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Text File  |  1990-09-13  |  171.8 KB  |  4,505 lines

  1.             SIM EARTH PART 2
  2.  
  3.  
  4. EARTH: MODERN DAY
  5. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  6. This scenario takes place on the Earth of today.  We live in a world
  7. with  pollution,  war, famine, greenhouse warming, energy shortages,
  8. and the possibility of nuclear winter.
  9.  
  10. The problems: Too many to list here. Read your newspaper. 
  11.  
  12. Time Scale  : Technology
  13.  
  14. Your mission: Solve  all  the  world's problems and lead us into a
  15. future of peace, abundant food, clean air, and plentiful energy.
  16.  
  17. The methods : If I knew how to solve all these problems, I'd be
  18. running the U.N. instead of making computer games.
  19.  
  20. Hints:   The  best  way  to  prevent  war in SimEarth is to allocate
  21. energy  to  philosophy  in  the  CIVILISATION  MODEL  CONTROL PANEL.
  22. Increasing  allocation to Agriculture will increase the food supply.
  23. Allocating  to  Art/Media  improves  the  quality of life.  Wars and
  24. plague  have  a  greater impact in this scenario than they do in the
  25. real world.
  26.  
  27. Notes:   This scenario can be difficult, but still more fun than the
  28. real  thing.   If  you click and hold on the Terrain Map Icon in the
  29. MAP  WINDOW, you will see the names of the continents displayed.  If
  30. you  click and hold on the Drift icon in the MAP WINDOW you will see
  31. the names of the major tectonic plates displayed.
  32.  
  33.                 > 114 <
  34.  
  35.  
  36. MARS
  37. ~~~~
  38. For  this  scenario,  you are a citizen in a nanotech level society.
  39. Your home planet is overcrowded, and the population is increasing.
  40.  
  41. You show up for work, and find a memo from the boss that informs you
  42. that  you've  been  put  in  charge of a new project.  The promotion
  43. involves  a small raise, but you'll have to move--to Mars.  Your new
  44. job  is to turn Mars into a planet capable of supporting human life.
  45. If  you  fail  to  complete  this project within 500 years you'll be
  46. fired.
  47.  
  48. The  problem:   No water, almost no atmospheric pressure, no oxygen,
  49. no  plants,  no  animals,  no  nothing  except  rock.   The  average
  50. temperature is -53 degrees C.
  51.  
  52. Time Scale: Technology
  53.  
  54. Your mission: Terraform Mars and make it a place fit for human 
  55. occupation, and Colonise the planet. 
  56.  
  57. The methods: The  MODEL CONTROL PANELS (except for the CIVILISATION
  58. MODEL  CONTROL  PANEL)  have been disabled to make this a challenge.
  59. You'll  need the TERRAFORMERS available through the PLACE LIFE tool.
  60. Gaian  regulation  has  been  disabled--no  life  will spontaneously
  61. generate.   The  REPORT  WINDOW  gives  you special feedback on your
  62. terraforming progress.
  63.  
  64.                 > 115 <
  65.  
  66. Hints:   Start  off  with  a few ice meteors to create oceans.  Then
  67. start   producing  CO2  and  other  greenhouse  gases  to  build  up
  68. atmospheric  pressure  and  begin  planetary  warming.   Use the CO2
  69. generator  or  better  yet,  plant  some  single-Celled  life  in the
  70. oceans--they  are  more  efficient  than terraformers at building an
  71. atmosphere.
  72.  
  73. Notes:   Click and hold on the TERRAIN MAP icon in the MAP WINDOW to
  74. see  a  display  of  Martian landmarks.  Landmark names shown in all
  75. capital  letters  designate  large  regions,  other  names designate
  76. smaller regions or individual spots.
  77.  
  78.                 > 116 <
  79.  
  80. VENUS
  81. ~~~~~
  82. Venus  is SimEarth's ultimate challenge in terraforming.  While Mars
  83. is  far  too  cold,  Venus  is  far  too  hot for life:  its average
  84. temperature is 417 degrees C.
  85.  
  86. The problem: Too hot for life
  87.  
  88. Time Scale: Technology
  89.  
  90. Your mission: Cool this planet down, and make it a fit place for Earth 
  91. life-forms. 
  92.  
  93. The  methods:  The MODEL CONTROL PANELS (except for the 
  94. CIVILISATION MODEL CONTROL PANEL) have been disabled.  
  95. You'll need the TERRAFORMERS available through the PLACE LIFE 
  96. tool. Gaian regulation  has  been disabled--no life will 
  97. spontaneously generate. The  REPORT  WINDOW  gives you special 
  98. feedback on your terraforming progress.
  99.  
  100. Hints:  The first thing you have to do is cool the planet down.  Ice
  101. meteors  won't  help--but go ahead and try them if you want.  It's so
  102. hot  that  ice  meteors  melt  and boil off into water vapor.  Since
  103. water vapor is a greenhouse gas, it just makes things hotter.
  104.  
  105. To  cool  things  down,  you've got to reduce the greenhouse effect.
  106. The  Oxygenator  takes CO2 (a greenhouse gas) out of the atmosphere.
  107. As  soon  as  it  cools enough, start placing biomes on Venus, which
  108. will  also  lower the CO2 in the air.  When placing biomes, remember
  109. that the higher the elevation, the cooler the temperature.
  110.  
  111. Notes:   Click and hold on the TERRAIN MAP icon in the MAP WINDOW to
  112. see  a  display  of Venusian landmarks.  Landmark names shown in all
  113. capital  letters  designate  large  regions,  other  names designate
  114. smaller regions.
  115.  
  116.                 > 117 <
  117.  
  118. DAISYWORLD
  119. ~~~~~~~~~~
  120. Unlike  the  other  scenario  planets,  the terrain of Daisyworld is
  121. randomly generated each time you load it.
  122.  
  123. According  to  the  Gaia  theory,  life and the environment together
  124. constitute  a  system  that  self-regulates  climate and atmospheric
  125. composition.
  126.  
  127. This  scenario  is  based  on  the original Daisyworld program James
  128. Lovelock developed as a test of the Gaia theory.
  129.  
  130. During  the  past 3.6 billion years, the output of heat from the Sun
  131. has  increased  by  25%,  but  the  Earth's  average temperature has
  132. remained almost unchanged during the same time period.
  133.  
  134. According  to  theory,  Gaia  has controlled the temperature to keep
  135. Earth  cool  enough  for  life.   Daisyworld tests Gaia's ability to
  136. regulate temperature.
  137.  
  138. In  Daisyworld,  as  in all SimEarth planets and scenarios (and real
  139. life),  the  Sun's  heat output is slowly but constantly increasing.
  140. If  Gaian  regulation  works,  the average temperature on the planet
  141. should  remain  fairly  constant  in  spite  of the increasing solar
  142. radiation.
  143.  
  144. The  biomes  have  been  changed  to  eight  shades of Daisies.  The
  145. different  shades,  ranging  from  white to black, reflect different
  146. amounts of light and heat that regulate the planet's temperature.
  147.  
  148. Daisies  are  available  for  planting in the PLANT BIOME tool.  The
  149. ratio  of  the various shades of Daisies can be tracked in the BIOME
  150. RATIO GRAPH.
  151.  
  152.                 > 118 <
  153.  
  154.  
  155. The  problem:   The heat from the Sun is steadily increasing.  If it
  156. isn't  somehow  regulated,  the oceans will boil off and all life on
  157. this planet will die.
  158.  
  159. Time Scale: N/A
  160.  
  161. Your mission:  Test Caia's ability to regulate temperature, and fill
  162. the world with Daisies.
  163.  
  164. The method:   Keep  an  eye  on  the  Temperature  Map and the Air
  165. Temperature  graph  in  the HISTORY WINDOW to observe the regulation
  166. cycles.
  167.  
  168. The  REPORT  WINDOW gives you special feedback on your Daisy-raising
  169. progress .
  170.  
  171. Hints  and  cautions:   Place  life on the planet to eat the Daisies.
  172. See how this complication affects regulation.
  173.  
  174. Notes:   There  will  eventually be a breakdown point where the heat
  175. from  the  Sun  is  too  great  for  Caia  to  regulate.   Adding or
  176. subtracting  land  areas  where  Daisies  can  live  will  move this
  177. breakdown point forward or backwards.
  178.  
  179. Also note the change in the Daisies' color as the landmass increases
  180. and decreases.
  181.  
  182. Try  testing  the stability of the system by killing off many of the
  183. Daisies.   How  many can be killed before the system collapses?  How
  184. much  of  the  planet's  surface  must  be  covered  by  Daisies for
  185. regulation to occur?
  186.  
  187. HOW DAISYWORLD WORKS
  188. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  189. Daisyworld  is  a  planet  like  Earth,  but  with  few clouds and a
  190. constant low concentration of greenhouse gases.  The output from the
  191. planet's sun is constantly increasing.
  192.  
  193. The planet's temperature is a balance between the heat received from
  194. the  sun  and  the  heat loss by radiation from the planet to space.
  195. The   albedo--the   reflectiveness--of  the  planet  determines  the
  196. temperature.
  197.  
  198. The  planet  is  well-seeded  with  Daisies,  whose growth rate is a
  199. function  of  temperature.   There are two colors of Daisies:  Black
  200. and White, which only grow between 5 and 40 degrees C, and grow best
  201. at  22.5  degrees  C.   Assume plenty of water and nutrients for the
  202. plants.
  203.  
  204.                 > 119 <
  205.  
  206. Taking  into account only the heat from the sun and the albedo of
  207. the planet, we get the results in the following graphs.
  208.  
  209. The  bottom  graph shows the increasing solar heat (dotted line).
  210. The  temperature  of  the  planet  rises in direct proportion to the
  211. increase  of  solar  heat.   The  top graph shows life on the planet
  212. (Daisies) during the same time.
  213.  
  214. When  the  temperature  hits  5 degrees C the Daisies begin to grow.
  215. When the temperature hits 40 degrees C they all die.
  216.  
  217. Now we add the albedo (heat and light reflectiveness) of the Daisies
  218. to the system.
  219.  
  220. When  the planet's temperature reaches 5 degrees C, Daisies begin to
  221. grow.   During  the first season, the Black Daisies will grow better
  222. since  they  will  be  warmer than the planet's surface (dark colors
  223. absorb  heat).   White  Daisies  won't  grow  very  well, since they
  224. reflect heat and will be colder than the planet's surface.
  225.  
  226. At  the  end of the first season there will be many more Black Daisy
  227. seeds in the soil that will soon grow.  As the Black Daisies spread,
  228. they will not only warm themselves, but the whole planet.
  229.  
  230. Eventually,  because  of the warming from both the Black Daisies and
  231. the  Sun,  the  planet's  temperature  will  rise to 22.5 degrees C.
  232. Since  the  Black Daisies are warmer than the planet, they are above
  233. their optimum living temperature, and their growth rate will slow.
  234.  
  235. Since  the White Daisies are cooler than the planet, they will start
  236. to  grow  better  as  the  temperature  gets higher.  When there are
  237. enough  White  Daisies,  they  will  reflect enough heat to cool the
  238. planet.
  239.  
  240.  
  241.                 > 120 <
  242.  
  243.  
  244.  
  245. Eventually,  the  solar  heat  gets  so great that the White Daisies
  246. cannot reflect enough heat to cool the planet.
  247.  
  248. The  important  thing  to  note  here is that the life on the planet
  249. affected  the  climate  of the planet in a way that is beneficial to
  250. life.   It  regulated the temperature, and nearly doubled the amount
  251. of time life could survive.
  252.  
  253. This  is  only  a  simple  demonstration,  and  only  deals with one
  254. life-form  and  one  climactic feature, but it does demonstrates the
  255. two-way connection between life and environment.
  256.  
  257.                 > 121 <
  258.  
  259. INSIDE THE SIMULATION EVENTS
  260. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  261. Events  are noteworthy occurrences on your planet.  They will happen
  262. randomly,  controlled  by  the simulation, and you can cause most of
  263. them to happen through the TRIGGER EVENTS TOOL in the EDIT WINDOW.
  264.  
  265. The cost in energy for triggering an event is 50 E.U.
  266.  
  267. There are 11 events in SimEarth, eight of which can be triggered 
  268. manually:
  269.  
  270. HURRCANE
  271. ~~~~~~~~
  272. With winds of 74 m.p.h.  or greater, usually accompanied by
  273. rain, thunder and lightning.  Hurricanes can cause tidal waves.
  274.  
  275. They  can  wipe  out cities and destroy a lot of life.  In SimEarth,
  276. hurricanes  are  caused  by  warm  oceans.   The  only way to defend
  277. against them is to keep your oceans cool.
  278.  
  279. You  can  use  hurricanes  to increase rainfall in specific areas on
  280. your planet.
  281.  
  282. TIDAL WAVE
  283. ~~~~~~~~~~
  284. An unusually high sea wave that can be caused by earthquakes, 
  285. high winds, hurricanes, volcanos and meteor impact.
  286.  
  287. Tidal  waves  can  destroy  coastal  cities  and  land life. They
  288. generally travel from deeper water to shallower water.
  289.  
  290. Tidal waves are useful for eliminating unwanted coastal cities.
  291.  
  292. METEOR
  293. ~~~~~~
  294. Meteors are huge hunks of rock  from space that smash into the 
  295. planet, causing much damage and creating craters on land and tidal 
  296. waves in the sea.
  297.  
  298.                 > 122 <
  299.  
  300.  
  301. Meteors  that  crash  into the land will put dust into the air.  Too
  302. much  dust  will  block the sun and cause extinctions.  Meteors that
  303. crash  into water put water vapor into the air, increasing rainfall.
  304. Meteorites also affect magma flow.
  305.  
  306. Meteors  are  useful  for  adding  water  vapor  to  the  atmosphere
  307. (increasing  rainfall),  creating  lakes  in  large land masses, and
  308. destroying pesky life-forms.
  309.  
  310. VOLCANO
  311. ~~~~~~~
  312. A volcano is a vent in the planetary crust that that  lets  a  
  313. flow of molten rock to the surface.
  314.  
  315. Volcanos raise the terrain elevation, creating mountains on land and
  316. islands  in  the sea.  Volcanos in the ocean cause tidal waves.  The
  317. severity  of  volcanos is less when the planet is young and the core
  318. is large.
  319.  
  320. Volcanos in SimEarth are huge upwellings that make recent real Earth
  321. events like Krakatoa look like pimples.
  322.  
  323. Volcanos put a lot of dust into the air, which can block the sun and
  324. cause  extinctions.   They  also  add a lot of carbon dioxide to the
  325. air,  which  is great ior plants, but above a certain point, bad for
  326. animals.
  327.  
  328. Volcanos  are  useful  for  creating  islands and mountains, and for
  329. doing general damage to life-forms.
  330.  
  331. ATOMIC TESTS
  332. ~~~~~~~~~~~~
  333. Atomic tests are the firing of atomic bomb. They occur `naturally`
  334. in wars between groups of your sentient species.
  335.  
  336. Atomic tests do much damage, spread radiation, and put a lot of dust
  337. into  the  atmosphere.   Too  many  atomic tests can cause a nuclear
  338. winter, which causes mass extinctions.
  339.  
  340.                 > 123 <
  341.  
  342.  
  343. Atomic  tests  are useful as a destructive tool, and for testing the
  344. effects of nuclear winter.
  345.  
  346. FIRE
  347. ~~~~
  348. Fire occurs when the oxygen content  of  your atmosphere is too high.  
  349. To protect against fires, keep your oxygen levels down.
  350.  
  351. Fires  are  useful for regulating the oxygen in your atmosphere, and
  352. causing general destruction.
  353.  
  354.  
  355. EARTHQUAKE
  356. ~~~~~~~~~~
  357. A major shake-up of an  area  of  the  planet.  When you point 
  358. to the Trigger Earthquake option  a  sub-submenu  will  appear,  
  359. allowing  you to select the direction  of  energy expended by 
  360. the earthquake.  This will let you affect  continental drift.  
  361. Earthquakes under water will cause tidal waves.
  362.  
  363. When  earthquakes  appear naturally in SimEarth, they occur at plate
  364. boundaries  (places  where  two  land masses meet).  To avoid damage
  365. from earthquakes, don't place cities near plate boundaries.  To find
  366. these  boundaries,  look  at  the  MAGMA display in the EDIT WINDOW.
  367. Wherever  arrows that point in different directions are next to each
  368. other is a plate boundary.
  369.  
  370. In  SimEarth,  earthquakes are very useful events.  You can use them
  371. to  affect  the  movement of land masses, and change the magma flow.
  372. Forcing two land masses into movement toward each other is a fun way
  373. to create a mountain range.
  374.  
  375. To  easily see the effect your earthquake has on the planet, turn on
  376. the  MAGMA layer in the EDIT WINDOW before you trigger it, and watch
  377. the direction of the magma flow arrows change.
  378.  
  379. This  is actuallythe opposite of what happens in the real world.  We
  380. have  reversed cause and effect.  In reality, earthquakes are caused
  381. bythe  movement  of  the plate boundaries, and don't cause or change
  382. magma  flow.   It's  not  accurate,  but its a great tool for making
  383. mountain ranges.
  384.  
  385.                 > 124 <
  386.  
  387.  
  388. PLAGUES
  389. ~~~~~~~
  390. Plagues are very dangerous diseases  that can wipe out entire cities, 
  391. and will spread to nearby cities.   They  happen  more often in 
  392. low-technology areas, but once they happen there, they can spread 
  393. to nearby high-technology areas.
  394.  
  395. To  prevent plagues, you must invest in Medicine in the CIVILISATION
  396. MODEL   CONTROL   PANEL  Plagues  aren't  useful  for  anything  but
  397. destruction.
  398.  
  399.  
  400. WAR
  401. ~~~
  402. Wars can be triggered by the TRIGGER  EVENTS  icon.   
  403. War  in SimEarth represents battles between
  404. cities, as well as rebellions and revolutions within cities.
  405.  
  406. Wars  are  often  caused by competition for resources such as fossil
  407. and  atomic  fuel.   This is a self-regulating process:  Cities grow
  408. too  big, too close, and too fast for the local fuel supply; they go
  409. to war over the fuel; they kill enough of each other off so they can
  410. all  live  happily  on  the  existing fuel; then they declare peace.
  411. Sometimes  wars  just  happen--SimEarthlings  can  be  as  stupid as
  412. Earthlings.
  413.  
  414. World wars occur in higher technology levels, and consist of lots of
  415. battles going on all over the planet.
  416.  
  417. The  only  way to prevent wars, or reduce the number and severity of
  418. wars,  is  by  allocating  energy  to Philosophy in the CIVILISATION
  419. MODEL CONTROL PANEL.
  420.  
  421.  
  422. POLLUTION
  423. ~~~~~~~~~
  424. Pollution events are warnings  that  the  pollution in an area 
  425. of your planet has reached levels that are dangerous to life.
  426.  
  427. They  are  primarily  caused by industrial waste and pollutants, and
  428. can  only  be prevented and controlled by investing in non-polluting
  429. energy sources.
  430.  
  431.                 > 125 <
  432.  
  433.  
  434.  
  435. Pollution events cannot be triggered by the TRIGGER EVENTS tool, but
  436. if you want one, invest heavily in fossil fuels.
  437.  
  438. EXODUS
  439. ~~~~~~
  440. When the sentient SimEarthlings  reach  a high enough level of 
  441. development, they leave the  planet  to Colonise other worlds.  
  442. The planet is then "retired" to the status of a wildlife preserve 
  443. to be visited and cherished.
  444.  
  445. At  this  point, the planet returns to the Evolution Time Scale, and
  446. the race to sentience begins again.
  447.  
  448. The  EXODUS  event  is  the  closest  thing  in  SimEarth  to a "win
  449. condition."
  450.  
  451.                 > 126 <
  452.  
  453. GEOSPHERE
  454. ~~~~~~~~~
  455. The  Geosphere  in  SimEarth  simulates  planet formation, planetary
  456. cooling, 6EOSPHERE continental drift, volcanic activity and erosion.
  457. For an explanation of geology and atmosphere of the real Earth, take
  458. a look at the Introduction to Earth Science section.
  459.  
  460. PLANET FORMATION 
  461. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  462. SimEarth  simulates  a  planet  just  after  interstellar  dust  has
  463. condensed  into a lump of dirt.  It is tightly packed, with a molten
  464. core.   The  surface  is  solid,  but the ' J surface temperature is
  465. still very hot.  The atmosphere is mostly steam.
  466.  
  467. The  flowing  currents  in  the molten core cause parts of the solid
  468. surface  of  the  planet  to start moving around, crashing into each
  469. other.   This crashing results in the creation of huge mountains and
  470. deep ditches.
  471.  
  472. PLANETARY COOLING 
  473. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  474. With   time,  the  core  of  the  planet  solidifies  to  a  plastic
  475. consistency,  and  gets  larger  as the planet gets olde The rate at
  476. which the core forms can be set in GEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  477.  
  478. The  larger  the core, the smaller the magma layer.  The smaller the
  479. magma  layer,  the  slower  the  magma  currents, and the slower the
  480. continental drift.
  481.  
  482. CONTINENTAL DRIFT 
  483. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  484. Continental  drift  is the movement of the solid crust of the planet
  485. on  the liquid magma inside the planet.  The faster and stronger the
  486. magma  currents,  the  faster  the drift.  Continental drift is also
  487. affected  by core heat.  The rate of continental drift can be set in
  488. the GEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  489.  
  490. CORE HEAT 
  491. ~~~~~~~~~
  492. Core  heat  is the temperature of the planet's core.  The higher the
  493. core  heat,  the larger and more severe the volcanos are.  Also, the
  494. hotter  the core, the  more the direction of magma flow will change.
  495. Core heat can be adjusted in the GEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  496.  
  497.                 > 127 <
  498.  
  499. FORMATION OF THE OCEANS
  500. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  501. The  planet  eventually cools enough for the steam in the atmosphere
  502. to condense and form oceans.  Once oceans are formed, your planet is
  503. ready for life.
  504.  
  505. VOLCANIC ACTIVITY
  506. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  507. Volcanos  are vents in the surface of the planet that allow magma to
  508. flow  to  the  surface.  The volcanos in SimEarth are huge explosive
  509. events that make recent volcanic activities like i~rakatoa look like
  510. pimples.   When  volcanos occur in water, they create islands.  When
  511. they occur on land, they create great mountains .  The frequency and
  512. violence of volcanos is directly affected by core heat.
  513.  
  514. You can also control the frequency and violence of volcanos with the 
  515. GEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL. 
  516.  
  517. EROSION
  518. ~~~~~~~~
  519. Erosion is the "smoothing" of the terrain bywind and water.  Younger
  520. planets  will  have higher, more jagged mountains than older planets
  521. that  have  suffered  the  effects  of erosion longer.  Erosion aiso
  522. creates  large  continentai shelves.  The rate of erosion can be set
  523. in the CEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  524.  
  525. Erosion increases the CO2 level in the atmosphere. 
  526.  
  527.                 > 128 <
  528.  
  529.  
  530. The  atmosphere  in  SimEarth  consists of four gases--Nitrogen (N2,
  531. Oxygen  (O2)'  Carbon  Dioxide  (CO2)  and Methane (CH4) plus water
  532. vapor (H2O) and dust particles.
  533.  
  534. NITROGEN
  535. ~~~~~~~~
  536. Nitrogen  is released by the soil through geochemical reactions with
  537. the  air,  and  is  absorbed  into the soil by microbes.  It is also
  538. released into the atmosphere by volcanos.  It is the most common gas
  539. in the atmosphere.
  540.  
  541. OXYGEN
  542. ~~~~~~~
  543. Oxygen is released into the atmosphere by plants and microbes during
  544. photosynthesis.   It  is  consumed by animals and fires.  Too little
  545. oxygen  in the atmosphere (<15%) and animal life can't survive.  Too
  546. much  oxygen  (>251Yo) and fires will break out all over the planet.
  547. Fires act as an oxygen regulator.
  548.  
  549. CARBON DIOXIDE
  550. ~~~~~~~~~~~~~~
  551. Carbon  dioxide  is  released  into  the  atmosphere  by geochemical
  552. reactions  and erosion, and is absorbed by plants and microbes.  Too
  553. little  carbon  dioxide  (<.1%)  and  plants  can~t survive.  Carbon
  554. dioxide  is  a greenhouse gas, and will contribute to global warming
  555. due to the greenhouse effect.  If your CO2 level exceeds 1% you will
  556. have greenhouse warming.
  557.  
  558. METHANE
  559. ~~~~~~~
  560. Methane  is  released into the atmosphere by bacteria (prokaryotes).
  561. It  is  a  greenhouse  gas,  and  will  contribute to global warming
  562. through the greenhouse effect.
  563.  
  564. WATER VAPOR
  565. ~~~~~~~~~~~
  566. Water  vapor  evaporates  from warm oceans and lakes, and returns to
  567. the  land  and seas through rainfall.  Water vapor in the atmosphere
  568. is  increased  by  hurricanes and meteors hitting the oceans.  Water
  569. vapor is a greenhouse gas.
  570.  
  571. DUST PARTICLES
  572. ~~~~~~~~~~~~~~~
  573. Dust  is  released into the air by volcanic activity, fires, nuclear
  574. explosions,  and  meteor  strikes.   Too much dust in the atmosphere
  575. causes solar blockage, planetary cooling, and mass extinctions.
  576.  
  577.                 > 129 <
  578.  
  579. ATMOSPHERIC PRESSURE 
  580. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  581. Atmospheric pressure is a measure of how much atmosphere, by weight,
  582. is  around  the  planet.   The air pressure of the real Earth is 1.0
  583. atmospheres.   A  higher  atmospheric  pressure  allows  a planet to
  584. better retain heat.
  585.  
  586. TRACKING THE ATMOSPHERE 
  587. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  588. You  can  keep track of your atmospheric composition by watching the
  589. ATMOSPHERIC COMPOSITION GRAPH.
  590.  
  591.                 > 130 <
  592.  
  593. CLIMATE
  594. ~~~~~~~
  595. The  climate  of  SimEarth  is  much simpler than on the real Earth.
  596. When modelling
  597.  
  598. climate,  SimEarth  primarily  takes  into account air currents, air
  599. temperature, and rainfall.
  600.  
