Odkryto stadia izotopów morskich (w skrócie MIS), czasami określane jako stadia izotopów tlenu (OIS), fragmenty chronologicznego wykazu przemiennych zimnych i ciepłych okresów na naszej planecie, sięgających co najmniej 2,6 miliona lat Opracowany przez sukcesywną i wspólną pracę pionierów paleoklimatologów Harolda Urey'a, Cesare Emiliani, Johna Imbrie, Nicholasa Shackletona i wielu innych, MIS wykorzystuje bilans izotopów tlenu w ułożonych w stosy kopalnych złożach planktonu (foraminifera) na dnie oceanów, aby zbudować historię środowiska naszego planeta. Zmieniające się proporcje izotopów tlenu przechowują informacje o obecności pokryw lodowych, a tym samym planetarnych zmian klimatu na powierzchni naszej Ziemi.
Jak działają pomiary izotopów morskich
Naukowcy biorą rdzenie osadów z dna oceanu na całym świecie, a następnie zmierz stosunek tlenu 16 do tlenu 18 w kalcytowych skorupach foraminifera. Tlen 16 jest preferencyjnie odparowywany z oceanów, z których część spada jak śnieg na kontynentach. Czasy, w których dochodzi do gromadzenia się śniegu i lodu lodowcowego, powodują zatem odpowiednie wzbogacenie oceanów w Oxygen 18. Tak więc stosunek O18 / O16 zmienia się w czasie, głównie w funkcji objętości lodu lodowcowego na planecie.
Dowody potwierdzające użycie tlenu izotop stosunki jako prokrety zmian klimatu znajdują odzwierciedlenie w pasującym rekordzie tego, co według naukowców jest przyczyną zmieniającej się ilości lodowca na naszej planecie. Główne powody, dla których lód lodowcowy jest różny na naszej planecie, zostały opisane przez serbskiego geofizyka i astronoma Milutina Milankovicia (lub Milankovitch) jako połączenie mimośrodowości orbity Ziemi wokół Słońca, nachylenia osi Ziemi i kołysania się planeta zbliżająca północne szerokości geograficzne bliżej lub dalej od orbity słonecznej, z których wszystkie zmieniają rozkład przychodzącego słońca promieniowanie na planetę.
Uporządkowanie czynników konkurencyjnych
Problem polega jednak na tym, że chociaż naukowcy byli w stanie zidentyfikować obszerny zapis zmian globalnej objętości lodu w czasie, dokładna ilość morza wzrost poziomu, spadek temperatury, a nawet objętość lodu nie są ogólnie dostępne poprzez pomiary bilansu izotopowego, ponieważ te różne czynniki są powiązane ze sobą. Jednak zmiany na poziomie morza mogą czasem zostać zidentyfikowane bezpośrednio w zapisie geologicznym: na przykład, inkrustowane jaskinie, które rozwijają się na poziomie morza (patrz Dorale i współpracownicy). Ten rodzaj dodatkowych dowodów ostatecznie pomaga uporządkować konkurencyjne czynniki w ustanowieniu bardziej rygorystycznego oszacowania temperatury w przeszłości, poziomu morza lub ilości lodu na planecie.
Zmiany klimatu na Ziemi
W poniższej tabeli wymieniono paleo-chronologię życia na Ziemi, w tym sposób, w jaki pasują główne kroki kulturowe, w ciągu ostatniego miliona lat. Uczeni znacznie przekroczyli listę MIS / OIS.
