interval (e.g., 150-250 &#181;m). Magnetic minerals are removed in wet and dry states using magnets. A series of chemical digestions starts with soaking in H2O2 to remove organic matter, followed by HCl exposure to remove carbonate minerals, followed by density separation. Subsequently, grains are soaked in HF for 80 min and after in HCl to render solely quartz grains. The mineralogic purity (&#62;99%) of the quartz extract is quantified with grain petrographic assessment and Raman spectroscopy. Repeating this quartz isolation procedure may be necessary with sediment that contains &#60;15% quartz grains. Excitation of the purified quartz grains by LED-derived blue and IR light allows calculations of the fast and IR depletion ratios, which are metrics to assess the dominance of luminescence emissions from quartz.

Isolation of Quartz Grains for Optically Stimulated Luminescence OSL Dating of Quaternary Sediments for Paleoenvironmental Research

This protocol is for the isolation of quartz grains by size for luminescence dating of sediments. Outlined are physical cleansing and chemical digestions by soaking sequentially in H2O2, HCl, HF, and HCl again to isolate quartz grains. The quartz purity is quantified with microscopic assessment, Raman spectroscopy, and IR depletion ratio.

Isolamento di grani di quarzo per la datazione a luminescenza stimolata otticamente (OSL) di sedimenti quaternari per la ricerca paleoambientale

Optically stimulated luminescence (OSL) dating quantifies the time since mineral grains were deposited and shielded from additional light or heat ...

Advanced Workflow for Taking High-Quality Increment Cores - New Techniques and Devices

In dendroecological research, precise dating of each single growth ring is a basic requirement for all studies, focusing on ring-width variations only, chemical or isotope analyses, or wood anatomical studies. Independent of the sampling strategy for a certain study (e.g., climatology, geomorphology), the way samples are taken is crucial for their successful preparation and analyses.
Until recently, it was sufficient to use a (more or less) sharp increment corer to obtain core samples that could be sanded for further analyses. Since wood anatomical characteristics can be applied to long time series, the need to obtain high-quality increment cores has taken on a new meaning. Essentially, the corer needs to be sharp(ened) when used. When coring a tree by hand, there are some problems in handling the corer, resulting in the hidden occurrence of micro cracks along the entire core: When starting to drill by hand, the drill bit is strongly pressed against the bark and the outermost ring until the thread has fully entered the trunk. At the same time, the drill bit is moved up and down as well as sideward. Then, the corer is drilled all the way into the trunk; however, it is necessary to stop after each turn, change the grip, and turn again. All these movements, as well as the start/stop-coring, puts mechanical stress on the core. The resulting micro cracks make it impossible to create continuous micro sections, as they fall apart along all these cracks.
We present a protocol to overcome these obstacles by applying a new technique using a cordless drill to minimize these problems when coring a tree, as well as its effect on the preparation of long micro sections. This protocol includes the preparation of long micro sections, as well as a procedure to sharpen corers in the field.

Here, we present a protocol on how to avoid micro cracks in increment cores by applying a cordless drill with a torque multiplier to minimize problems when coring trees, as well as its effect on preparing long micro sections. This protocol also includes a procedure to sharpen corers in the field.

Flusso di lavoro avanzato per l'acquisizione di core incrementali di alta qualità - Nuove tecniche e dispositivi

In dendroecological research, precise dating of each single growth ring is a basic requirement for all studies, focusing on ring-width variations only, ...

<meta charset="utf8"></head><body>Protocollo per la digitalizzazione degli anelli degli alberi dal campo al laboratorio negli studi dendroecologici

A New Workflow for Sampling and Digitizing Increment Cores

Here we present a new workflow from taking increment cores in the field, storing and transporting them to the lab, to digitizing their tree rings for further analyses for subsequent dendroecological analyses. The procedure involves the use of new sample carriers for increment cores. These new G&#228;rtner Schneider Core (GSC) holders are designed using three-dimensional (3D) modeling software and finally printed with a 3D printer. Using these mounts from the beginning in the field, the cores can directly be cut with a core microtome, and their surface can then be digitized without further rearrangement using a new high-resolution image-capturing system. They are thus available for direct analysis. This system allows digitizing tree rings from cores and disks, and also taking images from long micro sections (up to 40 cm) using transmitted light. This feature is of special interest for dendroecological and geomorphic applications to identify the onset of any disturbance in micro sections cut with a core-microtome.

<meta charset="utf8"></head><body>Autore in primo piano: Sviluppo di dispositivi innovativi per far progredire la dendroecologia e la ricerca sull'anatomia del legno

We present a protocol to use 3D-printed mounts to fix increment cores in the field without the necessity of unpacking and gluing them on wooden mounts. The new GSC holder allows placing the cores in a core microtome to cut their surface and directly transfer them to digital image capturing.

Un nuovo flusso di lavoro per il campionamento e la digitalizzazione dei nuclei di incremento 

Here we present a new workflow from taking increment cores in the field, storing and transporting them to the lab, to digitizing their tree rings for ...

Sedimenti Nucleo estrusione Metodo a Millimeter risoluzione usando una calibrata, filettata-rod

Riepilogo

Esplora Altri Video

Capitoli in questo video