  601. Air  currents,  air  temperature, and rainfall are influenced by sea
  602. temperature,  ocean  currents,  solar  input, cloud formation, cloud
  603. albedo, surface albedo, greenhouse effect, air-sea thermal transfer,
  604. and atmospheric pressure.
  605.  
  606. In  addition,  ice  caps  indirectly  affect  climate  through their
  607. ability  to cool the planet.  Cold oceans are necessary for ice caps
  608. to form.
  609.  
  610. In  SimEarth,  as on the real Earth, the heat from the Sun is slowly
  611. increasing.
  612.  
  613. AIR CURRENTS 
  614. ~~~~~~~~~~~~
  615. The planetary winds.
  616.  
  617. AIR TEMPERATURE
  618. ~~~~~~~~~~~~~~~
  619. The  average  annual air temperature.  The heat displayed here comes
  620. primarily from the sun, and secondarily from warm ocean areas.
  621.  
  622. RAINFALL 
  623. ~~~~~~~
  624. The  amount  of  rainfall  on  the planet.  It includes all types of
  625. precipitation.
  626.  
  627. SEA TEMPERATURE
  628. ~~~~~~~~~~~~~~~
  629. The  average  annual  ocean  temperature.   In  most cases this will
  630. correspond closely with the air temperature, but it will change much
  631. more slowly.
  632.  
  633. OCEAN CURRENTS 
  634. ~~~~~~~~~~~~~~
  635. The surface currents of the oceans.
  636.  
  637. SOLAR INPUT
  638. ~~~~~~~~~~~
  639. The  incoming  solar  radiation, also calledlnsolation.  This is the
  640. amount of energy that reaches the planet from the sun.
  641.  
  642. CLOUD FORMATION 
  643. ~~~~~~~~~~~~~~~
  644. The amount of clouds formed from a given amount of evaporation.
  645.  
  646. CLOUD ALBEDO
  647. ~~~~~~~~~~~
  648. The  reflectivity  of  the  clouds,  which  controls  the  amount of
  649. sunlight (heat) that passes through them to the planet.
  650.  
  651.                 > 131 <
  652.  
  653. SURFACE ALBEDO
  654. ~~~~~~~~~~~~~~
  655. The  reflectivity  of  surface  biomes,  and therefore the amount of
  656. sunlight (heat) which is blocked by them.
  657.  
  658. GREENHOUSE EFFECT
  659. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  660. The  planet-warming  greenhouse  effect.   The  greenhouse effect is
  661. caused  by  certain  gases  that  block outgoing infrared radiation.
  662. This keeps more of the Sun's heat in the atmosphere, which warms the
  663. whole  planet.   In  SimEarth,  the greenhouse gases are water vapour
  664. (HO2), methane (CH4), and carbon dioxide (CO2)
  665.  
  666. AIR-SEA THERMAL TRANSFER 
  667. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  668. The rate at which the air and ocean can exchange heat.
  669.  
  670. ATMOSPHERIC PRESSURE 
  671. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  672. A measure of how much atmosphere, by weight, is around the planet.
  673. The  air  pressure  of  the real Earth is 1.0 atmospheres.  A higher
  674. atmospheric pressure allows a planet to better retain heat.
  675.  
  676. AFFECTING CLIMATE 
  677. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  678. You  can  affect  the  way  SimEarth  models climate by changing the
  679. settings on the ATMOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  680.  
  681.                 > 132 <
  682.  
  683. LIFE AND EVOLUTION
  684. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  685. As  far  as the model in SimEarth is concerned, life is any plant or
  686. animal on your planet.
  687.  
  688. The  number  and  variety  of  plants,  animals,  niches  and biomes
  689. included  in SimEarth has been limited to enable the model to run on
  690. a home computer, but there are enough to demonstrate the principles
  691. involved with planet management.
  692.  
  693. ORIGINS OF LIFE IN SIMEARTH
  694. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  695. In  SimEarth,  the  only  necessary  factor  for life to form is the
  696. presence  of  some deep sea (greater than 2500 meters deep) or ocean
  697. (between  1000 and 2500 meters deep).  We assume the presence of ail
  698. necessary chemicals and elements.
  699.  
  700. Ocean  will  form  as soon as the planet cools, and if there is some
  701. deep ocean, life will form.
  702.  
  703. The  formation  of  life on the real Earth is much more complicated,
  704. and still very controversial.
  705.  
  706. LIFE IN SIMEARTH
  707. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  708. Life in SimEarth is much simpler and less varied than on the real
  709. Earth. SimEarth has 15 classes of life, each with 16 species.  The
  710. real Earth has millions of species.
  711.  
  712. SimEarth has seven biomes, the real Earth has many more. 
  713.  
  714. EVOLUTION IN SIMEARTH
  715. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  716. Evolution  in  SimEarth  depends  on  many factors.  For sea life to
  717. evolve, there must be shallow shelves.  For land life, there must be
  718. the  proper  atmosphere, with enough carbon dioxide, oxygen, and air
  719. pressure.   The  air  and  water temperatures must be within livable
  720. limits.   And  there must be enough of the proper biome for the life
  721. to evolve in.
  722.  
  723. Life  advances from simple to more complex forms, and, hopefully, to
  724. intelligence.
  725.  
  726. Evolutionary  advancement also depends on population size.  The more
  727. of  a  life-form  you  have on your planet, the more likely it is to
  728. advance to another level.
  729.  
  730.                 > 133 <
  731.  
  732.  
  733.  
  734. There  are  two  sizes  of  steps  SimEarthlings  can  take in their
  735. progress towards sentience:  ADVANCEMENT and MUTATION.
  736.  
  737. ADVANCEMENT  is  a  small  step.   It is a step up to a more complex
  738. species,  but  stays within the same class of life.  The ADVANCEMENT
  739. RATE can be set in the BIOSPHERE MODEL CONTROL PANEL.
  740.  
  741. MUTATION RATE is a big step. It is a jump to a new class of life. 
  742.  
  743. COMPETITION  
  744. ~~~~~~~~~~~
  745. There  is  competition within the evolutionary process.
  746. If  two life-forms land on the same spot, the more advanced one will
  747. kill  the  other.   The  rating of which life- form is more advanced
  748. than  another  involves, among other smaller factors, the class, the
  749. species, and the IQ of each life-form.  Some of these factors change
  750. over  time  and  vary  with  the planet, so there can be no win/lose
  751. chart of life-form rankings.
  752.  
  753. Also,  if and when a new, higher class of life mutates, it will take
  754. precedence over all lower forms.
  755.  
  756. BIOMES IN SIMEARTH
  757. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  758. There  are  seven  available  biomes  in  SimEarth, plus ROCK, which
  759. represents  a lack of a biome in a location.  To survive and spread,
  760. biomes require carbon dioxide and rainfall.
  761.  
  762.  
  763. ROCK--        No biome.
  764.  
  765. ARCTlC--    Can survive in a cold and dry climate.
  766.  
  767. BOREAL FOREST--    Can survive in cold temperatures, with moderate to 
  768.                    high rainfall. 
  769.  
  770. DESERT--    Can survive in moderate to hot temperatures, 
  771.         with very little rainfall. 
  772.  
  773.                 > 134 <
  774.  
  775.  
  776. TEMPERATE GRASSLANDS--Can survive in areas with moderate temperatures 
  777.                      and rainfall.
  778.    
  779. FOREST--Can survive with moderate temperatures and high rainfall.
  780.  
  781. JUNGLE--Can survive with high temperatures and rainfall.
  782.  
  783. SWAMP --Can survive with high temperatures and moderate rainfall.
  784.  
  785. BIOME PREFERENCE CHART
  786. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  787.             DRY        MODERATE         WET
  788.             ----------- -----------      ----------------
  789. COLD (<0C)             Arctic         Boreal Forest    Boreal Forest
  790. MODERATE (0-25C)       Desert       Temp. Grasslands Forest
  791. HOT (>25C)           Desert        Swamp            Jungle
  792.  
  793.  
  794. Biome  preferences are also influenced by altitude and the amount of
  795. CO2 in the atmosphere.
  796.  
  797. LIFEFORMS IN SIMEARTH
  798. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  799. There are 15 classes of life represented in SimEarth; eight on land,
  800. seven  in the sea.  Only 14 of these are available in the PLACE LIFE
  801. tool.  The 15th, the Carniferns--mobile, carnivorous plants that can
  802. evolve sapience--will sometimes appear through evolution.
  803.  
  804. Each class consists of 16 species.  There are a total of 240 species
  805. in  SimEarth.   If  a  class  of  life  reaches the 16th species, it
  806. becomes  sentient.   You  will never see the 16th species of many of
  807. the classes unless you can help that class develop intelligence.
  808.  
  809.                 > 135 <
  810.  
  811.  
  812. Below is an explanation of each class of life, with a graphic of all
  813. 16  species  for  that  class  of  life.   The possible evolutionary
  814. advancements  and mutations are also shown.  Advancement is in steps
  815. from  left to right through ail the species of that class.  Mutation
  816. is a jump to a new class.
  817.  
  818. For each class of life below is a chart of its possible evolutionary
  819. paths.   The  progression of advancement within the same class, from
  820. simplest to most advanced (intelligent) is shown from left to right.
  821. Possible mutations to higher classes of life are shown as steps up.
  822.  
  823. Only  certain  species within a class of life can mutate.  There are
  824. many evolutionary dead-ends.
  825.  
  826. SEA LIFE CLASSES 
  827. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  828.  
  829. PROKARYOTE 
  830. ----------
  831. Simple single celled life that has no distinct nucleus, including bacteria   
  832. and blue-green algae. Prokaryotes  release  methane  into  the  
  833. atmosphere.  In SimEarth, Prokaryotes  are all treated as anaerobic,  
  834. methane consuming organisms, which is an extreme simplification.
  835.  
  836. The  eight  most  advanced Prokaryote species can possibly mutate to
  837. Eukaryotes.  
  838.  
  839. Eukaryote
  840. ---------
  841. Single-celled life with a nucleus; includes all single-celled life
  842. except  prokaryotes. In SimEarth, all Eukaryotes  are  treated  
  843. as aerobic, photosynthesizing organisms, which is an extreme 
  844. simplification.
  845.  
  846. Eukaryotes  evolve  from Prokaryotes.  The four most evolved species
  847. of Eukaryote can mutate into Radiates.
  848.  
  849.                 > 136 <
  850.  
  851.  
  852. RADIATE 
  853. ~~~~~~~
  854. Simple, radially symmetrical multicellular life  with  definite  tissue 
  855. layers (three at most), but no distinct internal   organs,   head,  or  
  856. central  nervous  system. Includes jellyfish and sea anemones.
  857.  
  858. Radiates evolve from Eukaryotes.  The first eight species of Radiate
  859. can  mutate  into Arthropods.  The next four species can mutate into
  860. Trichordates.
  861.  
  862. ARTHROPOD
  863. ~~~~~~~~~~
  864. Animals with jointed legs and a hard outer  skeleton,  including  
  865. crabs,  lobsters,  and  crayfish.  (Spiders,  scorpions, centipedes, 
  866. millipedes, and insects are - also arthropods, but they live on land.)
  867.  
  868. Arthropods evolve  from Radiates.  The first four species of
  869. Arthropod  can  mutate into Mollusks, the next eight can mutate into
  870. Insects.
  871.  
  872. MOLLUSK
  873. ~~~~~~~
  874. Fairly  complex  animals, most of which possess shells,
  875. including  snails,  clams, oysters, scallops, octopi, and squid.  
  876.  
  877. Mollusks  evolve  from ArthroDods.  The middle eight species of Mollusks
  878. can mutate into Fish.  
  879.  
  880.                 > 137 <
  881.  
  882.  
  883. FISH
  884. ~~~~
  885. Very  advanced  and complex sea life with an internal bony
  886. skeleton.
  887.  
  888. Fish evolve from Mollusks.  The first eight species of Fish
  889. can  mutate  into  Amphibians, the next four species can mutate into
  890. Trichordates.
  891.  
  892.  
  893. CEIACEAN
  894. ~~~~~~~~
  895. Marine mammals with a highly developed nervous   system,   
  896. including whales, dolphins, and porpoises.
  897. Cetaceans  can  survive  in Jungle biomes, as shown in the chart of
  898. Life Classes and Preferred Biomes. They actually live in the
  899. Jungle's rivers and tributaries that are too small to show in the.
  900.  
  901. Cetaceans  evolve  from  Mammals.  The last four species of Cetacean
  902. can mutate back into Mammals.
  903.  
  904.  
  905. LAND LIFE CLASSES
  906. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  907.     
  908. TRICHORDATE 
  909. ~~~~~~~~~~~
  910. Trichordates were a class of animal with three-chord
  911. spines.   They  lived  and died out long ago on real Earth.  We felt
  912. sorry  for  them,  and are giving them a chance for survival in
  913. SimEarth.
  914.  
  915. Trichordates  evolve  from Radiates and/or Fish.  They cannot mutate
  916. into anything else.
  917.  
  918.                 > 138 <
  919.  
  920.  
  921. INSECT
  922. ~~~~~~
  923. The most numerous type of life on Earth they have six legs and three 
  924. body sections.
  925.  
  926. Insects  evolve from Arthropods.  Insects don't evolve
  927. into  anything  else,  but,  as  shown  in  the chart, there is a 
  928. co-evolution  situation with Carniferns.  The Carniferns don't actually
  929. evolve  from  Insects: they  evolve  from  plants  because  of the
  930. presence of Insects.
  931.  
  932.  
  933. AMPHIBIAN
  934. ~~~~~~~~~
  935. Cold-blooded vertebrates somewhere between fish and reptiles, 
  936. including frogs, toads, and newts.
  937.  
  938. Amphibians evolve from Fish.  The first eight species
  939. of Amphibians can mutate into Reptiles.
  940.  
  941.  
  942. REPTILE
  943. ~~~~~~~
  944. Cold-blooded vertebrates, including 
  945. alligators, crocodiles, lizards, snakes, and turtles.
  946.  
  947. Reptiles evolve from Amphibians. The first eight
  948. species of Reptile can mutate into Dinosaurs.  The next four species
  949. can mutate into Mammals.
  950.  
  951.                 > 139 <
  952.  
  953.  
  954. DINOSAUR
  955. ~~~~~~~~
  956. Very big reptiles that long ago died out on real Earth.
  957. SimEarth gives them a new lease on life.
  958.  
  959. Dinosaurs evolve from Reptiles. The first four
  960. species of Dinosaurs can mutate into Avians. The next four species
  961. can mutate into Mammals.
  962.  
  963. AVIAN
  964. ~~~~~
  965. (A fancy word for bird.) Warm-blooded
  966. vertebrates with bodies more or less completely covered by feathers,
  967. with wings for forelimbs.
  968.  
  969. Avians evolve from Dinosaurs. Avians cannot mutate into anything else.
  970.  
  971.  
  972. MAMMAL 
  973. ~~~~~~~
  974. The highest form of vertebrate, including man,  apes,  rodents,  dogs, 
  975. cats, etc.  Mammals nourish their young with  milk  secreted from 
  976. mammary glands, and have skin more or less covered with hair.
  977.  
  978. Mammals  evolve  from  Cetaceans,  Reptiles,  and/or Dinosaurs.  The
  979. middle eight species of Mammals can evolve into Cetaceans.
  980.  
  981.                 > 140 <
  982.  
  983.  
  984. CARNIFERNS
  985. ~~~~~~~~~~
  986. Carniferns  will  evolve, but are not available to manually
  987. place with the PLACE LIFE tool.  They are mobile, carnivorous plants
  988. that  for  simulation  purposes  are treated like animals.  They are
  989. just  above  insects  in  evolutionary  complexity, and evolved from
  990. plants  taking  advantage  of  insects  as  a food source.  They can
  991. achieve intelligence, but it is rare.
  992.  
  993. Carniferns  co-evolve  with  Insects.   They  actually  evolve  from
  994. plants, but their existence depends of the existence of Insects.
  995.  
  996.  
  997. CHARTS OF LIFE CLASSES AND PREFFERRED BIOMES 
  998. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  999. 1 = X   Life class cannot exist here. 
  1000. 2 = 8-( Can exist here, but barely. 
  1001. 3 = 8-| Can exist here fairly well. 
  1002. 4 = 8-( Paradise. 
  1003.  
  1004.                 > 141 <
  1005.  
  1006.  
  1007. CIVILISATIONS IN SIM EARTH
  1008. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1009. There are seven levels of civilization represented in SimEarth, from
  1010. the Stone Age of our past to the Nanotech Age of our future.  For an
  1011. in-depth  look  at  these civilisations as they appeared on the real
  1012. Earth, see the Introduction to Earth Science section of this manual.
  1013.  
  1014. Civilisations  are represented by cities and travelling populations.
  1015. Each  city  has three different population densities; the darker the
  1016. city  icon,  the  higher  the  population.   Travelling  populations
  1017. represent  expansion,  communication  and  trade, and travel between
  1018. cities.
  1019.  
  1020. The  Nanotech  age  has  four  levels  of density, and no travelling
  1021. population.  We assume they use transporters for trade and travel.
  1022.  
  1023. The   advance   of  technology  is  a  double-edged  sword.   Higher
  1024. technology  allows  more  efficient  use  of energy, shorter working
  1025. weeks,  and  a  higher  quality  of life.  It also allows pollution,
  1026. competition  for  fuel  sources,  wars, world wars, atomic wars, and
  1027. other by-products of advanced civilisation.
  1028.  
  1029. Below  is  a  description  of the civilisations in SimEarth with the
  1030. graphics  for  the  three  (or  four)  levels  of  density  and  the
  1031. travelling  populations Qf any), as they are displayed over land and
  1032. over water.
  1033.  
  1034. STONE AGE
  1035. ~~~~~~~~~
  1036. The Stone Age in SimEarth relates to civilisations  
  1037. on  the  real Earth thought to begin as far back as a million  
  1038. years ago, and lasting, in some places on the Earth, until
  1039. today. It is characterised by the use of stone tools.
  1040.  
  1041. BRONZE AGE
  1042. ~~~~~~~~~~
  1043. The Bronze Age began with the regular  use of metals for tools and 
  1044. weapons. The earliest established Bronze Age dates back to 3500 B.C. 
  1045. in the Middle East.
  1046.  
  1047. IRON AGE
  1048. ~~~~~~~~
  1049. The Iron Age began nearly 2000 years ago, and still exists in places 
  1050. today.  It is characterised by the use of iron for tools and weapons.
  1051.  
  1052.                 > 142 <
  1053.  
  1054.  
  1055. INDUSTRIAL AGE
  1056. ~~~~~~~~~~~~~
  1057. The Industrial Age in SimEarth relates  to  the  time from the 
  1058. Industrial Revolution of the mid- 18th century to the beginning of 
  1059. the Atomic Age.  It is characterized by the use advanced tools and 
  1060. powered machinery.
  1061.  
  1062. ATOMIC AGE
  1063. ~~~~~~~~~~
  1064. The Atomic Age begins with the use of atomic energy. It is the present 
  1065. highest technology level on the real Earth. 
  1066.  
  1067. INFORMATION AGE
  1068. ~~~~~~~~~~~~~~~
  1069. The Information Age in SimEarth is the next technological step 
  1070. after the Atomic Age. In this age, information is the most 
  1071. important tool.
  1072.  
  1073. NANOTECH AGE
  1074. ~~~~~~~~~~~~
  1075. The ultimate level of technology in SimEarth is reached in the Nanotech 
  1076. Age.  This is far enough in the future that we can only guess and 
  1077. dream about it.  It will be characterised by a level of sophistication 
  1078. and technology that allows terraforming and colonising other planets. 
  1079.  
  1080. The  Nanotech  Age  has  four  levels  of density, and no travelling
  1081. population.  We assume they use transporters for trade and travel.
  1082.  
  1083. ALTERNATE INTELLIGENT SPECIES
  1084. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1085. SimEarth  doesn't  limit  intelligent species to humans or even just
  1086. mammals.  Any class of life other than Prokaryote and Eukaryote--can
  1087. become intelligent.
  1088.  
  1089. Development of civilisation in SimEarth requires land because of the
  1090. need  of fire, tools, and forges.  Water creatures can be civilised,
  1091. but need access to land for toolmaking.
  1092.  
  1093. In  SimEarth, the most likely classes of life to evolve intelligence
  1094. are:  reptiles, dinosaurs, birds, and mammals.
  1095.  
  1096. The next most likely group are:  cetaceans, insects, amphibians, and
  1097. carniferns.
  1098.  
  1099. The  least  likely  to evolve intelligence are:  radiates, mollusks,
  1100. arthropods and fish.
  1101.  
  1102.                 > 143 <
  1103.  
  1104.  
  1105. Aside  from  the  above  ranking,  the  evolution of intelligence is
  1106. influenced  by  the  amount of the proper biome for a species on the
  1107. planet.  Also, if an evolutionarily higher form of life appears, it
  1108. will have an advantage over an advanced lower form of life.
  1109.  
  1110. All intelligent, sentient SimEarthlings act very much like humans in
  1111. development of civilization, cUies, industry, etc.
  1112.  
  1113. THE MONOLITH
  1114. ~~~~~~~~~~~~
  1115. The  Monolith  is  a  tool  to  help  accelerate  the advancement of
  1116. intelligent species.  It is an Evolution Speed-up Device (our thanks
  1117. to Arthur C.  Clark).  Once you select the Monolith, if you click on
  1118. a  life-form,  there  is  a  one-in-three  chance  of that life-form
  1119. suddenly  mutating to a higher level, which immediately moves you to
  1120. the  next  Time  Scale.  The Monolith won't work on all the animals.
  1121. If you try to use the Monolith on the wrong animal, the program will
  1122. beep at you, but there will be no energy charge.  It costs 2500 E.U.
  1123. to use a Monolith--whether or not it works.
  1124.  
  1125. A  disadvantage  to  using the Monolith is that you could jump ahead
  1126. into  the  civilisation  Time  Scale before enough fossil fuels have
  1127. been  generated,  and  civilisation  will collapse.  You need a wide
  1128. population base to advance to the next technology level.  Don't rush
  1129. to a new Time Scale at the expense of your population.
  1130.  
  1131. INFLUENCING CIVILISATION
  1132. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1133. The  main  way  you influence your sentient life-forms is by telling
  1134. them  what  energy  sources  to  invest  in, and how to allocate the
  1135. energy.  This is done through the CIVILISATION MODEL CONTROL PANEL.
  1136.  
  1137.                 > 144 <
  1138.  
  1139.  
  1140. ENERGY
  1141. ~~~~~~
  1142. In  SimEarth  there are two uses of energy.  You, the player, use it
  1143. to  make,  mold,  modify  and  manipulate  the planet, and civilised
  1144. SimEarthlings make and use it to carry on their daily lives.
  1145.  
  1146. The  energy  in  SimEarth  is measured in Energy Units, or E.U.  
  1147.  
  1148. Intelligent  SimEarthlings  will  produce  and  use energy.  You can
  1149. control  their  choice of energy sources and their use of the energy
  1150. they  produce,  but you don't have direct access to their energy for
  1151. your purposes.
  1152.  
  1153. Depending  on  the  difficulty  level  of  the  game,  you will have
  1154. different amounts of energy to affect the planet and the simulation.
  1155. These  amounts are both your starting supply and the maximum you can
  1156. accumulate at any one time.
  1157.  
  1158. If you are in experimental mode, you will have an unlimited support of
  1159. energy.
  1160.  
  1161. EXPERIMENTAL MODE        Unlimited Energy
  1162. EASY GAME            5000 E.U.
  1163. MEDIUM GAME            2000 E.U.
  1164. HARD GAME            2000 E.U.
  1165.  
  1166. Energy  for a game comes from the stores of the planet itself in the
  1167. form of geothermal, wind, and solar energy, as well as fossil fuels.
  1168. As  you  deplete  your energy supplies during a game, it will slowly
  1169. build  back up over time as the planet increases its energy from the
  1170. above  sources.   This  continual  tapping  of the planet's energies
  1171. happens automatically.
  1172.  
  1173. The amount of energy you have to use is displayed in the EDIT WINDOW
  1174. in the AVAILABLE ENERGY DISPLAY.
  1175.  
  1176. Your  energy  reserves  are  depleted  by every action you take that
  1177. affects  the  planet or simulation.  New energy becomes available on
  1178. the  planet  through time from various sources explained below.  You
  1179. can  tap some of this new energy.  It will automatically be added to
  1180. your available energy each Time/Simulation cycle.
  1181.  
  1182. As  technology develops, your sentient SimEarthlings generate energy
  1183. for  their  own  use.   As  technology  on the planet advances, they
  1184. generate more energy more efficiently.
  1185.  
  1186.                 > 145 <
  1187.  
  1188.  
  1189. You  don't have direct access to the SimEarthlings' energy, but some
  1190. of  it will be automatically tapped and added to your reserves.  The
  1191. amount   of   energy  automatically  added  to  your  reserves  each
  1192. Time/Simulation   cycle  increases  with  the  increasing  level  of
  1193. technology  on  your planet.  The rate at which your energy reserves
  1194. increase is as follows:
  1195.  
  1196. GEOLOGIC TIME SCALE                1EU per cycle
  1197. EVOLUTION TIME SCALE                1EU per cycle
  1198. CIVILISATION TIME SCALE  Stone Age        2EU per cycle
  1199.                          Bronze Age        3EU per cycle
  1200.                         Iron Age        4EU per cycle
  1201. TECHNOLOGY TIME SCALE    Industrial Age        5EU per cycle
  1202.                         Atomic Age        6EU per cycle
  1203.                         Information Age    7EU per cycle
  1204.                         Nanotech Age        8EU per cycle.
  1205.  
  1206. SOURCES OF ENERGY 
  1207. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1208. There are five sources of energy in SimEarth.
  1209.  
  1210. BIOENlERGY
  1211. ---------
  1212. Burning  wood,  animal power, plant power (farming),
  1213. and  work done by hand by the sentient species.  Bioenergy gets more
  1214. efficient  through  time  because  of better, more efficient farming
  1215. tools,  and scientific breakthroughs such as recycling biowaste into
  1216. fuel.  Using bioenergy releases CO2 into the atmosphere, so it has a
  1217. minor polluting effect.
  1218.  
  1219.  