Tabela etapów izotopów morskich
| Etap MIS | Data rozpoczęcia | Chłodniejsze lub cieplejsze | Wydarzenia kulturalne |
| MIS 1 | 11,600 | grzałka | holocen |
| MIS 2 | 24,000 | chłodnica | ostatnie maksimum lodowcowe, Ameryki zaludnione |
| MIS 3 | 60,000 | grzałka | zaczyna się górny paleolit; Australia zaludniona, malowane górne paleolityczne ściany jaskini, znikają neandertalczycy |
| MIS 4 | 74,000 | chłodnica | Mt. Super-erupcja Toba |
| MIS 5 | 130,000 | grzałka | wcześni ludzie (EMH) opuszczają Afrykę, aby skolonizować świat |
| MIS 5a | 85,000 | grzałka | Howieson's Poort / Still Bay kompleksy w południowej Afryce |
| MIS 5b | 93,000 | chłodnica | |
| MIS 5c | 106,000 | grzałka | EMH w Skuhl i Qazfeh w Izraelu |
| MIS 5d | 115,000 | chłodnica | |
| MIS 5e | 130,000 | grzałka | |
| MIS 6 | 190,000 | chłodnica | Środkowy paleolit zaczyna się, EMH ewoluuje w Bouri i Omo Kibish w Etiopii |
| MIS 7 | 244,000 | grzałka | |
| MIS 8 | 301,000 | chłodnica | |
| MIS 9 | 334,000 | grzałka | |
| MIS 10 | 364,000 | chłodnica | człowiek wyprostowany w Diring Yuriahk na Syberii |
| MIS 11 | 427,000 | grzałka | Neandertalczycy ewoluują w Europie. Uważa się, że ten etap jest najbardziej podobny do MIS 1 |
| MIS 12 | 474,000 | chłodnica | |
| MIS 13 | 528,000 | grzałka | |
| MIS 14 | 568,000 | chłodnica | |
| MIS 15 | 621,000 | chłodnica | |
| MIS 16 | 659,000 | chłodnica | |
| MIS 17 | 712,000 | grzałka | H. erekcja w Zhoukoudian w Chinach |
| MIS 18 | 760,000 | chłodnica | |
| MIS 19 | 787,000 | grzałka | |
| MIS 20 | 810,000 | chłodnica | H. erekcja w Gesher Benot Ya'aqov w Izraelu |
| MIS 21 | 865,000 | grzałka | |
| MIS 22 | 1,030,000 | chłodnica |
Źródła
Jeffrey Dorale z University of Iowa.
Alexanderson H, Johnsen T i Murray AS. 2010. Ponowne umawianie Pilgrimstad Interstadial z OSL: cieplejszy klimat i mniejsza pokrywa lodowa podczas szwedzkiego środkowego Weichselian (MIS 3)?Boreasz 39(2):367-376.
Bintanja, R. „Dynamika pokrywy lodowej w Ameryce Północnej i początek 100 000-letnich cykli lodowcowych”. Nature Tom 454, R. S. W. van de Wal, Nature, 14 sierpnia 2008 r.
Bintanja, Richard. „Modelowane temperatury atmosferyczne i globalne poziomy mórz w ciągu ostatniego miliona lat”. 437, Roderik S.W. van de Wal, Johannes Oerlemans, Nature, 1 września 2005 r.
Dorale JA, Onac BP, Fornós JJ, Ginés J, Ginés A, Tuccimei P i Peate DW. 2010. Najwyższy poziom morza 81 000 lat temu na Majorce. Science 327 (5967): 860–863.
Hodgson DA, Verleyen E, Squier AH, Sabbe K, Keely BJ, Saunders KM i Vyverman W. 2006. Środowiska interglacjalne przybrzeżnej wschodniej Antarktydy: porównanie zapisów osadowych jezior MIS 1 (holocen) i MIS 5e (ostatni interglacjał). Recenzje czwartorzędu nauki 25(1–2):179-197.
Huang SP, Pollack HN i Shen PY. 2008. Późna czwartorzędowa rekonstrukcja klimatu na podstawie danych strumienia ciepła z odwiertu, danych o temperaturze odwiertu i zapisu instrumentalnego. Geophys Res Lett 35 (13): L13703.
Kaiser J i Lamy F. 2010. Związki między wahaniami pokrywy lodowej Patagonii a zmiennością pyłu antarktycznego podczas ostatniego okresu lodowcowego (MIS 4-2).Recenzje czwartorzędu nauki 29(11–12):1464-1471.
Martinson DG, Pisias NG, Hays JD, Imbrie J, Moore Jr TC i Shackleton NJ. 1987. Datowanie wiekowe i orbitalna teoria epok lodowcowych: Opracowanie chronostratygrafii o wysokiej rozdzielczości od 0 do 300 000 lat.Badania czwartorzędowe 27(1):1-29.
Suggate RP i Almond PC. 2005. The Last Glacial Maximum (LGM) na zachodniej wyspie Południowej w Nowej Zelandii: implikacje dla globalnego LGM i MIS 2. Recenzje czwartorzędu nauki 24(16–17):1923-1940.