  1220. SOLAR/WIND
  1221. ----------
  1222.  Sun-drying  of  food and clothes, windmills, sailing
  1223. ships, solar heating, wind-powered generators, solar electric cells,
  1224. and  satellites  collecting solar energy.  Improves in efficiency as
  1225. technology advances.
  1226.  
  1227.  
  1228. HYDRO/GEO 
  1229. ---------
  1230. Waterwheels, dams, steam power, hydroelectric power, and
  1231. geothermal power.  Improves in efficiency as technology advances.
  1232.  
  1233. FOSSIL FUEL  
  1234. -----------
  1235. Coal  made from long-dead animals.  A by-product of
  1236. burning  fossil  fuels  is  the release of greenhouse gases into the
  1237. atmosphere.
  1238.  
  1239. NUCLEAR
  1240. -------
  1241. Atomic reactors, bombs, etc.  Atomic explosions release
  1242. dust and radiation into the atmosphere.
  1243.  
  1244.                 > 146 <
  1245.  
  1246. ENERGY COSTS 
  1247. ~~~~~~~~~~~~
  1248. There  is  no  free  lunch  in  SimEarth,  and the price you pay for
  1249. everything is energy.  Here is the price list.
  1250.  
  1251.                     Energy Units
  1252.                     ~~~~~~~~~~~~
  1253. PLACE PROKARYOTE            35
  1254. PLACE EUKARYOTE                70
  1255. PLACE RADIATE                105
  1256. PLACE ARTHROPOD                140
  1257. PLACE MOLLUSK                175
  1258. PLACE FISH                210
  1259. PLACE CETACEAN                245
  1260. PLACE TRICHORDATE            280
  1261. PLACE INSECT                315
  1262. PLACE AMPHIBIAN                350
  1263. PLACE REPTILE                385
  1264. PLACE DINOSAUR                420
  1265. PLACE AVIAN                455
  1266. PLACE MAMMAL                490
  1267. PLACE STONE AGE                500
  1268. PLACE BRONZE AGE            1000
  1269. PLACE IRON AGE                1500
  1270. PLACE INDUSTRIAL AGE            2000
  1271. PLACE ATOMIC AGE            2500
  1272. PLACE INFORMATION AGE            3000
  1273. PLACE NANOTECH AGE            3500
  1274. PLACE BIOME FACTORY            500
  1275. PLACE OXYGENATOR            500
  1276. PLACE NO2 GENERATOR            500
  1277. PLACE VAPORATOR                500
  1278. PLACE CO2 GENERATOR            500
  1279. PLACE MONOLITH                2500
  1280. PLACE ICE METEOR            500
  1281. TRIGGER ANY EVENT            50
  1282. PLANT ANY BIOME                50
  1283. SET ALTITUDE                50
  1284. MOVE ANYTHING                30
  1285. EXAMINE ANYTHING            5
  1286. CHANGE CONTROL PANEL            30 per click
  1287.                     150 per drag.
  1288.  
  1289.                 > 147 <
  1290.  
  1291.  
  1292. ===========================================================================
  1293. ===========================================================================
  1294.  
  1295.  
  1296.             AN INTRODUCTION TO EARTH SCIENCE
  1297.             ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1298.  
  1299. SimEarth  is  a computer simulation of the Earth as a living system,
  1300. developed in the spirit of James Lovelock's Caia hypothesis.  To get
  1301. the  most  out  of SimEarth, a little background in earth science is
  1302. necessary.
  1303.  
  1304. This  section  of  the  manual  is  a  primer to give you a start in
  1305. understanding  how  our planet works.  You will become familiar with
  1306. many cause and effect relationships that are key to the dynamic play
  1307. you will experience in SimEarth.
  1308.  
  1309.                 > 150 <
  1310.  
  1311.  
  1312. In  the  last  30 years, more than 200 men and women from 18 nations
  1313. have  travelled  in space and looked back at earth.  These astronauts
  1314. took beautiful pictures that provide a new look at our planet.
  1315.  
  1316. The view of Earth from space is having a deep impact on our culture:
  1317. it is changing the way we look at our world and our place in it.  It
  1318. is  a  surprising  view for those who came from a Western scientific
  1319. background  in  which  the  study  of  the Earth was divided up into
  1320. separate segments, and the Earth was viewed as a "dead" planet.
  1321.  
  1322. Earth  science  is  a  relatively  recent approach to looking at our
  1323. planet.    It   encompasses   all  the  other  sciences  focused  on
  1324. understanding  the  Earth.  It involves physics, chemistry, biology,
  1325. astronomy, psychology, sociology and other areas of research.  James
  1326. Lovelock's  Gaia  hypothesis provides a framework for us to view the
  1327. planet as a living system.
  1328.  
  1329.             ----------------------
  1330.  
  1331. EARTH AND THE OTHER PLANETS
  1332. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1333.  
  1334. Earth is different from every other planet in our solar system. 
  1335.  
  1336.  
  1337. Earth is the biggest of the four inner planets.  It is the
  1338. only  planet  with an atmosphere suitable for oxygen-breathing life.
  1339. The Earth also has the biggest moon in proportion to its size in the
  1340. Solar System:  so big that some think we are a two-planet system.
  1341.  
  1342. No  other  planet  (that  we know of) has plate tectonics, a dynamic
  1343. atmosphere  and  a  hydrosphere.  No other planet has an atmospheric
  1344. composition  like  ours,  nor  the  systems  of  life we have in our
  1345. biosphere.   This  is  not to say that other planets have no life in
  1346. the broadest sense of the word, but not as we know it on Earth.
  1347.  
  1348. Earth scientists divide the earth into four interrelated components:
  1349.  
  1350. the LithoSphere-The solid, rocky part of the Earth:  continents and
  1351.                 ocean  floor; 
  1352. the Hydrosphere-the liquid part of the Earth:  oceans, lakes and 
  1353.         rivers; 
  1354. the AtmoSphere -the gaseous part of the Earth: air and clouds; and 
  1355. the Biosphere  -the living part of the Earth: humans, plants and animals.
  1356.  
  1357. Mercury is the closest planet to the Sun and so small that the light
  1358. gases such as Oxygen (O2) and carbon dioxide(CO2) evaporated during the 
  1359. planet's formation.
  1360.  
  1361.                 > 151 <
  1362.  
  1363.  
  1364. ABOUT THIS INTRODUCTION TO EARTH SCIENCE
  1365. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1366. Venus  has so much carbon dioxide (CO2) that its surface temperature
  1367. is  more  than 700C--what is usually known as a runaway greenhouse
  1368. effect.  Venus probably had some plate tectonics in the past, but no
  1369. longer.
  1370.  
  1371. Mars  definitely had plate tectonics, volcanos, and mountains in the
  1372. past,  but  being smaller than the Earth, it cooled more rapidly and
  1373. is  now  geologically  dead.   The  Martian atmosphere is so thin it
  1374. would be impossible for humans to survive in it.
  1375.  
  1376. The  rest  of  the  Solar  System,  which includes Jupiter, Neptune,
  1377. Saturn, Uranus and Pluto, are either so large or so far away from the
  1378. Sun  that  they  are  too  cold  for life.  They are mostly gaseous,
  1379. unlike the rocky, solid inner planets.
  1380.  
  1381. This Introduction to Earth Science is presented in five sections:
  1382.  
  1383.  
  1384.           Geology (Lithosphere)
  1385.           Climate (Atmosphere and Hydrosphere)
  1386.           Life (Biosphere)
  1387.           Humans and Civilisations (Biosphere)
  1388.           Theories of the Earth
  1389.  
  1390.  
  1391.                 > 152 <
  1392.  
  1393.  
  1394. GEOLOGY
  1395. ~~~~~~~
  1396. This  section deals with the Lithosphere--the solid rocky part of the
  1397. Earth.  It covers the following subjects:
  1398.  
  1399. * the Origin of the Earth; 
  1400. * the Evolution of the  Earth; 
  1401. * the Composition and Structure of the Earth;  
  1402. * Special  Characteristics  of the Earth; and 
  1403. * the Divisions of the Earth.
  1404.  
  1405.             ----------------------                      
  1406.  
  1407. THE ORIGIN OF THE EARTH.
  1408. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1409. How  did our solar system come into existence?  Scientists currently
  1410. lean towards the solar nebula hypothesis.
  1411.  
  1412. This hypothesis states the following series of events:
  1413.  
  1414. A primordial cloud of gas and dust, called a nebula, once rotated in
  1415. space.   The  gravitational  attraction  of  the material inside the
  1416. nebula  caused  contraction of the primordial cloud, speeding up its
  1417. rotation.   The  shape  changed  to  that  of  a flattened disk as a
  1418. consequence of the increased rotation.  Matter then migrated towards
  1419. the centre, and formed what is called a proto Sun.  The formation of
  1420. the  proto-Sun  and  the  possible  explosion  of a nearby supernova
  1421. caused the collapse of the nebula and triggered the formation of the
  1422. solar  system.   The  collapse  increased  the  temperature  of  the
  1423. proto-Sun  due  to  a thermonuclear chain reaction (high-temperature
  1424. fusion  of  hydrogen  atoms  to  form  helium atoms).  The proto-Sun
  1425. started  to  shine.   Matter  began  to  form out of the material in
  1426. space.   The  hot  proto-Sun  and  the surrounding gas and dust that
  1427. still  remained  after  the  collapse  began  cooling down.  Gaseous
  1428. material  started  to  condense.   Small  chunks  of  matter  called
  1429. planetesimals clumped together.  The biggest ones pulled most of the
  1430. matter   due  to  their  higher  gravitational  attraction.   If the
  1431. planetesimals  were  too  close  to  the  Sun the lightest materials
  1432. (hydrogen,  helium,  etc.)  were  blown away by the Sun's wind.  The
  1433. planetesimals  closest  to the Sun were also composed of the densest
  1434. materials (the ones with the highest melting points), like
  1435.  
  1436.                 > 153 <
  1437.  
  1438.  
  1439. iron.   A  good  example  is  Mercury, with a density more than five
  1440. times  the  density of water.  As the planetesimals got farther away
  1441. from  the  Sun  and  therefore  colder,  lighter  materials, such as
  1442. silicon  and oxygen, condensed and formed the rocky silicate planets
  1443. (Venus,  Mars, Earth).  The biggest and farthest-away planetesimals,
  1444. which  eventually  became the giant planets Jupiter and Saturn, were
  1445. able  to  retain  the very light compounds such as hydrogen, methane
  1446. and ammonia.
  1447.  
  1448. This hypothesis, although not completely tested, explains the basics
  1449. of  planetary  formation  and  gives  us  the  background to develop
  1450. hypotheses  for  the  evolution  of  the  Earth  from  a  condensed,
  1451. homogeneous planetesimal to the differentiated, layered medium it is
  1452. now.
  1453.  
  1454.             ----------------------
  1455.  
  1456. THE EVOLUTION OF THE EARTH
  1457. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1458.  
  1459. THE First BILLION YEARS
  1460. ------------------------
  1461. Age-dating  of meteorites and the oldest rocks on the planet tell us
  1462. that  the  oldest  solid  rocks  on the Earth are about four billion
  1463. years old, and that the Earth is about 4.7 billion years old.
  1464.  
  1465. Five  billion  years  ago,  what was later to become the Earth was a
  1466. homogeneous   conglomeration   of   silicon  compounds,  some  iron,
  1467. magnesium,  and  oxygen  compounds, and smaller amounts of the other
  1468. elements.
  1469.  
  1470. The pre-Earth was not as large as the planet we know today.  It grew
  1471. to  its  present size by the gradual addition of other planetesimals
  1472. and meteorite bombardment.
  1473.  
  1474. The  continuous  bombardment  not  only  increased  the  size of the
  1475. planet,  but  it  also heated it up.  The rise in temperature due to
  1476. impacts  and  gravitational compression, linked with the radioactive
  1477. decay  of  heavy  elements  (which  also produces heat), most likely
  1478. partially  melted  the primordial Earth.  The partially molten Earth
  1479. was  then  affected bywhat is known as the iron catastrophe, which then
  1480. led to the formation of the core.
  1481.  
  1482. FORMATION OF THE EARTH'S CORE
  1483. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1484. Within  the partially molten primordial Earth, iron droplets, denser
  1485. than  the  surrounding liquid, started falling towards the centre of
  1486. the  planet  forming a liquid iron core.  Other dense elements (such
  1487. as nickel and gold) followed.  Since then, the Earth's core has been
  1488. composed  mainly  of  iron and nickel.  Initially all liquid, it has
  1489. slowly cooled from the centre out, so that the Earth now has both an
  1490. inner  solid  core  and  outer  liquid  core.  The outer core, being
  1491. liquid  and  very  hot, convects like boiling water in a pan), which
  1492. generates the Earth's unique
  1493.             
  1494.                 > 154 <
  1495.  
  1496.  
  1497. and strong magnetic field. The accumulation of iron at the centre
  1498. of the Earth released a large amount of energy that caused the rest
  1499. of the Earth to melt.
  1500.  
  1501. DIFFERENTIATION AND THE FORMATION OF THE ATMOSPHERE AND OCEANS.
  1502.  
  1503. The Earth, now almost completely molten, began a periof of rapid
  1504. differentiation.
  1505.  
  1506. The molten material, lighter than its surrounding solid parent, rose
  1507. to the surface of the Earth and formed a primitive crust. It later
  1508. separated into the lighter continental crust and the denser oceanic
  1509. crust. The material left between the dense icon core in the centre
  1510. and the core became the mantle.
  1511.  
  1512. Differentiation was also responsible for the initial escape of gases
  1513. from the interior, called OUTGASSING, which eventuially led to the
  1514. formation of the atmosphere and the oceans.
  1515.  
  1516.         -------------------------------------------
  1517.  
  1518. COMPOSITION AND STRUCTURE OF THE EARTH
  1519. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1520.  
  1521. The Earth is made of 3 main layers, the crust, the mantle and the
  1522. core.
  1523.  
  1524. CRUST
  1525. ~~~~~
  1526. The crust is the uppermost layer of the Earth. There are two types
  1527. of crust:OCEANIC, made of basalt, and continental, composed mainly of
  1528. granite. Oceanic rock is dense, has deep trenches and varies from 
  1529. six to ten kilometres in thickness. Continental crust is 35 kilometres
  1530. thick on average. The crust is rigid and elastic at the same time.
  1531.  
  1532. MANTLE
  1533. ~~~~~~
  1534. The mantle is divided into several layers and is separated from the 
  1535. crust by a discontinuity, or break called the MOHOROVICIC. The 
  1536. UPPERRMOST mantle extends for approiximately 100km under the MOHO,
  1537. below the oceanic and continental crust. This part of the mantle
  1538. is composed of mainly two minerals. (olivine and pyroxene)
  1539.  
  1540.                 > 155 <
  1541.  
  1542. and  has  the  same rheological (deforming) properties as the crust:
  1543. it is both rigid and elastic.
  1544.  
  1545. Because  they  have  the  same theological properties, the crust and
  1546. uppermost mantle behave in unity.
  1547.  
  1548. Together,  the crust and uppermost mantle comprise the lithosphere,
  1549. which reaches down as far as 150 km belowthe surface.  Surface plate
  1550. tectonics,  which  are  described later in the manual, explain the
  1551. behavior of the lithosphere.
  1552.  
  1553. Below the lithosphere is the asthenosphere.  This layer extends to a
  1554. depth of 300 km below the surface of the earth.
  1555.  
  1556. Composed  of  the  same  materials  as  the  uppermost  mantle,  the
  1557. asthenosphere  is  considered  a separate layer from the lithosphere
  1558. because  it  behaves  differently.   The  asthenosphere  is  hotter,
  1559. weaker,  and  plastic:   it deforms permanently under pressure.  The
  1560. hotter a material gets the less elastic and more plastic it becomes.
  1561.  
  1562. To  give  you an example with everyday materials, let's use a rubber
  1563. band  and  toffee.   An  elastic  rubber band stretches to a certain
  1564. limit  and  then it breaks--a sudden, clean break.  If we release it
  1565. before  it  breaks it will go back to its original form.  Toffee, on
  1566. the  other  hand, will deform plastically under the same forces.  If
  1567. you  pull  on it, it stretches just like the rubber band, but if you
  1568. release  it  before it breaks it will stay stretched or deformed; it
  1569. will  not  bounce  back to its original shape.  The lithosphere acts
  1570. like the rubber band, the asthenosphere like the toffee.
  1571.  
  1572. Below the asthenosphere is the transition zone, the area between 300
  1573. and  700  km  beneath  the  surface.   The transition zone, although
  1574. hotter than the asthenosphere, is not partially molten.
  1575.  
  1576. The  transition  zone  gets its name from the fact that the minerals
  1577. (mainly  olivine  and  pyroxene,  but also some garnet) transform to
  1578. denser  forms  within  this  region  due to heat and pressure.  They
  1579. reach  their  most  dense possible structure at 700 km, the boundary
  1580. between  the upper mantle (lithosphere, asthenosphere and transition
  1581. zone) and the lower mantle.
  1582.  
  1583.                 > 156 <
  1584.  
  1585.  
  1586. The lower mantle extends from 700 km to 2700 km below the surface of
  1587. the  Earth.   From 2700 to 2900 km is another transition region that
  1588. separates the mantle and the core.
  1589.  
  1590. CORE
  1591. ~~~~
  1592. The  centre of the Earth is called the core and has two layers.  The
  1593. outer  core, comprised of iron and nickel, extends from 2900 to 5120km  
  1594. beneath  the  surface.   The  outer core is liquid and hot.  The
  1595. motion  of the fluid in this region generates the Earth's unique and
  1596. strong magnetic field.
  1597.  
  1598. The  inner  core  begins at 5120 km and extends to the centre of the
  1599. Earth,  6400 km below the surface.  The temperature at the centre of
  1600. the Earth is about 10,000C hotter than the surface of the Sun.
  1601.  
  1602.         --------------------------------------------
  1603.  
  1604.  
  1605. SPECIAL CHARACTERISTICS OF THE EARTH
  1606. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1607. The Earth possesses unique characteristics that separate it from the
  1608. rest  of  the  planets:   a powerful magnetic field, the presence of
  1609. plate   tectonics   which   have   changed   the  surface  structure
  1610. significantly  over time, and the existence of an atmosphere, oceans
  1611. and life.
  1612.  
  1613. MAGNETIC FIELD
  1614. ~~~~~~~~~~~~~~
  1615. By  slow  convective  movements  in  the  liquid iron core, electric
  1616. currents  are  produced  in the core which generate and maintain the
  1617. Earth's magnetic field.
  1618.  
  1619. The  magnetic  field is what enables us to navigate the seas or find
  1620. our  way through a deep forest by using a compass.  In simple terms,
  1621. the  Earth's  magnetic field can be described as a giant magnet with
  1622. North  and  South poles.  The North magnetic pole coincides with the
  1623. geographic North pole.
  1624.  
  1625. At certain points in time, the magnetic field reverses--the magnetic
  1626. North  becomes South and magnetic South becomes North.  By examining
  1627. very  old rocks with magnetic minerals that preserve the orientation
  1628. of  the magnetic field at the time they formed, geologists have been
  1629. able  to  construct  the  magnetic  polarlty  time scale, key in the
  1630. development   of  the  theory  of  sea-floor  spreading  and  plate
  1631. tectonics.   The  last  magnetic  field  reversal was over a million
  1632. years ago.
  1633.  
  1634. PLATE TECTONICS AND CONVECTION
  1635. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1636. The Earth is also unique in that its surface layer, the lithosphere,
  1637. is  broken  up  into  pieces,  or plates, that move and deform.  The
  1638. movement and deformation of the plates - -plate tectonics -- is 
  1639. responsible for mountain building, earthquakes  and volcanos. There  
  1640. are 12 major plates on the planet.
  1641.  
  1642.                 > 157 <
  1643.  
  1644.  
  1645. The  plates  move  in  response  to  the  convection  of  the mantle
  1646. underneath.  Convection is a mechanism of heat transfer in which hot
  1647. material  from  the bottom rises to the top (hotter material is less
  1648. dense  and  therefore  weighs less), and the cooler surface material
  1649. sinks.  Convection is the most effective form of heat transport.
  1650.  
  1651. ATMOSPHERE, OCEANS, AND LIFE
  1652. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1653. Another  important  characteristic of the Earth is its fluid sphere:
  1654. the  atmosphere  and  oceans.   Earth  is  the  only planet in which
  1655. two-thirds  of the surface is covered by water, and is surrounded by
  1656. an  atmosphere  composed  mostly  of oxygen and nitrogen.  These two
  1657. features  have  enabled  the  Earth to develop an amazing variety of
  1658. living organisms.
  1659.  
  1660. There are many theories for the origin of the atmosphere and oceans.
  1661. The  most widely accepted theory states that in the Earth's earliest
  1662. beginnings,  it  had  no  gaseous atmosphere.  It was too small, and
  1663. didn't  have  enough  gravity to retain the lighter gaseous elements
  1664. that existed at that time.
  1665.  
  1666. As  time  passed,  the  Earth  increased  in  size  and mass:  large
  1667. meteorites  and  planetesimals added their mass by crashing into the
  1668. Earth, and the Earth's
  1669.  
  1670.                 > 158 <
  1671.  
  1672. gravity attracted smaller particles of matter. Eventually Earth
  1673. was big enough to retain an atmosphere.
  1674.  
  1675. The original atmospheric gases (very different from todays oxygen-
  1676. nitrogen) must have been produced by outgassing during the initial
  1677. duifferentiation.
  1678.  
  1679. The early atmosphere must have been a similar composition to the 
  1680. gases released during volcanic eruptions today, and consisted of
  1681. water vapour, hydrogen, hydrogen chlorides, carbon dioxide and 
  1682. monoxide, and nitrogen. The light Hydrogen compounds could not and 
  1683. cannot be held by Earths gravity, and so they must hav escaped 
  1684. away as they do today. As the planet cooled, the water vapour in 
  1685. the atmosphere condensed into water that formed the oceans.
  1686.  
  1687. The present atmospheric compoition was achieved later by several 
  1688. chemical reactions and evolution of life.
  1689.  
  1690. INFLUENCE OF THE SUN AND MOON
  1691. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1692. The prescence of the moon has one major visible effect on the Earth,
  1693. most notably, the behaviour of the oceans in the form of tides. The
  1694. gravitational pull of the Moon and the Sun on the Earth causes the 
  1695. sea level to alternately rise and fall during the day. Gravitational
  1696. effeects are observed in both the oceans and the solid earth, though
  1697. the latter can only be detected by very sensitive instruments.
  1698.  
  1699. The tides in the water can be seen and measured accurately and the
  1700. time of occurrence calculated. The side of the Earth facing the moon
  1701. feels the strongest tide and the side opposite to it feels the minimum
  1702. tide. As the Earth rotates the tides move around it. The sun, although
  1703. farther away, is so large that it has the same effect. Solar tides
  1704. are half the tide of lunar tides, and are not in phase with the lunar
  1705. tides. Solar tides occur every 24 hours, lunar tides occur every 
  1706. six hours.
  1707.  
  1708. When the earth, moon and sun line up the tides are very strong. These
  1709. are called spring tides and they occur every two weeks, at full and new
  1710. moon. When the moon and the sun are at right-angles to each other 
  1711. with respect to the Earth we have the lowest tides, known as neap tides,
  1712. which will occur between first and third quarter moons.
  1713.  
  1714. Tides cause loss of energy through friction between the water and the 
  1715. sea floor. The energy is enough to slow down the rotation of the earth
  1716. by a very small amount. This effectively lengthens the day.
  1717.  
  1718.                 > 159 <
  1719.  
  1720. DIVISIONS OF THE EARTH
  1721. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1722. We  can  summarise the behaviour of the Earth in a fairly concise way
  1723. by dividing its processes in two:  surface processes of the external
  1724. heat engine and internal processes of the internal heat engine.
  1725.  
  1726. A  heat  engine  is  a mechanism that converts high-temperature heat
  1727. (energy) into work.  It is composed of four main "parts":  
  1728.  
  1729. 1) High T(temperature) source;  
  1730. 2) Working fluid; 
  1731. 3) Work to be done; and 
  1732. 4) Low T sink (something that cools by absorbing heat).
  1733.  
  1734. These parts in the internal and external heat engines are identified 
  1735. below.
  1736.  
  1737.             EXTERNAL HEAT ENGINE     INTERNAL HEAT ENGINE 
  1738. SOURCE      Radiation from the Sun     Heat from radioactive decay 
  1739.                                         Latent heat from fusion of the 
  1740.                     core Mantle rocks
  1741. WORKING     Atmosphere and oceans    Mantle rocks
  1742. FLUID
  1743. WORK        Erosion, weathering, etc.   Plate Tectonics
  1744. SINK        Outer space            Outer space.
  1745.  
  1746. EXTERNAL HEAT ENGINE
  1747. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1748. Many  of the surface processes of the Earth are the direct result of
  1749. the work done by the external heat engine.  These processes are what
  1750. determine  many, but not all, of the short- and long-term changes in
  1751. the Earth's landscape.
  1752.  
  1753. The  processes  that  occur  within  the external heat engine can be
  1754. classified into four groups:
  1755.  
  1756. Erosion:  
  1757. --------
  1758. the set of processes that results in the loosening of soil
  1759. and rock, as well as its removal downhill or downwind.
  1760.  
  1761. Weathering:   
  1762. -----------
  1763. The  set  of  processes,  chemical  or  physical, that
  1764. results in the breakup and decay of bedrock.  Of the four processes,
  1765. this  is now the most important for human concerns.
  1766. Weathering breaks up  and  chemically  changes  bedrock,  
  1767. transforming it into soil essential for agriculture. Our abusive 
  1768. agricultural system is eroding  good  soil  at  a  rate  faster  
  1769. than  it can be created by weathering.
  1770.  
  1771. Transportation:   
  1772. --------------
  1773. the  set  of processes involved in moving loosened
  1774. material from one place to another.
  1775.  
  1776.                 > 160 <
  1777.  
  1778.  
  1779. Deposition:   
  1780. -----------
  1781. the set of processes resulting in the settling down of
  1782. the transported sediment.
  1783.  
  1784. These  four  processes  are carried out by three main agents:  wind,
  1785. water and glaciers.
  1786.  
  1787. WIND
  1788. ~~~~
  1789. Wind  is  an important agent of erosion and deposition.  In deserts,
  1790. for  example, all the erosion, transportation and deposition of sand
  1791. is  exclusively  carried  out by winds.  Normal winds can only carry
  1792. very small particles, but strong winds, as in the Sahara sandstorms,
  1793. can carry a markedly heavier load.
  1794.  
  1795. WATER
  1796. ~~~~~
  1797. Water  in  its  fluid  form  is the most important agent of erosion,
  1798. transport  and deposition on the surface of the Earth.  Water is also
  1799. important  in  chemical  and  physical weathering as it is the fluid
  1800. that enables many of the chemical reactions that break down bedrock;
  1801. it also enlarges cracks in the freezing and thawing processes.
  1802.  
  1803. Water  causes  erosion  of soil by runoff after heavy rain, in river
  1804. channels  kom  the  head  to  the mouth (mostly at the head), and by
  1805. ocean  currents  both  along  coasts and on the bottom of the ocean.
  1806. Water  in  rivers  is  extremely important in shaping the landscape,
  1807. i.e., the Grand Canyon and the Colorado River.
  1808.  
  1809. Transport of sediments by water occurs in runoff channels, in rivers
  1810. and in currents in the ocean or along the shore.
  1811.  
  1812. Water  allows  deposition  of sediment in river channels and deltas.
  1813. Deposition  by  water is very clearly seen in the inside part of the
  1814. curves of rivers, in deltas, and also in the ocean bottom as a river
  1815. enters  the  ocean and dumps its sediment load on the bigger body of
  1816. water.
  1817.  
  1818. Water   reservoirs  on  land  are  rivers,  groundwater  and  lakes.
  1819. Glaciers  are  also  a  reservoir of water, but they will be treated
  1820. separately.
  1821.  
  1822. GLACIERS
  1823. ~~~~~~~~
  1824. Large  bodies  of  water  accumulated  as  ice  are usually known as
  1825. glaciers.   There  are several types of glaciers:  mountain glaciers
  1826. like  those  that  covered  Yosemite  in  California, continent-sized
  1827. glaciers  known as ice-sheets like those in Greenland or Antarctica,
  1828. and others.
  1829.  
  1830.                 > 161 <
  1831.  
  1832.  
  1833. Glaciers  are  a very powerful and rapid agent of erosion, transport
  1834. and deposition.  Glaciers can carve a valley in a shorter time scale
  1835. than  any  river.  They can transport sediment that ranges from sand
  1836. grains to boulders the size of a house.
  1837.  
  1838. Glacier  landscapes  are recognised by their U-shaped valleys, while
  1839. river  valleys  are  V-shaped.   The  valley  floors have striations
  1840. caused  by  the boulders scraping the bedrock, and the sides and end
  1841. of  the  valley  have  an assortment of rock sizes we generally call
  1842. moraines.
  1843.  
  1844. OTHER SURFACE PROCESSES
  1845. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1846. Two  hot  topics  of  public debate are the processes and effects of
  1847. global  warning  and  air pollution.  The following section will lend
  1848. insight  into  these  topics  as we discuss the basics of the carbon
  1849. cycle and element transport by rivers to the oceans.
  1850.  
  1851. THE CARBON CYCLE
  1852. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  1853. Carbon  dioxide (CO2) is used by photosynthetic organisms (organisms
  1854. that  make  their  own food) such as plants, to generate the complex
  1855. carbohydrates  and  the  energy  they  need  for  survival.  In this
  1856. process  the  carbon is locked up in complex molecules and oxygen is
  1857. returned to the atmosphere.
  1858.  
  1859. Non-photosynthetic  organisms  such  as  humans  and  other  animals
  1860. breathe  oxygen  and  give  back CO2 to the atmosphere.  When either
  1861. type  of  organism dies, the organic matter decays and the carbon in
  1862. the complex molecules is released generally in the form of CO2.
  1863.  
  1864. Carbon  also  accumulates  to  form  fossil  fuels  that humans have
  1865. learned  to use.  Such burning of the carbon in these fuels releases
  1866. additional   CO2  into  the  atmosphere,  causing  an  unbalance  or
  1867. destabilization     in    the    natural    equilibrium    of    the
  1868. atmosphere/biosphere dynamic relationship.
  1869.  
  1870. Cutting down forests or plants also creates a destabilization of the
  1871. environment,  because  it  results  in  less  photosynthesis.   As a
  1872. result, less CO2 is consumed and less oxygen is produced.
  1873.  
  1874. The  highest  reservoir  of  carbon is found in rocks, especially in
  1875. limestone.   The  carbon  is  trapped  in  the limestone when marine
  1876. organisms,  whose  shells  are  made  of calcUe, die and fall to the
  1877. bottom  of  the  ocean  and  accumulate into thick layers.  When the
  1878. layers compact and harden they become limestone.  Most of the carbon
  1879. stays  there  until  the  ocean floor, and the limestone with it, is
  1880. consumed   through  earthquake  and  volcanic  activity.   Then  the
  1881. limestone melts and the
  1882.  
  1883.                 > 162 <
  1884.  
  1885.  
  1886. carbon  in  the  form  of  CO2  gas is released through volcanos and
  1887. returned to the atmosphere.
  1888.  
  1889. The  processes of weathering and erosion cause many elements trapped
  1890. in  minerals  to  be  transported  back  to  the  oceans, where they
  1891. interact with both the oceanic water and rocks.
  1892.  
  1893. For  the  purposes  of studying the Earth, we need to know how these
  1894. elements  are  transported  back  to  the  oceans  and how long they
  1895. interact with water before being trapped in minerals.  This helps us
  1896. understand mountain-building activity, the measure of erosion rates,
  1897. and  how  rock/water  interactions  and  basalt composition form the
  1898. oceans.
  1899.  
  1900. For  environmental  reasons, knowledge of these processes is equally
  1901. important.  It teaches us about the behaviour of toxic or radioactive
  1902. elements  in  the  ocean  that  occur,  for  example, as a result of
  1903. disasters such as major oil spills.  It also helps us understand the
  1904. effects of increased CO2 in the atmosphere, which occurs as a result
  1905. of the burning of fossil fuels by an ever-increasing population.
  1906.  
  1907. INTERNAL HEAT ENGINE-PLATE TECTONICS 
  1908. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  1909. The  most  outstanding  achievement of the Earth sciences in all its
  1910. history  was  the  advent  of  the  theory of plate tectonics in the
  1911. 1960s, which, with a few simple geometrical arguments, has organised
  1912. and explained the large-scale processes of the surface of the Earth.
  1913.  
  1914. Plate tectonics is the work done by the internal heat engine. 
  1915.  
  1916. HISTORY
  1917. ~~~~~~
  1918. Early  in  the  1600s  Sir  Francis  Bacon  had  already noticed the
  1919. jigsaw-puzzle  features  of the early maps produced by the explorers
  1920. of  the New World.  Later, Antonio Snider and Edouard Suess proposed
  1921. the  existence of a giant super-continent, but it was not until the
  1922. late  1920s,  100  years  after  their  first  publication,  that  a
  1923. hypothesis explaining these features was proposed.
  1924.  
  1925. In  1929,  Alfred Wegener, a meteorologist, proposed the Continental
  1926. Drift  hypothesis.  Wegener collected paleontological data on fossil
  1927. plants  and  animals  in  the  Old  and New worlds, as well as other
  1928. geological  evidence  (structures,  rock  types  and ages across the
  1929. equatorial   Atlantic)   and  proposed  the  existence  of  a  giant
  1930. supercontinent  that  broke  into the present continents 200 million
  1931. years ago.  He named this continent Pangaea.
  1932.  
  1933.                 > 163 <
  1934.  
  1935. Wegener's  hypothesis was dismissed after 10 years because he failed
  1936. to  present  a valid mechanism that would satisfy the physicists and
  1937. geophysicists  of the time.  Ironically, 60 years later, continental
  1938. drift and plate tectonics are accepted as the ruling paradigm of the
  1939. earth  sciences, but there still isn't a clear idea of the mechanism
  1940. that causes it.
  1941.  
  1942. Continental  drift  and plate tectonics were finally accepted in the
  1943. 1960s   after   several   geologists   and  geophysicists  presented
  1944. incontrovertible  evidence of sea-floor spreading, ocean consumption
  1945. and transform motions.
  1946.  
  1947. PLATE TECTONICS
  1948. ~~~~~~~~~~~~~~~
  1949. In  simple  terms, the earth's surface is not continuous and static,
  1950. but broken into pieces like a giant jigsaw puzzle.  Those pieces can
  1951. be  continental  or  oceanic.   They  move due to flow in the mantle
  1952. underneath   the  surface.   With  this  simple  explanation,  plate
  1953. tectonics  was  used  to  explain  the  distribution  and  nature of
  1954. volcanos  around  the Pacific Ring of Fire and also the distribution
  1955. of earthquakes all around the world.
  1956.  
  1957. Plate  tectonics  is the theory that explains how the lithosphere is
  1958. broken  into  pieces called spherical caps that are internally rigid
  1959. and  change  in  limited amounts only at boundaries.  Three types of
  1960. boundaries   exist:    divergent  (mid-ocean  ridges),  convergent
  1961. (subduction  zones),  and  transform  (faults).   The  caps  move at
  1962. constant  velocities  which  are continually being determined by the
  1963. convection in the mantle.
  1964.  
  1965. Before  we  explain  the  three  different  types  of boundaries, or
  1966. margins, what follows is an explanation of volcanos and earthquakes.
  1967.  
  1968. VOLCANOS
  1969. ~~~~~~~~
  1970. A  volcano is a land edifice that is slowly built up by the eruption
  1971. of hot molten rock (magma) on the surface of the Earth.  The erupted
  1972. rocks,  made  up  of  many different compositions (cooled magma) are
  1973. called  volcanic.   If the molten rocks don't reach the surface, but
  1974. cool under the volcano, they are called plutonic.
  1975.  
  1976. The  hot  magma flowing on the surface is called lava.  Volcanos can
  1977. be  of  very  different  types  depending  on the composition of the
  1978. rocks.   The  composition  determines  if  the  volcanos  will erupt
  1979. quietly  (Kilauea,   Hawaii)   or   violently  (Mt. Saint  Helens,
  1980. Washington).
  1981.  
  1982. Volcanos  occur  at  two  plate boundaries and also in the middle of
  1983. plates.   When  associated  with  convergent  boundaries,  they  are
  1984. usually  violent;  when  divergent  they  are  under water and erupt
  1985. quietly.  Intra-plate volcanos are often associated
  1986.  
  1987.                 > 164 <
  1988.  
  1989. with  hot-spots  in  the bottom of the mantle that produce chains of
  1990. volcanos  such  as  we  find  in  Hawaii.   These  are usually quiet
  1991. volcanos.
  1992.  
  1993. Knowing  the  plate boundaries is important in predicting which type
  1994. of  eruption  will  occur  so  that volcanic hazards can be properly
  1995. evaluated.   Big,  violent  eruptions can send so much material into
  1996. the  atmosphere that it will change the color of sunsets or cool the
  1997. global  temperature  by  a  few degrees.  This happened in the 1880s
  1998. when  Krakatoa erupted in Indonesia.  The sunsets were intensely red
  1999. for a year and England did not have a summer for two years.
  2000.  
  2001. EARTHQUAKES
  2002. ~~~~~~~~~~~
  2003. An earthquake is the result of the sudden release of energy that has
  2004. been  accumulating  between  two  parts  of  the  Earth divided by a
  2005. fracture  we  know  as a fault.  The energy accumulates because the
  2006. two  sides of the fault cannot slide past each other easily; rather,
  2007. they  find  a lot of resistance to sliding and this resistance locks
  2008. the fault.  When the resistance is higher than the blocks can stand,
  2009. the fault snaps and an earthquake occurs.
  2010.  
  2011. Earthquake  magnitude  is  measured by the Richter scale, which is a
  2012. measure  of  the energy released by the earthquake.  What we feel is
  2013. measured  by  a  subjective  scale  of intensity called the Mercalli
  2014. scale.  Earthquakes occur at all three plate boundaries because they
  2015. all  divide  blocks  of  the  Earth,  where  there  is resistance to
  2016. sliding.
  2017.  
  2018. Earthquakes  occur below the surface of the earth but are located by
  2019. latitude  and  longitude measurements.  Such measurements, which act
  2020. like  a  grid  around  the  entire surface of the Earth, are used to
  2021. define  an  earthquake  epicenter.   The  depth of the earthquake is
  2022. called  a focu-s or hypocenter.  Earthquakes are classified by their
  2023. depths  into  shallow  (0-70  km), intermediate (70-300 km) and deep
  2024. (300-  700  km).   Big,  shallow  earthquakes  like those on the San
  2025. Andreas fault are highly destructive.
  2026.  
  2027. DIVERGENT MARGINS
  2028. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2029. In  the  1950s  it  was  discovered that in the middle of the oceans
  2030. there  were  very  long  mountain chains emitting volcanic material.
  2031. These  chains,  known  as  Mid-Ocean Ridges, are where new oceanic
  2032. floor (basalt) is constantly being created.  The material builds up
  2033. symmetrically on both sides of the ridge with a deep central valley.
  2034. There  are  volcanos  and  shallow  earthquakes there.  This type of
  2035. boundary  is  called  a  constructive  boundaRy  because  sea-floor
  2036. material is generated here.  
  2037.  
  2038.                 > 165 <
  2039.  
  2040. Mid-ocean ridges can be followed for a continuous 40,000 km from the
  2041. Atlantic to the Pacific, the Indian Ocean and so on.
  2042.  
  2043. TRANSFORM MARGINS
  2044. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2045. The  ridges  are  offset by faults known as transform faults.  These
  2046. faults  are  plate  boundaries that join ridges to ridges, ridges to
  2047. trenches,  faults  to  trenches, and so on.  Material is not created
  2048. nor  destroyed  at  transform faults.  They are vertical faults that
  2049. generate  shallow  earthquakes.  The best example is the San Andreas
  2050. fault.  
  2051.  
  2052. CONVERGENT MARGINS
  2053. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2054. If  material  is  created at the ridges and the Earth is not getting
  2055. bigger,  ocean  crust  must  be destroyed somewhere.  This occurs at
  2056. convergent  margins, also known as subduction zones.  Here an oceanic
  2057. plate  dives  into  the  mantle  under  another  younger and lighter
  2058. oceanic plate or continental plate, such as with the Pacific oceanic
  2059. plate  under  the  continental  South  America.  A continental plate
  2060. cannot  subduct, so when two continents converge they crash together
  2061. in  what  is  known  as  a  continental  collision, generating large
  2062. mountain chains, such as the Himalayas.
  2063.  
  2064. Subduction  of  an  oceanic plate generates magma, which rises under
  2065. the  overriding  plate and builds a volcanic line such as what takes
  2066. place  in the Andes.  Subduction generates 99% of the seismic energy
  2067. released every year, in shallow, intermediate, and deep earthquakes.
  2068. It  also generates the biggest earthquakes (9.5 on the Richter scale
  2069. in  Chile,  1960;  9.0  in  Alaska,  1964).   
  2070.  
  2071.                 > 166 <
  2072.  
  2073.  
  2074.  
  2075.                    CLIMATE
  2076.                    =======
  2077.  
  2078. The  study  of atmospheric and hydrospheric systems (air and oceans)
  2079. explains the climate of the planet.  The greenhouse effect and other
  2080. present-day  environmental problems are related to climate.  Climate
  2081. is part of the external heat engine and is driven by the radiational
  2082. energy of the Sun.
  2083.  
  2084.         --------------------------------------------
  2085.  
  2086.  
  2087. The  composition  of  our  atmosphere  is  shown  in Table 1.  It is
  2088. composed of 78% nitrogen gas (N2), 21% oxygen (O2) about .93% argon
  2089. (A),  and  minor  amounts  of  carbon dioxide (CO2).  There are also
  2090. traces  of  nitrous  oxide  (NO2),  methane (CH4) and sulfur dioxide
  2091. (SO2).
  2092.  
  2093. The atmosphere did not always have this composition--free oxygen was
  2094. not  available  until  the  first photosynthetic organisms appeared.
  2095. This will be covered later in the chapter on "Life."
  2096.  
  2097. The   atmosphere   is   divided   into  four  layers:   troposphere,
  2098. stratosphere,  mesosphere  and  thermosphere.   
  2099. Ozone (03) is a compound of  oxygen  that  absorbs  and  repels  
  2100. a  large  percentage  of the ultraviolet radiation in solar energy.
  2101.  
  2102. The  ozone  layer  protects  us from the deadly UV rays of the Sun's
  2103. radiation.   Our use of chlorofluorocarbons enlarges the hole in the
  2104. ozone layer, which reduces this protection.
  2105.  
  2106.  
  2107.  
  2108. GAS            CHEMICAL     CONTENT
  2109.             SYMBOL      (% by volume)
  2110. Nitrogen          N2        78.09
  2111. Oxygen              O2        20.95
  2112. Argon              A         0.93
  2113. Carbon dioxide         CO2         0.03
  2114.   Total                       100.00
  2115.  
  2116. Table 1 Principal Components of Dry Air
  2117.  
  2118.                 > 167 <
  2119.  
  2120.  
  2121. OCEANS
  2122. ~~~~~~
  2123. Not  just  composed  of  water,  oceans  have many other elements in
  2124. solution  such  as sodium, potassium, and calcium, and gases such as
  2125. carbon  dioxide  (see  Table  2).  All of the dissolved elements are
  2126. critical for the survival of marine plants and animals.
  2127.  
  2128.  
  2129. Life  in  the  deep oceans is limited greatly by the availability of
  2130. food and light. The zone of the ocean that is well-lighted is called
  2131. the euphotic zone (upper 200 meters)  and  the darker, deeper layers 
  2132. are called the aphotic zone.  The amount  of oxygen available in the 
  2133. oceans also decreases sharply at deeper levels.
  2134.  
  2135. The  structure of the oceans detailed in the figure below shows that
  2136. water  temperature  decreases  to  4C at a depth of 2000 meters in
  2137. tropical  and  temperate  regions.   
  2138.  
  2139.  
  2140. ELEMENT        AMOUNT IN OCEAN        RESIDENCE IN TIME.
  2141.              (G)            (YR)
  2142. Sodium        147*10^20        260,000,000
  2143. Magnesium     18*10^20         12,000,000
  2144. Potassium       5.3*10^20         11,000,000
  2145. Calcium            5.6*10^20          1,000,000
  2146. Silicon        5.2*10^18              8,000
  2147. Manganese    1.4*10^15                700
  2148. Iron        1.4*10^16            140
  2149. Aluminium       1.4*10^16            100
  2150.  
  2151.           Table 2 Residence Time of Some Elements in Seawater
  2152.  
  2153.  
  2154.                 > 168 <
  2155.  
  2156. SOLAR HEATING - INSOLATION
  2157. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2158. The  energy to carry out processes on the surface of the Earth comes
  2159. from  the Sun.  Solar radiation, also known as insolation,  is what 
  2160. spurs life and geological processes on the Earth.
  2161.  
  2162. Since the birth of the Solar System, the Sun has been radiating heat
  2163. at a constantly increasing rate.  This is the natural consequence of
  2164. the growth of a star.  The life span of a star like the Sun is about
  2165. 1400  billion  years,  which  means  that  the  Sun  will  last  for
  2166. approximately  another  10  billion years.  The solar radiation will
  2167. increase  with time and cause the surface temperature of the Earth to
  2168. get  higher  and  higher  until  the  Sun  dies.   When this finally
  2169. happens,  life  on  the Earth will probably die unless forms of life
  2170. not dependent on photosynthesis evolve.
  2171.  
  2172. Climate  is  highly  dependent  on solar output variations.  Seasons
  2173. (winter  and  summer)  and  climatic  zones  are  dependent on solar
  2174. output.   Figure  11  shows the angle of the Earth to the solar rays
  2175. with   different   seasons   and  at  different  latitudinal  zones.
  2176. Variations  in solar output do not follow just the seasonal cycle of
  2177. summer  and  winter.   They also follow other longer cycles that are
  2178. directly related to long-period changes in temperature on the Earth,
  2179. such as during glaciations.
  2180.  
  2181. GLACIATIONS AND CHANGES IN THE ORBIT OF THE EARTH.
  2182. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2183. Scientists  have  argued  for a long time on the cause of the recent
  2184. (10,000  to 15,000 years ago) ice ages since they were discovered by
  2185. Louis Agassiz in the 1800s.
  2186.  
  2187. In  the  1930s, a mathematically sound hypothesis for glaciation and
  2188. long-period  climate changes was proposed by Milutin Milankovitch, a
  2189. Yugoslavian  astronomer.   He  proposed  the  astronomical theory of
  2190. climate,  which  says that variations in the Earth's orbit influence
  2191. climate  by  changing  the  seasonal and latitudinal distribution of
  2192. incoming solar radiation.
  2193.  
  2194. Incoming  solar  radiation  falls  at  different angles in different
  2195. seasons.  The angle of incidence depends on the tilt of the rotation
  2196. axis  of  the  Earth  (axial tilt).  This tilt is technically called
  2197. obliquity,  and is measured with respect to a plane that crosses the
  2198. Sun and contains the orbit of the Earth (plane of the ecliptic).
  2199.  
  2200.                 > 169 <
  2201.  
  2202.  
  2203. Another  factor  that  influences  the  angle  of incidence of solar
  2204. radiation  is  the  precession,  or the measure of how the equinoxes
  2205. succeed  each  other and how this affects the seasonal configuration
  2206. of the Earth.  Precession depends on the longitude of the perihelion
  2207. (the point at which the Earth is closer to the Sun).
  2208.  
  2209. A  final  factor  that  influences  the  angle of incidence of solar
  2210. radiation is eccentricity, which is a measure of how much the orbit
  2211. of the Earth around the Sun differs from a perfect circle.
  2212.  
  2213. Obliquity,  eccentricity  and precession of the equinoxes are called
  2214. the  orbital  parameters and variations in them determine changes in
  2215. the   solar   heating  and  therefore  affect  our  climate.   These
  2216. parameters cause changes with different period lengths:
  2217.  
  2218. Eccentricity   Long-period cycles   95,000;136,000;   413,000years
  2219. Obliquity      Medium-period cycles 41,000years 
  2220. Precession     Short-period cycles  19,000; 23,000years
  2221.  
  2222. Changes  in climate are classified according to the lengths of their
  2223. cycles:
  2224.  
  2225. Tectonic band           more than 400,000 years
  2226. Milankovitch band        10,000 to 400,000 years
  2227. Millenium band            400 to 10,000 years
  2228. Decadal band            10 to 400 years
  2229. Interannual band        2.5 to 10 years
  2230. Annual band            0.5 to 2.5 years
  2231.  
  2232. Changes in the tectonic band are attributed to tectonic effects such
  2233. as  mountain  building.   This  is  a  current  topic of research in
  2234. paleoclimatology and is known as Tectoclimatology.
  2235.  
  2236. Changes  in  the Milankovitch band are due to changes in the orbital
  2237. parameters  mentioned above.  These changes are the direct result of
  2238. the  gravitational pull of the giant planets (Jupiter and Saturn) on
  2239. the Earth.
  2240.  
  2241. Changes  in the millenium band are attributed to episodes of flux of
  2242. volcanic  gases,  and  expansion and contraction of alpine glaciers.
  2243. Changes  in  the  millenium  band  are  due to episodes of explosive
  2244. volcanism.
  2245.  
  2246. Finally,  changes  in the annual and interannual band are attributed
  2247. to  the well- known seasonal fluctuations of solar radiation.  These
  2248. are probably due to
  2249.  
  2250.                 > 170 <
  2251.  
  2252.  
  2253. motions  of  the Earth around its own orbit (wobbling of the axis of
  2254. rotation,  for  example) and not the geometry of the orbit as in the
  2255. orbital parameters.
  2256.  
  2257. A variation in the solar output that frequently occurs is related to
  2258. sunspot  cycles.   A  sunspot  is  a dark area of the sun's surface,
  2259. which  represents a region of lower temperature than the rest of the
  2260. sun's  surface.   Sunspot cycles are fluctuations in the ultraviolet
  2261. radiation  from  the Sun.  The approximate duration of a cycle is 11
  2262. years.   The  influence  of sunspot cycles on the climate is still a
  2263. controversial and constantly debated topic.
  2264.  
  2265.  
  2266. EARTH`S RESPONDING TO SOLAR HEATING
  2267. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2268. The Earth does not just passively absorb the radiation from the Sun,
  2269. but  returns  some of the radiation back to space.  It does not emit
  2270. it  back  at the same frequency, but at a lower one.  Emissions from
  2271. the  Earth are in the infrared spectrum while radiation from the Sun
  2272. comes  from  the whole spectrum of light, from UV (ultraviolet) rays
  2273. to  visible  to IR (Infrared).  
  2274.  
  2275. Part  of  the  solar  radiation  (IN  rays) is absorbed by the ozone
  2276. layer,  part  is reflected by clouds and solids, part is absorbed by
  2277. water  vapour,  dust particles and clouds, and 47% is absorbed by the
  2278. ground.  
  2279.  
  2280. The  overall albedo is the most important process preventing the Sun
  2281. from  frying  us.  It is measured by the amount of the Sun's radiant
  2282. energy that is reflecting off clouds, water and land surfaces.  This
  2283. reflectivity  is called albedo.  
  2284.  
  2285.                 > 171 <
  2286.  
  2287. ALBEDO EFFECTS
  2288. ~~~~~~~~~~~~~~~
  2289. Albedo  is  the  ratio  of  light  reflected to light received.  The
  2290. combination  of  the  following mechanisms gives the total albedo of
  2291. Earth and atmosphere.
  2292.  
  2293. Orbiting satellites keep track of the albedo in order to monitor the
  2294. rate  at  which  the  earth's surface is heating when exposed to the
  2295. sun.   Such  instruments  measure short-wave and infrared radiation,
  2296. both  coming  in  from the sun and going out from the atmosphere and
  2297. the  earth's  surface  below.   The  earth's average albedo has been
  2298. estimated at between 29% and 34%.
  2299.  
  2300. There are four major mechanisms for returning radiation to space:
  2301.  
  2302. * Reflection from dust, salt, ash and 
  2303.   smoke particles in the air; 
  2304. * Reflection from clouds; 
  2305. * Reflection from the ground; and 
  2306. * Refraction by air molecules.
  2307.  
  2308. If  a  ray reaches the Earth after all these obstacles then it still
  2309. has  to  deal with the Earth's albedo.  This varies depending on the
  2310. composition  of  the surface.  The average surface albedo is only 4%
  2311. but  in  certain areas, for example the poles, the albedo is between
  2312. 50-70%.  
  2313.  
  2314. Because of its high albedo, the amount of snow that falls in a year 
  2315. will affect the climate  and  the average temperature of the Earth.  
  2316. The presence of more deserts will have the same effect.  Deforestation, 
  2317. even though its  albedo  is  very low, also affects the weather 
  2318. because more dry uncovered  land  with a high albedo gets exposed.  
  2319. The Earth retains this  heat  and  transports  it  from  equatorial 
  2320. latitudes to polar latitudes.
  2321.  
  2322. HEAT TRANSPORT & ATMOSPHERE OCEAN INTERACTIONS
  2323. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2324. The  heat absorbed by the ground and by the ocean surface waters is
  2325. greater at the equator than at the poles because of the higher
  2326. amount  of  insolation  at  these regions. This heat is transported
  2327. from  the  equator  to  the  poles both by the atmosphere and by the
  2328. oceans. In a general sense, the atmosphere does it using winds and
  2329. convection  cells (like the mantle in the internal heat engine), and
  2330. the oceans using currents, both surface and deep.
  2331.  
  2332.                 > 172 <
  2333.  
  2334. ATMOSPHERIC TRANSPORT
  2335. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2336. Atmospheric  transport,  or  global circulation, takes place largely
  2337. due to winds.  The pattern of global circulation is characterised by
  2338. permanent  anticyclones  and cyclones, called centres of action, and
  2339. by persistent wind systems.
  2340.  
  2341. At  low latitudes near the Earth's surface, the easterly trade winds
  2342. dominate.   At  high  latitudes and aloft, the prevailing westerlies
  2343. dominate.    The  occurrence  of  zonal  winds  is  explained  bythe
  2344. deflection  of  motions  of the meridians due to the rotation of the
  2345. Earth.   This is the Coriolis effect, which also says that particles
  2346. in  the  Northern  hemisphere  tend  to  go  to the right and in the
  2347. Southern  hemisphere  to  the  left.   The  driving  force  for this
  2348. circulation is the variation in solar radiation with latitude.
  2349.  
  2350. Near the surface of the Earth the pressure is low at the equator and
  2351. high  at  the  poles.   This  gives  rise to a circulation along the
  2352. meridians,  with  the heated air rising near the equator and flowing
  2353. high  towards  the  pole  and  the  cooled  air  descending  at high
  2354. latitudes and flowing towards the equator at the ground.  The stream
  2355. of  air  moving  towards  the  pole  is deflected to the east by the
  2356. Coriolis  force,  originating  westerly  winds,  and the one flowing
  2357. towards  the equator at the ground will be deflected to generate the
  2358. easterlies.   Friction  with the surface of the Earth does not allow
  2359. the  pressure  and Coriolis force to balance so that the circulation
  2360. is not just zonal but also along the meridians.
  2361.  
  2362. The  pattern  of  meridional  circulation  was  discovered by George
  2363. Hadley in the 1700s and the circulation patterns along the meridians
  2364. are called Hadley cells.  Since friction does not allow pressure and
  2365. Coriolis  force  to  balance, the pressure force is greater at great
  2366. heights  than  the Coriolis force and the air at great heights is
  2367. pushed towards the poles.  At high latitude the air tends to Equator
  2368. cool  and  descend,  completing  the meridional Hadley cell.
  2369.  
  2370. The  Hadley  cells,  one in each hemisphere, perform the function of
  2371. transferring  excess  heat  from  the Sun at low latitudes to higher
  2372. latitudes.   The  true  circulation pattern is not as simple as just
  2373. having  a Hadley cell in each hemisphere because of a law of physics
  2374. called  conservation  of  angular momentum.  The results of applying
  2375. the  law  show  that  Hadley  cells alone will cause very high-speed
  2376. winds,  which  in  turn  will  cause great instability in the global
  2377. circulation  pattern.  Friction between the Earth and the atmosphere
  2378. also complicates simple Hadley cells.
  2379.  
  2380. Heat  is  also  transported  by  waves  and  vortices.  Waves in the
  2381. atmosphere  are the result of the breakdown of the zonal flow due to
  2382. high-speed winds and lateral
  2383.  
  2384.                 > 173 <
  2385.  
  2386.  
  2387. mixing of the air.  Swirls or vortices and cyclones and anticyclones
  2388. also  result  from  the breakdown of the zonal flow.  These are very
  2389. effective at transporting the heat in the North-South direction.
  2390.  
  2391. OCEANIC TRANSPORT
  2392. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2393. Heat transport from solar radiation is also accomplished via oceanic
  2394. circulation.   Circulation  of the oceans is one of the main factors
  2395. in the total heat budget of the Earth.
  2396.  
  2397. Oceans  act  as a great reservoir of heat for the planet.  The Sun's
  2398. energy  heats up the surface of the ocean, which stores the heat and
  2399. transports it via oceanic currents both at the surface and at depth.
  2400. Like  the atmosphere, the ocean currents move heat from low latitude
  2401. to high latitudes.
  2402.  
  2403. HEAT STORAGE
  2404. ~~~~~~~~~~~~
  2405. The oceans are very large reservoirs of water that can hold a lot of
  2406. heat  without  changing  their  average  surface temperature by very
  2407. much.  This is known as the climatic flywheel.
  2408.  
  2409. Oceans  are  better  at holding heat than the ground or the air, and
  2410. absorb  more  heat  per unit area at the equators than at the poles.
  2411. The  heat  is  transferred  to the colder areas by convection.  This
  2412. moderating  effect  on  the  climate is easily observed in temperate
  2413. coastal regions where warm air from the seas is transferred to the
  2414. land.
  2415.  
  2416. SURFACE CURRENTS
  2417. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  2418. The  wind-driven  circulation  of  the oceans is strong, but extends
  2419. only  within  the  upper  1000 meters of the ocean.  The wind system
  2420. described in the previous sections exerts a stress on the surface of
  2421. the  ocean,  generating  surface currents.  The easterly trade winds
  2422. form the equatorial currents of all oceans.
  2423.  
  2424. When  intersected  by  land  these  currents are deflected North and
  2425. South,  as  in  the Atlantic and Pacific oceans.  Deflected currents
  2426. travel  along the western parts of the oceans and are called western
  2427. boundary currents--they are the strongest in all the oceans.  One is
  2428. the Gulf Stream.
  2429.  
  2430. These currents are driven by the westerly winds across the ocean and
  2431. form  currents that flow back into the equatorial region, completing
  2432. the   convection   cell,  similar  to  what  occurs  in  atmospheric
  2433. circulation.   These  cells or gyres occur in subtropical regions in
  2434. the  N and S Pacific, N and S Atlantic and S Indian oceans.  The N
  2435. and S gyres are separated by a countercurrent that flows east.
  2436.  
  2437.                 > 174 <
  2438.  
  2439.  
  2440. In  the  N  Indian  Ocean  a similar gyre is found, but this changes
  2441. direction   every   six  months  due  to  reversals  in  atmospheric
  2442. circulation  called  monsoons.   Some  weaker  gyres  are  found in
  2443. northern  subpolar  regions.   In  southern  gyres  the  flow is not
  2444. blocked  by  land,  so  the  Antarctic  circumpolar flows completely
  2445. around  the  world.   The  circulation  is  driven by differences in
  2446. pressures between high and low areas of the sea surface.
  2447.  
  2448. The  action  of  the  wind  on  the surface of the ocean also causes
  2449. vertical  motion.  These vertical currents are called upwellings and
  2450. occur  when  prevailing  winds  blow  parallel  to  a  coast.  These
  2451. upwellings  are  in offshore and subsurface waters, which frequently
  2452. are  rich  in  nutrients.   When  this  is the case, an area of high
  2453. biological productivity may develop.
  2454.  
  2455. DEEP CURRENTS
  2456. ~~~~~~~~~~~~~
  2457. Variations  in  water  density cause deep water circulation known as
  2458. thermohalline  circulation.  These  density differences develop at the
  2459. air-sea interface and are the result of differences in the amount of
  2460. heat  received  and  the  effects  of dilution and evaporation.  The
  2461. dense,  cold  waters  of high latitudes sink and slowly flow towards
  2462. the  equator.  This is a convective process, like that of the mantle
  2463. inside  the  Earth.   This process occurs principally in two places,
  2464. the North Atlantic and the Antarctic.
  2465.  
  2466. The  North  Atlantic  Deep  Water  is  very  clearly  defined by its
  2467. temperature,  oxygen  content  and  salinity.   The Antarctic Bottom
  2468. Water  travels  north along the ocean floor across the equator.  The
  2469. bottom  water  path  is  influenced  by  the topography of the ocean
  2470. floor.
  2471.  
  2472. ATMOSPHERE-OCEAN INTERACTION 
  2473. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2474. This cycle can be summarised as follows:
  2475. the wind blowing over surface waters generates waves, mixes the surface
  2476. waters  and  removes  water  vapour  from the sea surface.  The water
  2477. vapour  is taken into the atmosphere by evaporation and transferred
  2478. to  land  by  precipitation,  which  returns  it  to  the rivers and
  2479. groundwater that eventually return it to the sea.
  2480.  
  2481.                 > 175 <
  2482.  
  2483. GREENHOUSE EFFECT AND CLOUD COVER
  2484. AND THEIR INFLUENCE ON CLIMATE.
  2485.  
  2486. GREENHOUSE EFFECT
  2487. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2488. In  recent  years  we  have heard a lot about global warming and the
  2489. greenhouse  effect due to increasing consumption of fossil fuels and
  2490. continuous   deforestation,   but   few  accurately  know  what  the
  2491. greenhouse  effect  is  and how to gauge its delicate balance on the
  2492. Earth.   Not  even  the  experts can predict the Earth's behaviour in
  2493. terms  of  global warming trends, because we don't know enough about
  2494. climatic fluctuations and CO2 levels in the past.
  2495.  
  2496. The greenhouse effect can be described as follows: 
  2497.  
  2498. The  atmosphere  of  the Earth is fairly transparent to the incoming
  2499. visible rays of the Sun, but 48% of the radiation is absorbed by the
  2500. ground  and  emitted  back as infrared radiation.  The atmosphere is
  2501. opaque to infrared because carbon dioxide and water vapour absorb the
  2502. radiation  instead  of  allowing  it  to  go  back into space.  This
  2503. absorbed radiation heats the atmosphere, which radiates heat back to
  2504. the  Earth.   Without  this  effect  the Earth's surface temperature
  2505. would be below freezing and the oceans a mass of ice.
  2506.  
  2507.                 > 176 <
  2508.  
  2509.  
  2510. Any  process that alters the delicate balance of CO2 and water vapour
  2511. molecules   may   affect  Earth's  climate.   Burning  fossil  fuels
  2512. increases  the amount of CO2 in the atmosphere, and deforestation of
  2513. the  Amazons prevents plants from taking CO2 and returning oxygen to
  2514. the atmosphere.
  2515.  
  2516. Since  the  beginning of the Industrial Revolution the amount of CO2
  2517. in  the  atmosphere has increased steadily to values that we think
  2518. have  never  been  reached before. Some of these CO2 molecules
  2519. are taken from the atmosphere and dis solved in the oceans, because
  2520. nature  tries  to  reestablish  equilibrium, but we are releasing so
  2521. much CO2 that the planet cannot rebalance itself.
  2522.  
  2523. Increases  in global temperature caused by the greenhouse effect may
  2524. also increase sea levels by 1O meters or more by melting part of the
  2525. Antarctic  ice  sheet.   This  could  be devastating to many coastal
  2526. cities.
  2527.  
  2528. CLOUD COVER
  2529. ~~~~~~~~~~~
  2530. We  have  already  discussed  briefly  the  effect of cloud cover on
  2531. albedo  and  therefore  on insolation.  Cloud cover also affects the
  2532. reflection of incoming rays from the Sun.  Clouds form as the result
  2533. of  the  condensation  of  rising hot air into the lower part of the
  2534. atmosphere.   Clear  air  descends to the ground where it is heated,
  2535. then  rises  as it warms up; it goes up into the atmosphere where it
  2536. cools  and condensates, trapping a lot of water vapour, which in turn
  2537. reflects the sunlight, making it less intense.
  2538.  
  2539. Global  warming  would evaporate more water and therefore more water
  2540. vapour  will  go into the atmosphere and be trapped into clouds which
  2541. will  in  turn  cover  more of the sky and decrease the intensity of
  2542. sunlight that comes in.  This could balance warming, but water vapour
  2543. also traps infrared radiation.
  2544.  
  2545.                 > 177 <
  2546.  
  2547.  
  2548.                 LIFE (Get one eh ?)
  2549.                 ====
  2550.  
  2551. ORIGIN OF LIFE
  2552. ~~~~~~~~~~~~~~
  2553. Why does life flourish on the Earth and not on any other planet?  In
  2554. this  section  we  will  take  a  look  at  the history of planetary
  2555. evolution from the origin of life up to vertebrates and humans.
  2556.  
  2557.  
  2558. In the early 1920s a young Russian biochemist, Aleksandr (ivanovitch)
  2559. Oparin, theorised that there must have been a beginning of life at a
  2560. certain  point in Earth's history and that we could make intelligent
  2561. guesses as to when it was and how it occurred.
  2562.  
  2563. Oparin  theorised  that  the  atmosphere  of  the early Earth lacked
  2564. oxygen  but  contained  gases such as ammonia, methane and hydrogen.
  2565. In  that  kind  of  atmosphere  (without  ozone),  UV rays would have
  2566. energised the components and generated the first synthetic reactions
  2567. of  organic  compounds  such  as  amino acids, the building block of
  2568. life.   These  in  turn  would  clump  together  in  long chains and
  2569. possibly  take  on  the  characteristics  of the primitive cell.  He
  2570. called this early amalgamation of compounds primordial soup.  
  2571.  
  2572. In  the 1950s Stanley Miller devised an experiment that demonstrated
  2573. how  it  may  have  happened.   He  built an apparatus that zapped a
  2574. primordial  soup  with electrical jolts comparable to lightning, and
  2575. produced  amino acids.  The step from amino acids to actual life and
  2576. genetic  coding  is not yet understood.  Other theories suggest that
  2577. the  early  atmosphere was primarily carbon dioxide, water vapour and
  2578. nitrogen,  as  expected  from  degassing  of  the  Earth.   In  this
  2579. environment, amino acids have also been produced.
  2580.  
  2581. Others propose that building blocks may have originated in nearby 
  2582. comets and come to Earth on impacts.  The origin of the nucleic 
  2583. acids DNA and RNA  that  enable life to replicate and transmit 
  2584. genetic information to the offspring is not clear, but it is 
  2585. obvious that this was the final and most crucial step towards 
  2586. organised life.
  2587.  
  2588. If  you  ever  watch the old "Star Trek" series, you may have seen a
  2589. couple  of  episodes  in  which they discuss the possibility of life
  2590. based  on  silicon  instead  of  carbon  (Si  and  C are of the same
  2591. chemical  group  and  possess  many  of  the  same characteristics).
  2592. Silicon-based  life  is  highly  unlikely  because  one  of the most
  2593. outstanding  properties  of  carbon  is  that  it is gaseous at room
  2594. temperature  rather  than solid like silicon.  This property enabled
  2595. carbon  to  make  organic  compounds  in  the  fluid  state,  at low
  2596. temperatures, with lower energy requirements than that of silicon.
  2597. Silicon  is  too heavy and too inert to react at the temperatures at
  2598. which life as we know it survives.
  2599.  
  2600.                 > 178 <
  2601.  
  2602. EARLY ORGANISMS
  2603. ~~~~~~~~~~~~~~~
  2604. The  first known organisms on Earth are some carbonaceous remains of
  2605. primitive  cells  with  no nucleus that date back 3.5 billion years.
  2606. Prokaryotes,  which  still exist today in bacteria, algae, ameba, and
  2607. other  simple  organisms,  lack  a  nucleus,  the  central part that
  2608. contains all the genetic material, as well as specialised organelles
  2609. for  other cellular activities.  These first organisms were probably
  2610. anaerobic and fed on methane.
  2611.  
  2612. Two billion years ago, organised life--like
  2613. algae--were thriving on the planet. One billion years  ago the 
  2614. eukalyotic cell, the cell with a nucleus,  developed.  One of 
  2615. the most popular theories on the origin of eukaryotes is that 
  2616. two prokaryotic cells may have stayed together after mitosis  
  2617. (cell division) or they may have started a symbiotic
  2618. relationship. One  may  have captured the other and from there the
  2619. "trapped one" would have developed into a nucleus,  and  
  2620. also into several different organelles that perform different activities, 
  2621. such as breathing, metabolizing,  etc. inside the cell.   
  2622. This is seen in modern eukaryotes in that mitochondria 
  2623. (the organelles that breathe for us) have  their  own  genetic 
  2624. material and replicate separately from the rest of the genetic  
  2625. material in the cell.  
  2626.  
  2627. Shortly  after  the evolution of eukaryotic cells (In geologic time),
  2628. the  first  multicellular  organisms or metazoans evolved.  With the
  2629. advent  of  metazoans  a  very  diverse range of life-forms evolved,
  2630. including  the  development of soft-bodied organisms as seen in the
  2631. Ediacara fauna of Australia and the Burgess shale in Canada.
  2632.  
  2633. Six  hundred  million years ago, after the explosion of diversity of
  2634. soft-bodied  organisms,  the  first shelled organisms developed in a
  2635. period called the Cambrian.
  2636.  
  2637. The  rate of evolution between one billion years ago and 600 million
  2638. was  so  much  higher  than at earlier times that it could be termed
  2639. explosive.  From  a world dominated by algae and bacteria we passed
  2640. to a world full of different species that in some form or other
  2641. still survive today.  There  were more species alive at that time
  2642. than have evolved since.
  2643.  
  2644.                 > 179 <
  2645.  
  2646.  
  2647. EVOLUTION OF OXYGEN RICH ATMOSPHERE AND PHOTOSYNTHESIS.
  2648. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2649. We  have  already stated that primitive life evolved in an anaerobic
  2650. atmosphere  with  little or no oxygen.  Obviously, many changes have
  2651. occurred  since.   Even  the  Cambrian  organisms  needed  oxygen to
  2652. survive.
  2653.  
  2654.  
  2655. Around three billion years ago (with the advent of blue-green algae)
  2656. organisms  must  have developed the ability to photosynthesize--take
  2657. CO2  from  the  atmosphere  and with the aid of the sun's radiation,
  2658. break  it  down  and  use  the  carbon  to  make  the  food, complex
  2659. carbohydrates  and  other energy compounds that enabled the organism
  2660. to  survive.   In  return the organisms give free oxygen back to the
  2661. atmosphere.
  2662.  
  2663. The  oxygen  must  have started to accumulate in the atmosphere, and
  2664. soon its levels would become high because few organisms were able to
  2665. breathe and deplete it.  The accumulation of oxygen was poisonous to
  2666. many organisms, which must have died out as a consequence.
  2667.  
  2668.                 > 180 <
  2669.  
  2670.  
  2671. Some  time  just  before  600 million years ago the amount of oxygen
  2672. reached   high  enough  levels  to  allow  rapid  evolution  of  the
  2673. invertebrates  in the Paleozoic period.  For the rest of the life of
  2674. the   planet  the  amount  of  oxygen  has  been  kept  constant  by
  2675. photosynthetic organisms.
  2676.  
  2677. Life  not only changed the atmosphere, but also changed the geology,
  2678. by  originating  new  types  of  sediments,  rocks  and geographical
  2679. features such as coral reefs.
  2680.  
  2681.         --------------------------------------------
  2682.  
  2683. HISTORY AND DIVERSITY OF LIFE
  2684. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2685. Diversification  of life had already taken place before the Cambrian
  2686. explosion.   That  diversification  is hard to describe because of a
  2687. lack  of  fossil  evidence,  so we will concentrate on life from the
  2688. Cambrian period on.
  2689.  
  2690. CAMBRIAN PERIOD--INVASION OF THE SEAS
  2691. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2692. The  Cambrian  initiation  was  the beginning of organisms with hard
  2693. body  parts  or shells.  This provided defence against predators and
  2694. also prompted better fossil preservation.  The most common hard body
  2695. parts  were  made  of  calcite,  chitin and SiO2.  The fossil record
  2696. really  begins  at  the beginning of the Cambrian era because of the
  2697. better preservation of hard body parts.
  2698.  
  2699. The  first  fossils with hard skeletal parts were the trilobite, an
  2700. extinct  group of arthropods related to crabs, lobsters and shrimps.
  2701. These  first  trilobites  had  large  eyes,  long  antennae,  and  a
  2702. well-developed  nervous  system.   In the early Cambrian over 90% of
  2703. all  the  fossils  specimens  were trilobites.  Other common animals
  2704. were  the  brachiopods,  similar  to  clams,  and  some  echinoderms
  2705. (starfishes  and sand dollars).  Many other organisms became extinct
  2706. and  left no descendants.  All these animals were marine and invaded
  2707. the  seas  all  around  the  world.   Other marine organisms such as
  2708. corals,  mollusks,  fish,  etc.,  developed  during  the rest of the
  2709. Paleozoic and also into the Mesozoic and Cenozoic.
  2710.  
  2711. INVASION OF LAND: PLANTS AND ANIMALS
  2712. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2713. The  most outstanding achievement of the post-Cambrian Paleozoic was
  2714. the invasion of land by the first plants and animals.  This opened a
  2715. lot of new niches (ecological habitats) for animals to evolve.
  2716.  
  2717. Organisms  that  lived  underwater  had  gills or special systems to
  2718. breathe,  and  in  order to survive on land they needed to develop a
  2719. vascular  system  that  enabled them to use oxygen or carbon dioxide
  2720. that  was  not dissolved in water.  Plants did it first in the early
  2721. Devonian period.
  2722.  
  2723.                 > 181 <
  2724.  
  2725. Transition  from  water  to  land took place in the Devonian and the
  2726. mid-to-late  Paleozoic  periods.   One of the reasons why it did not
  2727. take  place  earlier  is that there were extensive shallow seas over
  2728. the land, so there was not very much dry land available.
  2729.  
  2730. Unfortunately the fossil record on land is not as good as the marine
  2731. record  because  preservation is a lot worse on land.  The record is
  2732. spotty, discontinuous and full of gaps even in younger rocks.
  2733.  
  2734. PLANTS DO IT First
  2735. -------------------
  2736. In the mid-to-late Paleozoic plants developed a vascular system that
  2737. allowed  them  to  survive  without  being  underwater.  This system
  2738. consisted of very narrow, elongated hollow cells through which water
  2739. and  food could circulate.  It was also a way to maintain the needed
  2740. water  balance  inside  their bodies.  They also needed to develop a
  2741. rooting  system (and plants need to be attached), and a support for
  2742. the  body  like  cellulose  or  lignin.  Once these adaptations were
  2743. developed,  the  first  land plant could survive far away from water
  2744. and depend only on precipitation and groundwater.
  2745.  
  2746. Further  into  the  Paleozoic era, larger and more plants developed.
  2747. The  first land plants were small grass-like weeds or bushes.  Later
  2748. into  the  Carboniferous  period, large ferns took over, and shortly
  2749. after  that  came the conifers, which dominated most of the Mesozoic
  2750. era.   It was not until the end of the Mesozoic and the beginning of
  2751. the  Cenozoic  that  flowering  plants,  with their efficient repro-
  2752. ductive system, came along.
  2753.  
  2754. LAND ANIMALS AND THE EVOLUTION TO HUMANS
  2755. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2756. In  this section we will concentrate on the evolution of vertebrates
  2757. after  they  reached  the  land, all the way to humans.  We have not
  2758. included  a  discussion  on  the  mechanisms  of  evolution  itself,
  2759. although  they  will  be  mentioned  in relation to theories of mass
  2760. extinctions.   We leave it to the reader to consult more specialised
  2761. books on the subject.
  2762.  
  2763. The  oldest  known  land animals including freshwater organisms were
  2764. invertebrates  or  arthropods.  A land scorpion and a millipede were
  2765. found in early Devonian rocks.  Insect-like fossils of this age have
  2766. also  been  found.   Snails  and  slugs do not appear until the late
  2767. Paleozoic, after the tetrapods or four-legged vertebrates.
  2768.  
  2769.                 > 182 <
  2770.  
  2771.  
  2772. Apart  from  a few anomalous organisms, vertebrates evolved straight
  2773. into  fishes  and  from there into amphibians, reptiles, mammals and
  2774. birds.   Fishes  will  not be discussed except for their link to the
  2775. invasion of land.  Freshwater Devonian fishes, crossopterygians, had
  2776. both  lungs  and  gills  for breathing, so they developed the most
  2777. important  adaptation for living on land:  being able to breathe air
  2778. and  not water.  They also had thick fleshy fins, which enabled them
  2779. to walk.  The fins gradually changed to short stubby legs.  The bone
  2780. structure of these fishes matches those of the early amphibians.
  2781.  
  2782. These  adaptations,  which  undoubtedly  were meant at first only to
  2783. help  them  survive  as  successful  freshwater  fishes, then became
  2784. useful to transfer completely to land.  They were probably forced to
  2785. transfer to land by changes in climate in the Devonian that dried up
  2786. freshwater niches.  There must have also been more food available on
  2787. land as freshwater areas dried out.
  2788.  
  2789. After these fishes, the first real land animals in the fossil record
  2790. are  amphibians,  the  ancestors  to toads and frogs.  These animals
  2791. lived  on  land  near  the water since they often had to go into the
  2792. water  to  breathe and breed.  As evolution proceeded the amphibians
  2793. became  better  adapted  to  living  on  land by developing stronger
  2794. limbs.
  2795.  
  2796. From  one  of  the  amphibian  lineages  the first reptiles evolved.
  2797. Reptiles  started  appearing  in  the Carboniferous period and began
  2798. dominating  the  environment  up  until the end of the Mesozoic era.
  2799. The  reptiles  had  a big advantage over the amphibians--they didn't
  2800. need  to  go to the water to breed.  Reptiles developed the amniotic
  2801. egg,  an  egg  with  a  hard, porous shell, which allowed the egg to
  2802. survive  without  the  constant  presence  of  water  for breathing.
  2803. Unlike  the  amphibians, the reptile youngsters developed right from
  2804. the egg without a larval or tadpole stage.
  2805.  
  2806. Several  types  of  reptile lineages developed in the Paleozoic, but
  2807. the  two  most important and interesting to us are the Synapsida, or
  2808. mammal-like  reptiles, from which mammals developed in the Mesozoic,
  2809. and  the Diapsida, or ruling reptiles, which included the dinosaurs.
  2810. The  end  of  the  Paleozoic  saw the development of many species of
  2811. reptiles,   especially   the  dinosaurs,  which  also  proliferated,
  2812. may be even more, throughout the Mesozoic. There were many kinds 
  2813. of dinosaurs: herbivores, carnivores, flying, aquatic, etc.
  2814.  
  2815. Mammal-like reptiles developed in the Triassic (the beginning of the
  2816. Mesozoic).   These  reptiles  had longer and stronger limbs than the
  2817. other  reptiles  and  their brain cases became progressively larger.
  2818. Their dental structure approached that of modern mammals.
  2819.  
  2820.                 > 183 <
  2821.  
  2822.  
  2823. The  ruling  reptiles had one important group, the thecodonts, which
  2824. then  became the dinosaurs.  These animals were bipedal and had tiny
  2825. skulls.   The front limbs were not used for walking but for handling
  2826. food. Two main groups of dinosaurs became important: those with a
  2827. pelvic bone similar to other reptiles (saurischians) and those with 
  2828. a pelvic girdle similar to birds (ornitischians). Saurischians were 
  2829. small and from them developed the large predators of the late Mesozoic  
  2830. such as Tyrannosaurus rex.  Most dinosaurs nonetheless were herbivores, 
  2831. not carnivores.
  2832.  
  2833. From dinosaurs developed the first bird-like reptiles, and from them, 
  2834. birds. A very famous bird-like reptile is Archaeopteryx, which had 
  2835. feathers and a wing structure very similar to modern-day birds. 
  2836.  
  2837. As mentioned before, mammals evolved from the Synapsida, the mammal-like  
  2838. reptiles.  The first mammals were small, with small brain  apacity;  
  2839. most of them were probably rodents (mice, etc.). Mammals were not 
  2840. very common in the Mesozoic, except for rodents and monotremes
  2841. (duck-bill platypus).  Not until after the demise of the dinosaurs
  2842. at the end of the Cretaceous did they start taking over the land,  
  2843. especially  with the evolution of placental and marsupial mammals.
  2844.  
  2845. Marsupials  (kangaroos  and  opossums, for example) are animals that
  2846. give  birth to young incapable of fending for themselves; the mother
  2847. keeps  them  in a pouch outside her body until they are fit for life
  2848. on  their own.  Many types of marsupials are only found in Australia
  2849. and  New Zealand.  This is because early during their speciation the
  2850. continents  separated  (the  breakup of Pangaea), isolating Australia
  2851. from the rest of the world.
  2852.  
  2853. Placentals  give  birth  to completely developed offspring that feed
  2854. from  the  milk  produced  by  the mother's mammary glands.  After a
  2855. short period of milking they are ready to start life on their own.
  2856.  
  2857. Mammals are very familiar to us:  rodents, canines and felines (dogs
  2858. and  cats),  ruminants  (cows), and others.  Those most important in
  2859. human evolution are the primates.
  2860.  
  2861. Primates  originated  in the Early Tertiary period, after the demise
  2862. of  the  dinosaurs.   They  were omnivores rather than insectivores.
  2863. They adapted to life in trees, one of their fundamental evolutionary  
  2864. steps was the development of a grasping hand with an opposable thumb.   
  2865. Another adaptation was the forward migration of the eyes, which 
  2866. provides stereoscopic or three dimensional vision.
  2867.  
  2868. Primates known to us are the simians (monkeys) and anthropoideans 
  2869. (man-like).
  2870.  
  2871.                 > 184 <
  2872.  
  2873.  
  2874. Simians  were  preceded  by  prosimians, which gave rise to the true
  2875. monkeys  and  apes  of the simians.  In the anthropoideans there are
  2876. three  groups:   New World monkeys, old World monkeys and Hominoids,
  2877. which  includes  human  beings  and apes.  The only one we will talk
  2878. about in some detail is the Hominoids.
  2879.  
  2880. HOMINOIDS AND HUMAN EVOLUTION
  2881. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  2882. The  hominoids  include  the chimpanzee, the orangutan, the gorilla,
  2883. the  gibbon  and  human beings.  It isn't until the Oligocene 
  2884. (-35-24 million  years ago) that these groups start differentiating.  
  2885. Of all these  groups, one genus dating back to the late Miocene (-5 million
  2886. years ago) is apparently the direct ancestor to modern human beings.
  2887. This  is the so-called Ramapitbfecus.  Homo sapiens developed in the
  2888. Pleistocene  about 4 million years ago during the glaciation epochs.
  2889. The  upright posture and ground-dwelling habits of human beings were
  2890. already  established  in  Ramapithecus.   This is also true of other
  2891. apes.   Grasping  hands  are  common  to all primates and the use of
  2892. tools  is  observed  in  chimpanzees.   Language  has been taught to
  2893. chimpanzees  and gorillas, although their vocal chords are different
  2894. than  ours.   They can also teach it to their offspring as proven in
  2895. some recent experiments.
  2896.  
  2897. What  makes  human  beings strikingly different than the rest of the
  2898. primates  is their brain capacity--much larger with respect to their
  2899. size than  any other primate.The development of a complete, complex
  2900. language is also a characteristic of human beings.
  2901.  
  2902. Human  beings  are  the  only  animals  that  are capable of totally
  2903. modifying  their environment, for better or for worse.  They are the
  2904. only  animal  capable  of creating new niches and modifying existing
  2905. ones.
  2906.  
  2907. Another  characteristic  that  distinguishes  a  human being from an
  2908. animal  is  the  ability  to  think  of the long-term future.  Human
  2909. beings  and  animals  share the memory of the past and the living in
  2910. thepresent, but  human beings are unique in predicting the future
  2911. and also in questioning their existence.
  2912.  
  2913. There are  three  principal stages in the evolution of early human 
  2914. beings: Australopithecus,  Homo  erectus, and Homo sapiens.  The first 
  2915. stageis the one to which the famous Lucy, discovered by Donald Johannsen,
  2916. belongs.   The  Australopithecines  were  similar  to  modern  human
  2917. beings, but although they used tools and weapons, they
  2918.  
  2919.                 > 185 <
  2920.  
  2921. had  very  small brains.  Homo erectus lived at the same time as the
  2922. Australopithecines,  and  may  have  developed  independently.   The
  2923. species  was  more  advanced  than  the Australopithecines and had a
  2924. higher  brain  capacity.   They used stone tools, such as hand axes,
  2925. made  from flint.  This specles became widely distributed and is the
  2926. direct ancestor of modern human beings.
  2927.  
  2928. Fossils  of  Homo erectus range in age from 700,000 to 200,000 years
  2929. old.   Homo  sapiens  is  contemporaneous  in age with Homo erectus,
  2930. appearing  for  the first time 500,000 years ago.  The first example
  2931. of  sapiens  is  Neanderthal  Man,  a  large-boned race that lived
  2932. 100,000  years  ago.  After sapiens originated, different historical
  2933. ages developed, such as the Paleolithic and Neollthic.
  2934.  
  2935.         --------------------------------------------
  2936.  
  2937. FOOD CHAINS
  2938. ~~~~~~~~~~~
  2939. A  subject  of  great  importance  in  a  world with an ever-growing
  2940. population  is  the  availability  of  food.   The  food chain is an
  2941. organisational  scheme that describes which organisms feed on which,
  2942. and  which ones are essential for the survival of the others.  It is
  2943. like a pyramid because the organisms at the base are most abundant.
  2944.  
  2945. At  the  base of our food chain are organisms that produce their own
  2946. food:   photosynthetic  organisms  such  as  bacteria,  plants,  and
  2947. plankton   in   the  oceans.   Upon  these  feed  higher  organisms,
  2948. herbivores  (plant-eaters)  and  omnivores  (eating  both animal and
  2949. vegetable  matter).  If the plants were to die, all cows will die as
  2950. a consequence--there would be no food left for them.
  2951.  
  2952. On  top  of  herbivores at the peak of the food chain are carnivores
  2953. (animal-eaters)  and  omnivores.   Good  examples are lions, tigers,
  2954. cats, dogs and humans.
  2955.  
  2956. If  we kill photosynthetic organisms by deforestation, polluting the
  2957. oceans or by other environmental problems, we affect the base of the
  2958. food  chain  and  decrease the possibility of survival of the top of
  2959. the chain--including ourselves.
  2960.  
  2961.         --------------------------------------------
  2962.  
  2963. MASS EXTINCTIONS
  2964. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  2965.  
  2966. Mass  extinctions  are very important events that affect the rates at
  2967. which  evolution  occurs.  A mass extinction is defined as the death
  2968. of 70% or more of the total biomass of the planet at any given time.
  2969. Biomass  is  the  total  weight  of all living matter on the planet.
  2970. Mass  extinctions  have occurred at least five times in the geologic
  2971. past  within  the  Phanerozoic alone.  Extinctions during and before
  2972. the Cambrian are difficult to document.
  2973.  
  2974. The  most massive extinction known occurred 225 million years ago at
  2975. the  Permian-Triassic  boundary.   Another  one occurred at the next
  2976. boundary, Tria-
  2977.  
  2978.                 > 186 <
  2979.  
  2980. ssic-Jurassic,  about  190 million years ago.  During the Cretaceous
  2981. another important extinction occurred around 100 million years ago.
  2982.  
  2983. The   second  largest  extinction  was  at  the  Cretaceous-Tertiary
  2984. boundary,   when   all  the  dinosaurs  became  extinct.   The  mass
  2985. extinction  of the dinosaurs has become very famous partially due to
  2986. the   hypothesis   that   the   cause   of  the  extinction  was  an
  2987. extraterrestrial object:  a meteorite.
  2988.  
  2989. Mass extinctions are important because even though a large sector of
  2990. the  population  was  wiped  out,  niches  were  left  available for
  2991. newcomers  that  could  adapt very fast and evolve rapidly into many
  2992. new  species.   This  seems to be the case after every extinction--a
  2993. new  group of living organisms takes over and evolves at a very high
  2994. rate.  During periods of time without mass extinctions, species also
  2995. become  extinct,  but  at a low rate, an event known as a background
  2996. extinction.   Evolution  also  takes  place  very slowly during such
  2997. periods.
  2998.  
  2999. Are  mass  extinctions catastrophic or are they gradual events?  The
  3000. debate  continues.   It was generally believed that mass extinctions
  3001. were  a  slow,  gradual  process  like  evolution  but more and more
  3002. evidence is being uncovered concerning the sudden disappearance of
  3003. many  unrelated  species  at the same time.  This has been proven at
  3004. the  Cretaceous-Tertiary  boundary, where within one cen- timeter of
  3005. rock  (which  corresponds  to a relatively short period of time) all
  3006. evidence  of Cretaceous fossils disappears and Tertiary fossils come
  3007. into  play.   This  kind  of  boundary  impact  layer can be seen in
  3008. Gubbio, Italy.
  3009.  
  3010. NEMESIS AND THE IMPACT THEORY
  3011. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3012. We  have  mentioned  the  extinction  65  million  years  ago at the
  3013. Cretaceous- Tertiary boundary of dinosaurs.  Dinosaurs were not the
  3014. only  animals  that died:  ammonites very important marine fossils,
  3015. also went extinct, as well as many other land and marine animals and
  3016. plants.
  3017.  
  3018. One  of  the  marine groups that went extinct is the planktic forams
  3019. (small,  calcareous,  floating  unicellular  organisms that lived in
  3020. Cretaceous  seas).   These  organisms are found in limestones in the
  3021. Apennines  of  Italy.   The last bed of the Cretaceous limestone has
  3022. bi~  planktic  forams;  the  first bed of the Tertiary has one small
  3023. planktic  foram  and  nothing  else.   In between is a layer of clay
  3024. about 3 cm thick known as the "boundary clay."
  3025.  
  3026. In  1980,  Luis  and Walter Alvarez from UC Berkeley took samples of
  3027. that  clay to measure the amount of an element called irldium, which
  3028. is  not  very  abundant  on the Earth's surface but more abundant in
  3029. extraterrestrial  objects.   Iridium rains at a constant rate, which
  3030. made it very useful for measuring the amount of
  3031.  
  3032.                 > 187 <
  3033.  
  3034.  
  3035. time  it took to deposit the layer of clay and therefore how long it
  3036. took  for  the extinction to happen.  When they measured the samples
  3037. of  boundary  clay,  they  found  that  the  levels  were low in the
  3038. limestone above and below the clay, but within the clay, iridium was
  3039. at a high peak--at the same level as that in meteorites and comets.
  3040.  
  3041. They  hypothesized  that the extra iridium was from extraterrestrial
  3042. sources,  and that at the time of the Cretaceous-Tertiary extinction
  3043. there  had  been  a large meteorite (10 km in diameter) that had hit
  3044. the  Earth.   The  dust  from  the  impact  would have gone into the
  3045. atmosphere,  causing  total  darkness for several months, inhibiting
  3046. photosynthesis  and  cutting  the  food  chain  at  the base.  Other
  3047. effects  of  the  impact would have been extreme cold, heat and also
  3048. acid rain.  Other evidence for impact, such as shocked minerals, was
  3049. found in Italy and in another 100 sites around the world, which made
  3050. plausible the global mass extinctions.
  3051.  
  3052. Against  this  hypothesis  is the fact that the crater of the impact
  3053. has not been found, which may mean that it occurred in the ocean and
  3054. that part of the ocean has been subducted--it has moved underneath a
  3055. ridge in plate tectonic activity.
  3056.  
  3057. This  hypothesis  led to findings of many impact craters and also of
  3058. other   boundaries  associated  with  iridium  anomalies.   It  also
  3059. generated  interest  in extinctions that seemed to repeat themselves
  3060. periodically.
  3061.  
  3062. A  study by two paleontologists from Chicago showed that there was a
  3063. certain cyclicity to extinctions occurring every 26-28 million years.
  3064. This  led  Rich  Muller,  an  astrophysicist  at  U.C.  Berkeley, to
  3065. hypothesize that the Sun has a companion star, Nemesis, which orbits
  3066. around  the Sun in a tulip orbit with a period of 26-28 million years
  3067. and  that  at  its  perihelion  it  disturbed  a  belt of comets and
  3068. asteroids  outside the Solar System.  This sent comets and asteroids
  3069. into the inner Solar System and caused periodic comet showers on the
  3070. Earth, and as a consequence, periodic extinctions.
  3071.  
  3072. The   original   statistical   data   showing  periodicity  in  mass
  3073. extinctions were sketchy and poorly constrained.  To base Nemesis on
  3074. it  was an exercise in creativity--the search for Nemesis has so far
  3075. been unsuccessful.
  3076.  
  3077. VOLCANISM
  3078. ~~~~~~~~~
  3079. For  many  a  geologist,  accepting  a catastrophic extraterrestrial
  3080. event  has  been  difficult, so, two Earth scientists from Dartmouth
  3081. University  proposed  that  the extra iridium came from big volcanic
  3082. eruptions  occurring  at the same time as the extinctions.  This was
  3083. hypothesised because iridium was found in the gases
  3084.  
  3085.  
  3086.                 > 188 <
  3087.  
  3088. emitted  by  Kilauea.   A  candidate for the big volcanic event that
  3089. would  have  sent  the  iridium  and  dust in the atmosphere to stop
  3090. photosynthesis  and  kill the dinosaurs would be the Deccan Traps of
  3091. India,  a big basaltic eruption dated at 66 million years.  However,
  3092. no  evidence  of iridium has been found in the Deccan Traps, and the
  3093. type of volcanic eruption of these basalts was quiet and not violent
  3094. enough  to  send  material into the stratosphere to orbit around the
  3095. Earth  (as required by the global distribution of iridium).  It also
  3096. would not produce impact minerals, although some scientists claim it
  3097. does  (no evidence has been uncovered as to this effect).  Volcanism
  3098. may  have  had  something to do with local extinctions, but not at a
  3099. global level.
  3100.  
  3101. GLACIATIONS
  3102. ~~~~~~~~~~~
  3103. Finally,  many  argue  that climatic fluctuations and changes in sea
  3104. level could have caused sudden extinctions.  Although there are data
  3105. to  support  contemporaneous extinctions and climatic changes, it is
  3106. hard to see how gradual changes in the climate, changes in sea level
  3107. and  slow  glaciation, and interglaciation periods could have caused
  3108. sudden  mass  extinction of all types of animals, even those used to
  3109. living in cold climates.
  3110.  
  3111.                 > 189 <
  3112.  
  3113.  
  3114. HUMAN CIVILISATIONS AND TECHNOLOGY 
  3115. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3116. The   developments--and   disintegrations--of   civilisations   span
  3117. thousands  of  years, encompassing spectacular advances in knowledge
  3118. and  sharply  disruptive  disturbances  on  the  human and planetary
  3119. scale.   This  section  will  encapsulate  the  development of human
  3120. endeavour  from  the  Paleolithic  to  the Atomic Ages, outlining the
  3121. technological  movements  that  have  accompanied  and  spurred  the
  3122. advance of culture.
  3123.  
  3124. Civilisation is generally regarded as culture with a relatively high
  3125. degree of elaboration and technical development, often demarcated by
  3126. the  complex  of  cultural  elements  that  first  appeared in human
  3127. history  6,000  to  8,000  years ago.  At that time, on the basis of
  3128. agriculture,  stock-raising  and  metallurgy, intensive occupational
  3129. specialisation  began  to  appear  in  the river valleys of SW Asia.
  3130. However,  the  roots of those circumstances long predate that period
  3131. in  several  parts  of  the  prehistoric world:  Mesopotamia, Egypt,
  3132. China, Greece, India, Highland Peru, and elsewhere.
  3133.  
  3134. The specific characteristics of civilisation--food production, plant
  3135. and  animal domestication, metallurgy, a high degree of occupational
  3136. specialisation,  writing and the growth of cities--had their origins
  3137. in  the Old Stone Age, the earliest period of human development
  3138. and the longest phase of humanity's history.
  3139.  
  3140. The  Old Stone Age is approximately coextensive with the Pleistocene
  3141. geologic period, beginning about two million years ago and ending in
  3142. various  places  between  40,000  and  10,000 years ago, when it was
  3143. succeeded by the Mesolithic Period.
  3144.  
  3145. By  far  the  most outstanding feature of the Paleolithic period was
  3146. the  evolution of humans from an apelike creature, or near human, to
  3147. true  Homo  sapiens.   This  development  was  exceedingly  slow and
  3148. continued  through the three successive divisions of the period, the
  3149. Lower, Middle and Upper Paleolithic.
  3150.  
  3151. The  most  abundant remains of Paleolithic cultures are a variety of
  3152. stone  tools  whose distinct characteristics provide the basis for a
  3153. system of classification containing several toolmaking traditions or
  3154. industries.   The  oldest  recognisable tools made by members of the
  3155. family  of  humankind  are  simple  stone  choppers,  such  as those
  3156. discovered  at Olduvai Corge in Tanzania.  These tools may have been
  3157. made  over  one  million  years  ago  by Australopithecus or by Homo
  3158. habilis.    Fractured   stone   "tools"  called  eoliths  have  been
  3159. considered  the  earliest  tools,  but  it  has  been  difficult  to
  3160. distinguish human-made from naturally produced modifications in such
  3161. stones.
  3162.  
  3163.  
  3164.                 > 190 <
  3165.  
  3166.  
  3167. THE LOWER PALEOLITHIC
  3168. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3169. Lower  Paleolithic  stone industries of Homo erectus have been found
  3170. at  various  sites  in  China,  Europe,  Africa and Asia dating from
  3171. 100,000 to 500,000 years ago.  The stone tools of this period are of
  3172. the core type, made by chipping the stone to form a cutting edge, or
  3173. of  the  flake  type,  fashioned  from fragments struck off a stone.
  3174. Hand  axes  were  the  typical  tool of these early people, who were
  3175. hunters and food gatherers.
  3176.  
  3177. THE MIDDLE PALEOLITHIC
  3178. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3179. The Middle Paleolithic period is often associated with Neanderthals,
  3180. living  between  40,000  and 100,000 years ago.  Neanderthal remains
  3181. are  often  found  in  caves  with  evidence  of  the  use  of fire.
  3182. Neanderthals  were hunters of prehistoric mammals and their cultural
  3183. remains, though unearthed chiefly in Europe, have also been found in
  3184. N Africa, Palestine and Siberia.
  3185.  
  3186. Stone  tools  of  this  period  are of the flake tradition, and bone
  3187. implements,  such  as  needles,  indicate that crudely sewn furs and
  3188. skins were used as body covering.
  3189.  
  3190. THE UPPER PALEOLITHIC
  3191. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3192. The  Upper Paleolithic saw the disappearance of Neanderthal in favour
  3193. of  other  Homo  sapiens  such  as  Cro-Magnon.   The  beginnings of
  3194. communal  hunting  and  fishing  are  found  here,  as  is the first
  3195. conclusive  evidence  of  belief  systems centering on magic and the
  3196. supernatural.  Pit houses, the first human-made shelters were built,
  3197. sewn  clothing  was  worn,  and  sculpture  and painting originated.
  3198. Tools were of great variety, including flint and obsidian blades and
  3199. projectile points.
  3200.  
  3201. The  final  and  perhaps  most  impressive  phase of the Paleolithic
  3202. period  is the Magdalenian period, in which communities of fisherman
  3203. and  reindeer  hunters  used  highly  refined  and  varied tools and
  3204. weapons, and left an impressive array of cave paintings.
  3205.  
  3206.         --------------------------------------------
  3207.  
  3208. THE MESSOLITHIC PERIOD
  3209. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3210. This  period  began  with  the  end  of  the last glacial period and
  3211. involved  the  gradual  domestication  of plants and animals and the
  3212. formation  of  settled communities at various times and places, some
  3213. overlapping  into  the  considerable  development  of  the Neolithic
  3214. period.
  3215.  
  3216. Characteristic  of  the  period were hunting and fishing settlements
  3217. along  rivers  and  on  lake shores.  Pottery and the use of the bow
  3218. began  to  develop.   Hafted  axes  and bone tools were found in the
  3219. Baltic  region  and  N  England,  demonstrating strong advances over
  3220. Paleolithic crudity.
  3221.  
  3222.                 > 191 <
  3223.  
  3224.  
  3225. The  Mesolithic  period  in several areas shows a gradual transition
  3226. from a food- collecting to a food-producing culture.
  3227.  
  3228.         --------------------------------------------
  3229.  
  3230. THE NEOLITHIC REVOLUTION
  3231. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3232. Toward  the  end  of  that last ice age, some 15,000 to 20,000 years
  3233. ago,  a  few  of  the  human  communities  that were most favoured by
  3234. geography  and  climate  began  to make the transition from the long
  3235. period  of  Paleolithic  savagery  to  a  more  settled  way of life
  3236. depending on animal husbandry and agriculture.
  3237.  
  3238. This  period  of transition led to a marked rise in population, to a
  3239. growth  in  the  size  of communities, and to the beginnings of town
  3240. life.   It  is  sometimes  referred  to  as the Neolithic Revolution
  3241. because the speed of technological innovation increased so greatly
  3242. and  the social and political organisation of human groups underwent
  3243. a corresponding increase in complexity.
  3244.  
  3245. The  earliest  known development of Neolithic culture was in SW Asia
  3246. between  8000  B.C.   and  6000  B.C.   Settled villages cultivating
  3247. wheat,  barley  and millet and raising cattle, sheep, goats and pigs
  3248. expanded.   Neolithic  culture  and  its  innovations spread through
  3249. Europe,  the  Nile  valley,  the  Indus valley ~ndia) and the Yellow
  3250. River valley (China).
  3251.  
  3252. By  1500 B.C., Neolithic cultures based on the cultivation of maize,
  3253. beans,  squash  and  other  plants  were present in Mexico and South
  3254. America, leading to the rise of the Inca and Aztec civilisations and
  3255. spreading  to  other  parts  of the Americas by the time of European
  3256. contact.
  3257.  
  3258.         --------------------------------------------
  3259.  
  3260. THE BRONZE AGE
  3261. ~~~~~~~~~~~~~~
  3262. This is the period in the development of technology when metals were
  3263. first  used regularly in the manufacture of tools and weapons.  Pure
  3264. copper   and   bronze,  an  alloy  of  copper  and  tin,  were  used
  3265. indiscriminately at first; this early period is sometimes called the
  3266. Copper Age.
  3267.  
  3268.  
  3269. The  earliest  use  of cast metal can be deduced from clay models of
  3270. weapons;  casting  was  certainly  established in the Middle East by
  3271. 3500 B.C.  In the New World, the earliest bronze was cast in Bolivia
  3272. A.D.   c.11O0.   The Inca civilisation used bronze tools and weapons
  3273. but never mastered iron.
  3274.  
  3275.                 > 192 <
  3276.  
  3277.  
  3278. The  development of a metallurgical industry coincided with the rise
  3279. of  urbanization.  The organised operations of mining, smelting, and
  3280. casting  undoubtedly  required  the  specialisation of labour and the
  3281. production of surplus food to support a class of artisans, while the
  3282. search for raw materials stimulated the exploration and colonisation
  3283. of new territories.
  3284.  
  3285.         --------------------------------------------
  3286.  
  3287. THE IRON AGE
  3288. ~~~~~~~~~~~~
  3289. This  period  begins with the general use of iron and continues into
  3290. modern  times.   The  use  of  smelted iron ornaments and ceremonial
  3291. weapons  became common during the period extending from 1900 to 1400
  3292. B.C.  About this time, the invention of tempering, the strengthening
  3293. of  a  metal  by the application of heat or by alternate heating and
  3294. cooling, was made in the Hittite empire.  After its downfall in 1200
  3295. B.C., the great waves of migrants spreading through S Europe and the
  3296. Middle East ensured the rapid transmission of iron technology.
  3297.  
  3298.  
  3299. The  casting  of  iron  did  not become technically useful until the
  3300. Industrial  Revolution.   The  people  of the Iron Age developed the
  3301. basic  economic  innovations  of  the  Bronze  Age  and  laid the
  3302. foundations  for  feudal  organization.  Ox-drawn plows and wheeled
  3303. vehicles  acquired  a  new  importance  and changed the agricultural
  3304. patterns.    For   the  first  time  humans  were  able  to  exploit
  3305. efficiently  the temperate forest.  Villages were fortified, warfare
  3306. was  conducted  on  horse-  back  and  in  horse-drawn chariots, and
  3307. alphabetic   writing   based  on  the  Phoenician  script  became
  3308. widespread.
  3309.  
  3310.         --------------------------------------------
  3311.  
  3312. CLASHES, CONQUESTS AND CHANGE.
  3313. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3314. Technical  advances  in weaponry and warfare helped an insignificant
  3315. pastoral  settlement  in  Rome  to  become  perhaps the world's most
  3316. successful  empire supreme  as  a lawgiver and organiser, holding
  3317. sway over virtually all the then- known world.
  3318.  
  3319. From  the  establishment  of  the  Roman  republic  around  500 B.C.
  3320. successive  generations  of  Roman rulers expanded their territorial
  3321. acquisitions,  and  thus absorbed and exported the leading material,
  3322. social and intellectual advances of the day.
  3323.  
  3324. From the age of Caesar, (60 B.C.) Rome was foremost as the civiliser
  3325. of  barbarians  and  the  ruler  of  the  older  world.   The empire
  3326. promulgated   the  ideals  of  Greek  literature,  architecture  and
  3327. thought.   The  extensive  system of Roman roads made transportation
  3328. easier  than it was again to be until the development of railroads A
  3329. postal service was organised; commerce and industry, particularly by
  3330. sea, were greatly developed.
  3331.  
  3332.                 > 193 <
  3333.  
  3334. At   its  height,  imperial  Rome  counted  well  over  one  million
  3335. inhabitants.   It  was  well-policed,  sanitation was excellent, and
  3336. among  the  rich, such luxuries as central heating and running water
  3337. were  not  unknown.  Decline came quickly, however.  In 476 the last
  3338. emperor  of  the  West,  appropriately  called Romulus Augustus, was
  3339. deposed  by  the Goths; this date is commonly accepted as the end of
  3340. the West Roman Empire, or Western Empire.
  3341.  
  3342. The  so-called  Dark  Ages that followed in Western Europe could not
  3343. eradicate the profound imprint left by Roman civilisation.
  3344.  
  3345.  
  3346. This term is usually applied to the social and economic changes that
  3347. marked  the  transition  from  a  stable agricultural and commercial
  3348. society  to a modern industrial society relying on complex machinery
  3349. rather  than tools.  Historically, it refers primarily to the period
  3350. in British history from the middle of the 18th century to the middle
  3351. of  the  19th  century.  Dramatic changes in the social and economic
  3352. structure took place:  inventions and technological innovations cre-
  3353. ated  the  factory system of large-scale machine production, greater
  3354. economic   specialisation   emerged  and  the  labouring  population,
  3355. formerly  employed  pre- dominantly in agriculture (where production
  3356. was  also  on  the  rise),  increasingly  gathered in great urban
  3357. factory  centres.   The  same process occurred at later times and in
  3358. changed tempo in other countries.
  3359.  
  3360. There  has  been  much  objection  to  the  term  because  the  word
  3361. "revolution"  suggests sudden, violent, unparalleled change, whereas
  3362. the transformation was, to a great extent, gradual.  Some historians
  3363. argue  that  the  13th  and  16th  centuries  were  also  periods of
  3364. revolutionary  economic  change.   The  ground  was  prepared by the
  3365. voyages  of  discovery  from  Western  Europe  in  the 15th and 16th
  3366. centuries,  which  led  to a vast influx of precious metals from the
  3367. New  World,  raising  prices,  stimulating industry, and fostering a
  3368. money  economy.  Expansion of trade and the money economy stimulated
  3369. the development of new institutions of finance and credit.
  3370.  
  3371. In  Britain's  productive process, coal came to replace wood.  Early
  3372. model  steam  engines  were introduced to drain water and raise coal
  3373. from  the  mines.  Factories and industrial towns sprang up.  Canals
  3374. and  roads  were  built,  and  the  advent  of  the railroad and the
  3375. steamship  widened  the market for manufactured goods.  The Bessemer
  3376. Process made a gigantic contribution, for it was largely responsible
  3377. for  the  extension  of the use of steam and steel that were the two
  3378. chief  features  of industry in the middle of the 19th century.  The
  3379. transformation  of  the United States into an industrial nation took
  3380. place  largely  after  the  Civil War and on the British model.  The
  3381. Industrial Revolution was introduced by Europeans into Asia,
  3382.  
  3383.                 > 194 <
  3384.  
  3385. and  the  last  years of the 19th and the early 20th century saw the
  3386. development of industries in India, China and Japan.
  3387.  
  3388. The  Industrial  Revolution created a specialised and interdependent
  3389. economic  life  and  made urban workers more completely dependent on
  3390. the  will  of  their  employers  than  the  rural  workers had been.
  3391. Relations between capital and labour were aggravated, and Marxism was
  3392. one product of this unrest.
  3393.  
  3394. The  Industrial  Revolution changed the face of nations, giving rise
  3395. to  urban centres requiring vast municipal services.  Technology was
  3396. praised  by  some  factions as the mainspring of social progress and
  3397. the  development  of democracy, and criticised by others as the bane
  3398. of  modern  man,  responsible for the tyranny of the machine and the
  3399. squalor of urban life.
  3400.  
  3401. Machines  had  vastly increased production, eased the toils of labour
  3402. and  raised  living  standards, but often at a cost of environmental
  3403. pollution,  depletion  of  natural  resources,  and  the creation of
  3404. unsatisfying jobs.
  3405.  
  3406.         --------------------------------------------
  3407.  
  3408. THE ATOMIC AGE
  3409. ~~~~~~~~~~~~~~
  3410. With  the  advent  of  the  Atomic Age we must face the contemporary
  3411. dilemma   of   a  highly  technological  society  contemplating  the
  3412. possibility  that it could use its sophisticated techniques in order
  3413. to  accomplish  its own destruction.  It is not a firm assumption to
  3414. identify  technology  with  the "progressive" forces in contemporary
  3415. civilisation.    The   forces  of  technology  will  continue  their
  3416. seemingly  inexorable  advance, bringing us in vitro fertilizations,
  3417. global   satellite  communications,  genetic  manipulations  and  B2
  3418. bombers,  but  the  wisdom  to  manage  these  innovations  is not a
  3419. guaranteed part of the package.
  3420.  
  3421.                 > 196 <
  3422.  
  3423.  
  3424. THEORIES OF THE EARTH - THE GAIA HYPOTHESIS.
  3425. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3426. SimEarth  is  centered  around  a hypothesis of the evolution of the
  3427. Earth,  life and atmosphere known as the GAIA HYPOTHESIS, proposed by
  3428. James  Lovelock.   The  Gaia  hypothesis  is  a holistic approach to
  3429. understanding   life   and   natural   phenomena   as   teleological
  3430. circumstances,  that is, as existing because they fill a purpose and
  3431. not  just  because  of happenstance.  Here is a brief explanation of
  3432. what  the  Gaia  hypothesis  is  and  a few of the examples given by
  3433. Lovelock.
  3434.  
  3435. SYSTEMS
  3436. ~~~~~~~
  3437. Before  we  start  talking  about  Gaia  we  need to define what the
  3438. feedback  mechanisms  "positive"  and  "negative"  mean.  A positive
  3439. feedback loop is also known in systems theory as a vicious circle or
  3440. catastrophic  loop.  As illustrated in Figure 20, a positive loop is
  3441. the  one  that  causes  continuous increase or decrease of a certain
  3442. condition resulting in a catastrophe.  A negative feedback loop is a
  3443. self-regulating  feedback loop or virtuous circle:  a mechanism like
  3444. a  thermostat,  where  if  a  certain  condition increases, the next
  3445. decreases, resulting in equilibrium or self-regulation.
  3446.  
  3447. Most  of  Earth's systems, like the carbon cycle and the atmospheric
  3448. hydrologic  cycle,  are self-regulatory and tend toward equilibrium.
  3449. Nonetheless,  most  systems  can  be  driven over the edge and would
  3450. never be able to self-regulate again if a certain critical threshold
  3451. of  one  of  the  conditions  is  reached.   This  could happen with
  3452. atmospheric CO2.
  3453.  
  3454.  
  3455. GAIA
  3456. ~~~~
  3457. The  Gaia  hypothesis  comes in two versions:  the weak Gaia and the
  3458. strong  Gaia.   The  strong  Gaia says that the Earth is alive.  The
  3459. weak  Gaia says that life may have some regulatory effect on some of
  3460. the  dynamic  systems of the planet.  We will explore in this manual
  3461. only  the strong Gaia version.  Please understand that although this
  3462. hypothesis  is controversial and therefore not generally accepted in
  3463. the  scientific  community,  it  provides  a  useful  framework  for
  3464. understanding the Earth.
  3465.  
  3466.  
  3467. Gaia  was  developed  by Lovelock during the time NASA was preparing
  3468. the   Viking  explorer  for  a  trip  to  Mars.   He  was  designing
  3469. instrumentation  to  test  if there was life there.  But in order to
  3470. test  for  life,  Lovelock  had to ask the question, "What is life?"
  3471. This  work  provided  Lovelock  the  opportunity  to reevaluate this
  3472. fundamental question.
  3473.  
  3474.                 > 196 <
  3475.  
  3476.  
  3477. Lovelock  realised  that  we needn't go to Mars to find out if there
  3478. was  life,  because if there were, we would see changes reflected in
  3479. its  atmospheric composition and other planetary features like those
  3480. we  see on the Earth, which has a very peculiar atmosphere.  Life as
  3481. we know it would affect the planet's atmosphere, as shown in Table 5.
  3482.  
  3483.  
  3484. GAS        VENUS         EARTH        MARS        EARTH
  3485. ------    ----------    --------    -----------    ----------
  3486. CO2(%)    96.5        98        95        0.03
  3487. N2(%)    3.5        1.9        2.7        79
  3488. O2    trace        0.0        0.13        2.1
  3489. Ar    70.ppm        0.1        1.6        1
  3490. Methane    0.0        0.0        0.0        1.7 ppm
  3491.  
  3492. Surf.Temp 459C        240-340C    -53C        13C
  3493. Total Pressure 90 bars  60 bars          .0064 bars     1.0 bars
  3494.  
  3495. Table 5: Origin of atmospheric composition.
  3496.  
  3497. DAISYWORLD
  3498. ~~~~~~~~~~
  3499. Lovelock  invented  a  very  simple world model called Daisyworld to
  3500. explain   the  tenets  of  the  Gaia  hypothesis.   The  parable  of
  3501. Daisyworld  begins  by  explaining that it is a fictitious planet in
  3502. which  the  life is represented by different-coloured daisies:  dark,
  3503. light and neutral colors.
  3504.  
  3505. The planet is at the same distance from the Sun as the Earth, is the
  3506. same  size  as  the  Earth  and has a little more land area than the
  3507. Earth.   On this planet there is enough CO2 for daisies, but it does
  3508. not affect the climate like on the Earth and clouds do not exist.
  3509.  
  3510. The Sun increases its heat output with age.  The optimum temperature
  3511. for  daisies  is  about 20ΓΈ C.  If the planet gets colder than 5C,
  3512. daisies will not grow.  If it gets hotter than 40C, they will die.
  3513.  
  3514. The  average  temperature of the planet is determined by the albedo,
  3515. which  is  determined  by  the  color  of the daisies.  A dark daisy
  3516. absorbs  more  heat  and  the  temperature  rises;  a  lighter daisy
  3517. reflects more heat and the temperature falls.  This effect will make
  3518. white  and  dark  daisies  alternate  in  population size until they
  3519. eventually  reach  equilibrium,  a  condition  in  which  all acting
  3520. influences  are cancelled by others resulting in a stable, balanced,
  3521. or unchanging system.  The
  3522.  
  3523.                 > 197 <
  3524.  
  3525. effect  will  also  control the temperature of the planet.  When the
  3526. Sun  gets  hotter the temperature cannot be regulated anymore by the
  3527. daisies and they die--the planet becomes barren.
  3528.  
  3529. The  Daisyworld  model  illustrates the following tenets of the Gaia
  3530. theory:
  3531.  
  3532. 1. Living organisms grow vigorously, exploiting any environmental 
  3533.    opportunities that open
  3534. 2. Organisms are subject to the rules of Darwinian natural selection
  3535. 3. Organisms affect their physical and chemical environment, by 
  3536.    breathing, for example
  3537. 4. Limits of constraints and bounds establish the limits of life
  3538.  
  3539. A  version  of  the  Daisyworld  program  is  included as one of the
  3540. SimEarth  scenarios.   There is a complete discussion of how and why
  3541. Daisyworld works in the "Scenarios" chapter.
  3542.  
  3543.         --------------------------------------------
  3544.  
  3545.  
  3546. EVIDENCE OF REGULATION BY LIFE
  3547. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3548. Lovelock's  book,  The  Ages of Gaia, examines the pollution of the
  3549. atmosphere by oxygen producers and its consequences.
  3550.  
  3551. Many nations are extremely concerned about global warming, but it is
  3552. not  clearly understood how the Earth regulates the amount of CO2 in
  3553. the  atmosphere.   From  the  very  beginning  of life, CO2 has been
  3554. important  in  providing  food  for  photosynthesizers,  and  as the
  3555. thermal  cover  to  keep  us  warm.   Biota Qife3 pumps CO2 from the
  3556. atmosphere;  its  level has been going down for the last 3.6 billion
  3557. years.
  3558.  
  3559. The  increase  in CO2 due to the burning of fossil fuels is not much
  3560. more  than a minor disturbance to the Earth, but tends to offset the
  3561. decline.  Even though the quantities humans add may be small, if the
  3562. CO2  regulatory  mechanism is reaching its capacity, then the plants
  3563. that  evolved as the CO2 levels declined through Earth's history may
  3564. be  affected.   Also,  the  rapid  rise  of  CO2  levels  since  the
  3565. Industrial Revolution may indicate that the regulatory pumps are not
  3566. working properly to remove the excessive CO2 from the atmosphere.
  3567.  
  3568. This  change  in  CO2  is similar to the one that occurred naturally
  3569. from  the  last  ice  age,  so  it may affect the climate as much as
  3570. between  the  last ice age and now.  We do not know enough about the
  3571. CO2 system to predict if the perturbation will self- regulate, cause
  3572. oscillations, chaotic changes or total failure.
  3573.  
  3574.                 > 198 <
  3575.  
  3576.  
  3577. The  possible  climactic changes due to the increase in CO2 probably
  3578. won't  have  tragic  consequences for the Earth and life as a whole,
  3579. but it may wipe out humanity along with many other species of plants
  3580. and animals.
  3581.  
  3582.  
  3583. GEOLOGY
  3584.  
  3585. 1. Francis, Peter, 1976, Volcanoes, Penguin Books, England
  3586. 2. Press, F. and Siever, R., 1986, Earth, fourth edition, Freeman, 
  3587.    New York
  3588. 3. Skinner, B.J., and Porter, S.C., 1989, The Dynamic Earth, J. Wiley and Sons,
  3589.    New York
  3590. 4. Uyeda, S1978, The New View of the Earth, Freeman, New York
  3591.  
  3592. CLIMATE
  3593.  
  3594. 1. Iribarne, J.V., and Cho, H., 1980, Atmospheric Physics, Reidel 
  3595.    Publishing Co.,   Holland
  3596. 2. Neiburger, M., Edinger, J.G., and Bonner, W.D., 1982, Understanding Our
  3597.    atmospheric environment.Freeman, New York
  3598. 3. Riehl, H., 1978, Introduction to the Atmosphere, McGraw-Hill, New York
  3599. 4  Ross, D., 1988, Introduction to Oceanography, Prentice-Hall, New Jersey
  3600.  
  3601. LIFE
  3602.  
  3603. 1. Lane, G., 1978, Life of the Past, Charles Merrill Publishing Co., London
  3604. 2. McAlester, A.L., 1977, The History of Life, Prentice-Hall, New Jersey
  3605. 3. Muller, R., 1988, Nemesis, the Death Star, Weidenfeld and Nicolson, 
  3606.    New York
  3607.  
  3608. GAIA
  3609. 1. Lovelock, J., 1988, The Ages of Gaia, Norton, New York
  3610. 2. Myers, Norman, 1984, Gaia, an Atlas of Planet Management, Anchor Press,
  3611.    New York
  3612.  
  3613.                 > 199 <
  3614.  
  3615.  
  3616. PROBLEMS AND SOLUTIONS
  3617. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3618. Here  is  a listing of common problems and challenges you will face,
  3619. their causes, and some suggestions on how to deal with them.
  3620.  
  3621. PLANET OVERHEATING
  3622. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3623. First,  check  CO2  levels.   If  high,  use Oxygenator, or increase
  3624. Biomes to reduce CO2 levels.
  3625.  
  3626. You  can  also  turn  down solar input, raise cloud albedo, and turn
  3627. down greenhouse effect.
  3628.  
  3629. EVOLUTION IN THE WATER SEEMS TO STOP 
  3630. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3631. Most  advanced  aquatic  life forms live in shallow water.  If there
  3632. are  not  enough  shallow  shelves,  you  will  hit  an evolutionary
  3633. dead-end.   You can create shelves either by raising the ocean floor
  3634. or  lowering  the  land.  You can raise the ocean floor with the SET
  3635. ALTITUDE tool or with volcanos.  You can lower the land with the SET
  3636. ALTITUDE tool or with meteors.
  3637.  
  3638. "... NEEDS ENERGY"
  3639. If  you  see  a  message  that  says  that  one  of  the disciplines
  3640. (Philosophy,   Science,   Agriculture,  Medicine,  Art/Media)  needs
  3641. energy,  increase  their  share  of  energy  in the CIVILISATION MODEL
  3642. CONTROL PANEL, or increase the overall level of energy.
  3643.  
  3644. Overall  energy  is  increased  by  doing  more  work, by increasing
  3645. population,  and  by  concentrating  on  the  most  efficient energy
  3646. sources.
  3647.  
  3648. METEOR STORM
  3649. ~~~~~~~~~~~~
  3650. This  is  a warning that extinctions are imminent.  There's not much
  3651. to  be  done  except  prepare for the worst and get ready to rebuild
  3652. your biomass:
  3653.  
  3654. MASS EXTINCTIONS
  3655. ~~~~~~~~~~~~~~~~
  3656. Mass  Extinctions  are  caused by too much dust or too little oxygen
  3657. (<20%) in the atmosphere.
  3658.  
  3659. Dust  is  put  into  the  atmosphere by volcanos and meteor impacts.
  3660. Nothing but time removes dust from the atmosphere.
  3661.  
  3662. If  oxygen  levels  are  below  20%, use the Oxygenator terraforming
  3663. tool, or increase biomes.
  3664.  
  3665.                 > 202 <
  3666.  
  3667.  
  3668.  
  3669. FUELS RUNNING LOW 
  3670. ~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3671. This is a warning that war is imminent.  Change your energy usage to
  3672. conserve fuels.
  3673.  
  3674. NUCLEAR DETONATIONS 
  3675. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  3676. Nuclear  war  is  in  progress.   In  SimEarth,  this  is  caused by
  3677. competition for limited nuclear fuels.  Reduce investment in nuclear
  3678. energy to halt the wars.
  3679.  
  3680. NUCLEAR WINTER 
  3681. ~~~~~~~~~~~~~~
  3682. Caused  by  the  radiation  and  dust  in  the  air that result from
  3683. numerous   nuclear   explosions.    Cut  back  on  fuel  usage,  and
  3684. concentrate on keeping small pockets of your sentient species alive.
  3685. Eventually the dust will settle and the radiation zones will vanish.
  3686. Tidal  waves  can  help  clean up radiation in the oceans and on the
  3687. shores.
  3688.  
  3689. POLLUTION 
  3690. ~~~~~~~~~
  3691. Pollution  comes from industrial age technologies, as well as fossil
  3692. fuel  usage.   The best solution is to invest in science and advance
  3693. to the atomic era as quickly as possible.
  3694.  
  3695.  
  3696.                 > 203 <
  3697.  
  3698.  
  3699. Aerobic--Requires  oxygen.   This  can apply to animals, machines or
  3700. processes.   
  3701.  
  3702. Air  Pressure--The  pressure  caused  by  air  molecules
  3703. bouncing   against  a  surface.   Vacuum  has  no  air  pressure.
  3704.  
  3705. Albedo--The  reflectivity  of a surface.  A surface with high albedo
  3706. will  reflect  sunlight.   A  surface  with  low  albedo will absorb
  3707. sunlight.   Snow  (high  albedo) reflects sunlight and remains cold.
  3708.  
  3709. Anaerobic--Does  not  require  oxygen.   This  can apply to animals,
  3710. machines  or processes.  
  3711.  
  3712. Arctic--Areas that are snow or ice covered.
  3713. Cold  and  dry.   See  Tundra.   
  3714.  
  3715. Arthropod--The phylum of animals which includes insects, crustaceans, 
  3716. arachnids,  and  myriapods.
  3717.  
  3718. Atmosphere--The  blanket  of  gases which envelop a planet.  
  3719.  
  3720. Atomic Age--This  era  is  characterised by Nuclear Power, Aircraft, Radio,
  3721. and Chemical Fertilisers.  
  3722.  
  3723. Axis--The planetary centre of rotation.  On Earth,  the  axis is 
  3724. a line passing from the north pole to the south pole.   
  3725.  
  3726. Biomass--The  total  dry  weight of all living material on a
  3727. planet.   
  3728.  
  3729. Biome--A  major  ecosystem  such  as  temperate grassland,
  3730. forest or desert.  
  3731.  
  3732. Biome Factory--A SimEarth tool which produces the best biome for 
  3733. the environment it occupies.  
  3734.  
  3735. Biosphere--The areas of a  planet  which are inhabited by life.  On 
  3736. Earth this is the crust, hydrosphere,  and  lower  atmosphere.   
  3737.  
  3738. Boreal--Also  known as Boreal Forest.  Biome designed for cool 
  3739. regions with airborn moisture. The trees are usually conifers.  
  3740.  
  3741. Bronze--An alloy of tin and copper that is  stronger than either.  
  3742.  
  3743. Bronze Age--This era is characterised by bronze  tools,  sail  ships,  
  3744. clay  tablets  and irrigation.  
  3745.  
  3746. Carbon Dioxide  (CO2)--A  gas  composed  of  two oxygen atoms and one carbon
  3747. atom. This gas is used by plants in photosynthesis and produced by
  3748. organisms  as they respirate.  
  3749.  
  3750. Carnifers--A SimEarth name for mobile, carnivorous plants.The Venus Flytrap  
  3751. is the precursor to carniferns.   
  3752.  
  3753. Cetaceans--The  order  of  mammals that is exclusively aquatic.   
  3754. This includes dolphins and whales.   
  3755.  
  3756. CO2 Generator--A SimEarth tool that creates carbon dioxide for the 
  3757. atmosphere.
  3758.  
  3759. Class--The  classification  of life under Phylum.  The major classes
  3760. of  Chordata  are  fish, amphibian, reptile, avian, and mammal.  See
  3761. Order.
  3762.  
  3763.                 > 204 <
  3764.  
  3765. Cloud Albedo--The albedo of clouds. High cloud albedo can keep Earth cool. 
  3766. See Albedo 
  3767.  
  3768. Conifer--Cone-bearing trees and shrubs. This includes evergreens, pines and 
  3769. firs. 
  3770.  
  3771. Continental drift--The theory that continents have changed position 
  3772. on Earth. This is a component of Plate Tectonics. 
  3773.  
  3774. Core--The extremely dense, fluid centre of Earth. It is probably 
  3775. composed of molten iron. See Mantle. 
  3776.  
  3777. Crust--This thin outer shell of the Earth is only a few miles 
  3778. deep. See Mantle. 
  3779.  
  3780. Clyosphere--The frozen regions such as the icecaps, tundra, and mountain 
  3781. glaciers. 
  3782.  
  3783. Desert--An ecosystem suited for hot weather and little water.
  3784.  
  3785. Dry Weight--The mass of an organism after the water has been removed.
  3786.  
  3787. Dust--In SimEarth, dust refers to airborne dust, ash and detritus. This 
  3788. can darken a planet, reducing photosynthesis and absorbing heat. 
  3789.  
  3790. Ecosystem--A group of plant and animal species living together in rough 
  3791. balance. 
  3792.  
  3793. Eukaryote--Single-cell microbes with a nucleus.
  3794.  
  3795. Evolution--The process by which life has changed and diversified.
  3796.  
  3797. Explosive Upwelling--Sometimes hot spots are very hot. This can lead 
  3798. to a volcano that is a thousand times the size of any seen by 
  3799. man. These upwellings spew the material for continents and are 
  3800. possibly Nemesis. 
  3801.  
  3802. Extinction--The elimination of one species.
  3803.  
  3804. Geosphere--See Lithosphere.
  3805.  
  3806. Greenhouse Effect--Planetary heating induced by greenhouse gases.
  3807.  
  3808. Greenhouse Gases--Certain gases will let solar radiation enter the 
  3809. atmosphere but not leave. The most common of these are carbon dioxide, 
  3810. methane, and water vapor. 
  3811.  
  3812. Hot Spot--Mantle material flows up and down as well as sideways. Hot magma 
  3813. sometimes rises from the core to the crust creating a Hot Spot. See 
  3814. Volcano. 
  3815.  
  3816. Hydrosphere--The water portions of Earth. This includes oceans, lakes, 
  3817. rivers, and clouds. SimEarth restricts the term to oceans. 
  3818.  
  3819. Industrial Age--This era is characterised by the use of fossil-fuel 
  3820. engines, automobiles, telephones, and animal husbandry. 
  3821.  
  3822. Information Age--This era is characterised by computers, global 
  3823. communications, robotic labour, and ecologic awareness. 
  3824.  
  3825. Insolation--Incoming Solar radiation.
  3826.  
  3827.                 > 205 <
  3828.  
  3829. Iron Age--This era is characterised by iron tools, sextants, paper, 
  3830. the printing press, and horse-drawn plows. 
  3831.  
  3832. Kingdom--The most general classification of life in Biology. The 
  3833. five kingdoms are prokaryotae, protoctista (eukaryotes), fungi, plantae 
  3834. and animalia. 
  3835.  
  3836. Jungle (Tropical Forest)--A biome that thrives in hot, wet climates.
  3837. Lava--The lighter materials of magma that come to the surface via 
  3838. volcanos and upwellings. 
  3839.  
  3840. Lithosphere--The rock portions of the planet: Plates, Crust, 
  3841. Moho, Mantle, and Core. 
  3842.  
  3843. Magma--Molten rock found beneath the Earth's crust. See Lava.
  3844.  
  3845. Mantle--The layer of magma between the crust and core of the Earth. 
  3846. This area is constantly flowing at a speed measured in centimeters per 
  3847. year. 
  3848.  
  3849. Mass Extinctions--At various times in Earth's history large numbers of 
  3850. species have vanished. Records indicate that at each of these times 
  3851. between 5% and 50% of the species became extinct. See Nemesis. 
  3852.  
  3853. Methane (CH4)--A gas composed of one carbon atom and four hydrogen atoms. 
  3854. It is primarily produced by primitive microbes which currently live in the 
  3855. intestines of larger organisms. 
  3856.  
  3857. Microbe--A single-celled organism.
  3858.  
  3859. Mollusk--Class of invertebrates that includes snails, mussels and octopus. 
  3860.  
  3861. Monolith--A SimEarth tool for advancing life. Thank you Arthur C. Clark. 
  3862.  
  3863. Moho--Also called the Mohorovicic discontinuity. The turbulent region 
  3864. between the crust and the mantle. 
  3865.  
  3866. Mutate--When an organism makes an inexact copy of itself. The variability 
  3867. which allows evolution to occur. 
  3868.  
  3869. N2 Generator--A SimEarth tool for introducing Nitrogen into the atmosphere. 
  3870.  
  3871. Nanotech Age--This era is characterised by molecular construction, molecule-
  3872. sized machines, and completely automatic production. 
  3873.  
  3874. Nemesis--The culprit in the periodic mass extinctions (every 25 million 
  3875. years or so). Identity unknown, the two prime suspects are: Meteors 
  3876. (caused by a dark star orbiting our Sun) and Explosive Upwellings. 
  3877.  
  3878. Nitrogen--A gas composed of two nitrogen atoms. It is a heavy, stable gas 
  3879. comprising 80% of Earth's atmosphere. 
  3880.  
  3881. Noosphere--"The sphere of mind" which includes society and culture.
  3882.  
  3883. Order--The classification of life under Class. The major orders 
  3884. of mammals are rodents, felines, canines, ruminants, primates and 
  3885. cetaceans. 
  3886.  
  3887. Organism--An independent unit of life. All plants, animals and microbes are 
  3888. organisms. 
  3889.  
  3890.                 > 206 <
  3891.  
  3892. Oxygen (O)--A gas composed of two oxygen atoms. This is used by organisms 
  3893. when they respirate. 
  3894.  
  3895. Oxygenator--A SimEarth tool that converts carbon dioxide to oxygen.
  3896.  
  3897. Photosynthesis--A process that uses light to create energy-storing 
  3898. chemicals such as sugar. Oxygen is a byproduct of photosynthesis. 
  3899.  
  3900. Plant--An organism that uses photosynthesis to feed itself.
  3901.  
  3902. Plate--A solid piece of the Earth's crust being pushed about by 
  3903. flowing mantle. 
  3904.  
  3905. Plate Tectonics--Theory that the Earth's crust is formed of mobile plates 
  3906. sliding across the mantle. Even the ocean bottoms consist of plates. 
  3907.  
  3908. Phylum--The classification of life under Kingdom. The major animal phylums 
  3909. are chordates, arthropods and invertebrates. See Class. 
  3910.  
  3911. Phytomass--The total dry weight of all plant material on a planet. 
  3912.  
  3913. Planet--An astral body that orbits a sun. 
  3914.  
  3915. Planetesimal--An small planet. Small usually means moon-sized or less. 
  3916.  
  3917. Prokalyote--Primitive single-cell microbes with no nucleus. 
  3918.  
  3919. Radiate--The class of invertebrates including jellyfish and starfish. 
  3920.  
  3921. Sapient--An intelligent, tool-using organism. 
  3922.  
  3923. Stone Age--This era is characterised by stone tools, domestication, fire, and 
  3924. cultivation. 
  3925.  
  3926. Surface Albedo--In SimEarth this refers to the albedo of your planetary 
  3927. surfue. 
  3928.  
  3929. Swamp--Also known as tropical grasslands. This biome is composed of plants 
  3930. and animals that thrive in slow shallow water and on muddy shorelines. 
  3931.  
  3932. Terraform--The process of modifying an entire planet for a particular 
  3933. purpose. 
  3934.  
  3935. Trichordate--A SimEarth term for an order of radiates with three radiating 
  3936. spines. 
  3937.  
  3938. Tundra--This biome is designed to survive periodic arctic conditions 
  3939. and year-round cold weather. 
  3940.  
  3941. Upwelling--When two plates pull apart, lava will flow up between them 
  3942. forming small rises like the Mid-Atlantic Ridge. See Plate Tectonics. 
  3943.  
  3944. Vaporator--A SimEarth tool that stimulates global plant growth.
  3945.  
  3946. Volcano--When a Hot Spot is over a thin section of crust, a volcano 
  3947. can erupt. Volcanos spew lava and ash over an area, often forming new 
  3948. cone-shaped mountains. 
  3949.  
  3950. Water Vapor (H20)--Water can be a gas with one oxygen atom and two 
  3951. hydrogen atoms. 
  3952.  
  3953. Zoomass--The total dry weight of all animal material on a planet.
  3954.  
  3955.                 > 207 <
  3956.  
  3957.                        INDEX
  3958.                   =====
  3959.  
  3960.  
  3961. Absolute Date     27, 51
  3962. Advance Rate         97
  3963. Advancement        134
  3964. Aerobic 204
  3965. Agriculture 47, 88, 99
  3966. Air Currents 75, 131
  3967. Air Pollution 162
  3968. Air Pressure 204
  3969. AirSample 49, 91
  3970. AirTemperature 74, 81, 91, 131
  3971. Air-Sea Thermal Transfer 96, 132
  3972. Albedo 171-172, 204
  3973. Allocation 87
  3974. Alternate Intelligent Species 143
  3975. Amphibians 139, 183
  3976. Anaerobic 179, 204
  3977. Anthropoideans 185
  3978. Aquarium 56, 110
  3979. Arctic 66, 134, 204
  3980. Art/Media 47, 88, 99
  3981. Arthropod 137, 181, 204
  3982. Asthenosphere 156
  3983. Atmosphere 3, 33, 49, 129, 130, 151, 158, 204
  3984. Atmosphere Croup 74
  3985. ATMOSPHERE MODEL CONTROL
  3986.    PANEL 38, 39, 96
  3987. Atmosphere-Ocean Interaction 175
  3988. ATMOSPHERIC COMPOSITION GRAPH 30, 78, 91
  3989. Atmospheric Pressure 130, 132
  3990. Atmospheric Transport 173
  3991. Atomic Age 143, 195, 204
  3992. Atomic Fuel 82
  3993. Atomic Test 65, 123
  3994. Autoscroll 50
  3995. AvailableEnergyDisplay 28, 70, 145
  3996. Average Game 55
  3997. Avians 140
  3998. Axial Tilt 95, 169
  3999. Axis 204
  4000.  
  4001.  
  4002. Bioenergy 86, 98, 147
  4003. Biomass 81, 83-84, 89, 204
  4004. Biome 17-18, 49, 65-66, 7S, 134, 204
  4005. Biome Factory 62, 204
  4006. Biome Preference Chart 66, 135
  4007. BIOME PATIO GRAPH 33, 79, 92
  4008. Biosphere 3, 49, 151, 204
  4009. Biosphere Group 75
  4010. BIOSPHERE MODEL CONTROL PANEL 39, 97
  4011. Birds 140, 183
  4012. Boreal Forest 66, 134, 204
  4013. Bronze Age 142, 192, 204
  4014.  
  4015. Cambrian Period 181
  4016. Cancel 55
  4017. Carbon Cycle 162
  4018. Carbon Dioxide 81, 91, 129, 162, 204
  4019. Carboniferous 182
  4020. Carniferns- 60, 141, 204
  4021. Cenozoic 182
  4022. Cetaceans 138, 204
  4023. CH4 81, 91, 129, 206
  4024. Cities 61
  4025. Civilization 18, 49, 76, 142-144,190
  4026. Civilization Group 75
  4027. CIVILIZATION MODEL CONTROL PANEL
  4028.    40-42, 87, 98
  4029. Civilization Time Scale 105-106
  4030. Class 204
  4031. Climate 131, 132, 167
  4032. Climate Overlay Buttons 28, 70
  4033. Close Box 21
  4034. Cloud Albedo 96, 131, 205
  4035. Cloud Cover 177
  4036. Cloud Formation 96, 131
  4037. CO2 91, 129, 162, 204
  4038. CO2 Absorption 97
  4039. CO2 Generator 63, 204
  4040. Compress Edit Screen 50
  4041. Conifer 205
  4042. Continental Drift 95, 127, 164, 205
  4043. Continental Drift Map 73
  4044. Continental Drift Record 77
  4045. Convection 158
  4046. Convergent Margin 166
  4047. Copper Age 192
  4048. Core 157, 205
  4049. Core Formation 95
  4050. Core Heat 95, 127
  4051. Coriolis Effect 173
  4052. Crust 155, 205
  4053. Current Task 31, 83-84, 88-89
  4054. Current Tool Display 27, 69
  4055.  
  4056.  
  4057. Daisyworld 7, 16, 56, 88, 118-121, 197-198
  4058.  
  4059.                 > 208 <
  4060.  
  4061.  
  4062. Daisyworld Info Box 77
  4063. DataLayer Buttons 27 69
  4064. DATASOUND MENU 51
  4065. Deforestation 172
  4066. Deposition 161
  4067. Desert 66 134 205
  4068. Devonian 181
  4069. Dinosaurs 140
  4070. Divergent Margin 165
  4071. Diversification of Life 181
  4072. Diversity 81
  4073. Drift Map 32
  4074. Dry Weight 205
  4075. Dust 205
  4076.  
  4077.  
  4078. Earth CambrianEra 56 112
  4079. Earth ModernDay 56 114
  4080. Earthquake 30 65 124 165
  4081. Easy Game 55
  4082. Ecosystem 205
  4083. Edit 48
  4084. EDIT WINDOW 17 23 46 57
  4085. EditWindowControl Panel 24 27-28 59
  4086. Edit Window Display Area 58
  4087. Edit Window Title Bar 57
  4088. Efficiency 86
  4089. Elevation 58
  4090. Empty Space 88
  4091. Energy 9 18 86-87 145-147
  4092. Energy Ailocation 99
  4093. Energy Investment 98
  4094. Erosion 95 128 160
  4095. Eukaryotes 136 179 205
  4096. EventMap 32 73
  4097. Event Trigger 64
  4098. Events 122-126
  4099. Evolution 133 206
  4100. Evolution Time Scale 103-104
  4101. Examine 34 68
  4102. Exodus 126
  4103. Experimental Mode 54
  4104. Explosive Upwelling 205
  4105. External Heat Engine 160
  4106. Extinct Function 63
  4107. Extinction 205
  4108.  
  4109. Fast 51
  4110. FiLE MENU 17 48
  4111. Fire 65 124
  4112. Fish 138 183
  4113. Flow Chart 148
  4114. Food 82
  4115. Food Chain 186
  4116. Forest 66 135
  4117. Formation of the Oceans 128
  4118. Fossil Fuel 86 99 147
  4119. Fossil Fuels 82
  4120.  
  4121. Gaia 2-3 16 49
  4122. GaiaTheory 2-3 6 196
  4123. GAIA WINDOW 29 80
  4124. Geologic Time Scale 101-102
  4125. Geosphere 49 127-128 205
  4126. Geosphere Group 72
  4127. GEOSPHERE MODEL CONTROL PANEL 25 37-38 95
  4128. Glaciation 169 189
  4129. glaciers 161
  4130. Global Event Map 73
  4131. Global Warming 162
  4132. Globe 78
  4133. Glossary 19 49
  4134. GLOSSARY WiNDOW 90
  4135. Goal Biomass 89
  4136. Goal Population 89
  4137. Goto Events 49
  4138. GRAPHS 33 91
  4139. GRAPHS MENU 25 49 91
  4140. Greenhouse Effect 39 96 132 176 205
  4141. Greenhouse Gases 205
  4142. Growth 84
  4143. Gyres 174
  4144.  
  4145.  
  4146. H20 (water) 129 207
  4147. Habitats 85
  4148. Hadley Cells 173
  4149. Hard Game 55
  4150. Heat Engine 160
  4151. Heat Storage 174
  4152. Help 19
  4153. HELPWiNDOW 20 53
  4154. Hide/Show Oceans 73
  4155. Highest Technology 85
  4156. History 49
  4157. HlSTORY WiNDOW 25 40 81
  4158. Hominoids 185
  4159. Homo Erectus 186
  4160. Hot Spot 205
  4161. Human Evolution 185
  4162. Hurricane 64 122
  4163. Hydro/Geo 86 98 147
  4164. Hydrologic Cycle 175
  4165. Hydrosphere 3 151 205
  4166. Hydrosphere Group 73
  4167.  
  4168.  
  4169. Ice Meteor 63
  4170. Impact Theory 187
  4171. Industrial Age 143, 205
  4172. Industrial Revolution 194-195
  4173. Info Box 22, 76-77
  4174. Information Age 143, 205
  4175. Input 46
  4176. Insects 139
  4177. Insolation 169, 205
  4178. Intelligence 84
  4179. Internal Heat Engine 163
  4180. IQ 84
  4181. Iron Age 142, 193, 206
  4182.  
  4183. J, K, L
  4184. Jungle 66, 135, 206
  4185. Kingdom 206
  4186. Land Life Classes 61
  4187. Life 18, 75, 133, 178
  4188. LIFE CLASSRATIO GRAPH 33, 79
  4189. Life Quality 85
  4190. Life-forms 49, 135
  4191. Lithosphere 3,151, 156, 206
  4192. Load Planet 48
  4193. Lovelock, James 2-3
  4194.  
  4195. M
  4196. Magma 206
  4197. Magnetic Field 157
  4198. Major Animal 88
  4199. Major Daisy 88
  4200. Mammals 140, 183, 184
  4201. Mantle 155, 206
  4202. Map 48
  4203. Map Display Icons 72
  4204. MAP WiNDOW 21
  4205. Map Window Control Panel 21, 72
  4206. Map Window Display Area 71
  4207. Map Window Title Bar 71
  4208. Mars 56, 115-116
  4209. Marsupials 184
  4210. Mass Extinctions 186, 206
  4211. Median Technology 85
  4212. Medicine 42, 88-99
  4213. Mesozoic 182
  4214. Messages 50
  4215. Meteor 29, 64, 122
  4216. Meteor Impact 95
  4217. Methane 81, 91, 129, 206
  4218. Microbe 206
  4219. Mltochondria 179
  4220. MODELCONTROLPANELS 7,17, 37, 46-47, 94
  4221. MODELS MENU 25, 49
  4222. Moderate 51
  4223. Moho 155, 206
  4224. Mohorovicic 155
  4225. Mollusk 137, 206
  4226. Monolith 63, 144, 206
  4227. Monsoons 175
  4228. Moon 159
  4229. Move 36, 67
  4230. Moving Tool 67
  4231. Music 50
  4232. Mutate 206
  4233. Mutation Rate 97, 134
  4234.  
  4235. N
  4236. N2 91, 129, 206
  4237. N2 Generator 62, 206
  4238. Nanotech Age 143, 206
  4239. Nemesis 187, 206
  4240. Neolithic 192
  4241. New Planet 26, 48
  4242. NEW PLANET WiNDOW 26, 54
  4243. Niches 181
  4244. Nitrogen 91, 129, 206
  4245. Nuclear 146-147
  4246. Nuclear Energy 86, 99, 146
  4247. Nucleic Acids 178
  4248.  
  4249.  
  4250. o2 81, 91, 129, 207
  4251. Ocean Currents 74, 131
  4252. Ocean Temperature 32, 73
  4253. Oceanic Transport 174
  4254. Oceans 158, 168
  4255. OPTIONS MENU 37, 49
  4256. Organism 206
  4257. Origin of Life 178
  4258. Origin of the Earth 153
  4259. Oxygen 81, 91, 129, 207
  4260. Oxygenator 62, 207
  4261. Ozone Layer 171
  4262.  
  4263. P, Q
  4264. Paleolithic 191
  4265. Paleozoic 181-182
  4266. Pangaea 163
  4267. Pause 51
  4268. Phanerozoic 186
  4269. Philosophy 42, 88, 99
  4270. Photosynthesis 180, 207
  4271. Phylum 207
  4272. Place Life 34, 59-60, 93
  4273. Placentals 184
  4274. Plague 65, 82, 125
  4275.  
  4276.  
  4277.                 > 210 <
  4278.  
  4279.  
  4280. Planet 207
  4281. Planet Formation 127
  4282. Planetary Cooling 127
  4283. Plant 207
  4284. PlantBiome 35 65
  4285. Plate 207
  4286. Plate Tectonics 157 163-164 207
  4287. Play Data Song 51
  4288. Poking Eyes 80
  4289. Pollution 82 125
  4290. Population 81 85 89
  4291. Primates 184
  4292. Primordial Soup 178
  4293. Print 48
  4294. Prokaryotes 136 179
  4295.  
  4296. Radiates 137
  4297. Radiation 1 23
  4298. Fainfall 74 81 96
  4299. Ramapithecus 185
  4300. Random Planet 55
  4301. Relative Date 27 51
  4302. Report 49
  4303. REPORT WINDOW 31
  4304. Reproduction Rate 97
  4305. Reptiles 139 183
  4306. Rock 66 134
  4307.  
  4308.  
  4309. Sapient 207
  4310. Save As 48
  4311. Save Options + Windows 50
  4312. Save Planet 48
  4313. Scenarios 7 109-117
  4314. Science 42 88 99
  4315. Scrolling 58
  4316. Sea Life Classes 61
  4317. Sea Temperature 81
  4318. Sentience 6
  4319. Sentlent Type 85
  4320. Set Altitude 28 66
  4321. Simians 185
  4322. Simulatlon Flow Chart 148
  4323. Slow 51
  4324. Snapshot 48
  4325. Software Toy 4
  4326. Solar Heating 171
  4327. Solar Input 96 131
  4328. Solar Nebula Hypothesis 153
  4329. Solar Radiation 171
  4330. Solar/Wind 86 98 147
  4331. Sound Effects 50
  4332.  
  4333. SPEED MENU 51
  4334. Stag Nation 56 111
  4335. Stone Age 142 190 207
  4336. Sun 159
  4337. Surface Albedo 96 132 207
  4338. Surface Currents 174
  4339. Swamp 66 135 207
  4340. System Simulatlons 5
  4341.  
  4342. T
  4343. Technology 49
  4344. TECHNOLOGYRATIO GRAPH 33 79 93
  4345. Technology Time Scale 107-108
  4346. Temperate Grasslands 66 135
  4347. Terraform 207
  4348. Terraformers 62
  4349. Terrain 58
  4350. Terraln Map 32 72
  4351. Tertiary 184
  4352. Thermal Tolerance 97
  4353. Tidal Wave 64 122
  4354. Tlme Scales 17 100-108
  4355. Tone Monitor 51
  4356. Tool Icons 59
  4357. Transform Margin 166
  4358. Transportation 160
  4359. Triassic 183
  4360. Trichordates 138
  4361. TriggeringEvents 29-30 64
  4362. Trilobites 181
  4363. Tutorial 49
  4364. TUTORIAL WINDOW 24 90
  4365.  
  4366. U, V
  4367. UpdateBackground 37 50
  4368. Upwelling 207
  4369. Vaporator 63 207
  4370. Venus 56 117
  4371. Vertebrates 182-183
  4372. Vlability 83-84 89
  4373. Volcanic Actlvity 95 128
  4374. Volcanism 188
  4375. Volcano 30 64 123 164 207
  4376.  
  4377. W,X,Y,Z
  4378. War 82 125
  4379. Water 161
  4380. WaterVapor 129 207
  4381. Weathering 160
  4382. Wind 161
  4383. WINDOWSMENU 29 48
  4384. Work 86
  4385. Zoomass 207
  4386.  
  4387.                 > 211 <
  4388.  
  4389.  
  4390. PLANET SPECIFICATION SHEET:-
  4391. ~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~~
  4392. MERCURY
  4393. Year (Earth Days).................................87.97
  4394. Day (Earth Hours)....................................59
  4395. Diameter (km)......................................4880
  4396. Diameter (miles)...................................3032
  4397. Density (water = 1).................................5.5
  4398. Moons.................................................0
  4399. Surface Gravity (Earth = 1)........................ .38
  4400. Mass (x10,000,000,000,000)........................ .332
  4401. Distance From Sun (Million km).....................57.9
  4402. Distance From Sun (Million Miles).................35.99
  4403. Orbital Velocity (km/sec).........................47.73
  4404.  
  4405.  
  4406. VENUS
  4407. Year (Earth Days).................................224.7
  4408. Day (Earth Hours)...................................243
  4409. Diameter (km).....................................12100
  4410. Diameter (Miles)....................................523
  4411. Average Temperature (degrees C).....................477
  4412. Density (Water = 1)................................5.24
  4413. Moons.................................................0
  4414. Surface Gravity (Earth = 1)......................... .9
  4415. Mass (x10,000,000,000,000Gigatons).................4.89
  4416. Axial Tilt........................................177.3
  4417. Volume (Earth = 1)................................. .88
  4418. Distance From Sun (Million km)....................108.2
  4419. Distance From Sun (Million Miles).................67.24
  4420. Orbital Velocity (km/sec)............................35
  4421.  
  4422.  
  4423.  
  4424. MARS
  4425. Year (Earth Days)...................................687
  4426. Day (Earth Hours)...............................24h 37m
  4427. Diameter (km)......................................6796
  4428. Diameter (Miles)...................................4220
  4429. Average Temperature (Degrees C).....................-53
  4430. Density (Water = 1)................................3.94
  4431. Moons.................................................2
  4432. Surface Gravity (Earth = 1)........................ .38
  4433. Mass (10,000,000,000,000) Gigatons................ .642
  4434. Axial Tilt........................................25.19
  4435. Volume (Earth = 1)................................. .15
  4436. Distance From Sun (Million km)....................227.9
  4437. Distance from Sun (Million Miles)................141.73
  4438. Orbital Velocity (km/sec)..........................24.1
  4439.  
  4440.  
  4441.  
  4442. SATURN
  4443. Year (Earth Days)..............................10760.56
  4444. Day (Earth Hours)...............................10h 14m
  4445. Diameter (km)....................................120020
  4446. Diameter (Miles)..................................74580
  4447. Density (Water = 1).................................0.7
  4448. Moons................................................17
  4449. Surface Gravity (Earth = 1).........................1.3
  4450. Mass (10,000,000,000,000) Giagtons).................575
  4451. Distance From Sun (Million km)...................1427.7
  4452. Distance From Sun (Million Miles.)...............887.13
  4453. Orbital Velocity...................................9.45
  4454.  
  4455. URANUS
  4456. Year (EArth Days)..............................306854.9
  4457. DAy (Earth Hours)...............................10h 49m
  4458. Diameter (km).....................................50900
  4459. Diameter (Miles)..................................31600
  4460. Density (Water = 1).................................1.3
  4461. Moons.................................................5
  4462. Surface Gravity (Earth = 1)........................0.93
  4463. Mass (X 10,000,000,000,000 Gigatons)...............88.2
  4464. Distance from Sun (Million Km)...................2870.5
  4465. Distance from Sun (Million miles)................1783.7
  4466. Orbital Velocity (km/sec)..........................6.36
  4467.  
  4468. NEPTUNE
  4469. ~~~~~~~
  4470. Year (Earth Days)...............................60191.2
  4471. Day (Earth Hours)...............................15h 48m
  4472. Diameter (km).....................................48600
  4473. Diameter (Miles)..................................30200
  4474. Density (WAter = 1).................................1.8
  4475. Moons.................................................3
  4476. Surface Gravity....................................1.23
  4477. Mass (X 10,000,000,000,000 gigatons).............103.89
  4478. Distance from Sun (Km)...........................4498.8
  4479. Distance from Sun (Miles)........................2795.5
  4480. Orbital Velocity (km/sec)..........................4.77
  4481.  
  4482. PLUTO
  4483. ~~~~~
  4484. Year (Earth Days)...............................90474.9
  4485. Day (Earth Hours)..............................159h 19m
  4486. Diameter..........................................2400
  4487. Diameter (Miles)..................................1500
  4488. Density (Water = 1)...............................0.7(?)
  4489. Moons................................................1
  4490. Surface Gravity...................................0.03 (?)
  4491. Mass (X 10,000,000,000,000 Gigatons)..............0.06
  4492. Distance From Sun..(Million KM).................5902.8
  4493. Distance from Sun (Million Miles)...............3667.9
  4494. Orbital Velocity..................................4.77
  4495.  
  4496.  
  4497.             -=-=-=-=- THE END -=-=-=-=-
  4498.  
  4499. -=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-
  4500. GREETS TO THE WORLDS BEST DOC TYPERS AND FIXERS (IN NO SPECIFIC ORDER) -
  4501. 2tuff/CRYSTAL, LOONS, BRYNN ROGERS, MUNCHIE, PAZZA/LSD,  SCOOTER/SKID ROW,  
  4502. BRYNN ROGERS, AND RYGAR.
  4503. -=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=-=
  4504.  
  4505.