Le fasi di isotopi marini (abbreviato MIS), a volte denominate fasi di isotopi di ossigeno (OIS), sono i pezzi scoperti di un elenco cronologico di periodi freddi e caldi alternati sul nostro pianeta, risalenti ad almeno 2,6 milioni di anni. Sviluppato dal lavoro successivo e collaborativo dei paleoclimatologi pionieri Harold Urey, Cesare Emiliani, John Imbrie, Nicholas Shackleton e una miriade di altri, MIS utilizza l'equilibrio degli isotopi di ossigeno nei depositi di plancton fossile (foraminifera) sul fondo degli oceani per costruire una storia ambientale del nostro pianeta. I rapporti isotopici dell'ossigeno mutevoli contengono informazioni sulla presenza di calotte glaciali, e quindi sui cambiamenti climatici planetari, sulla superficie della nostra terra.
Gli scienziati prendono i nuclei di sedimenti dal fondo dell'oceano in tutto il mondo e quindi misurano il rapporto tra Ossigeno 16 e Ossigeno 18 nei gusci di calcite dei foraminiferi. L'ossigeno 16 viene preferibilmente evaporato dagli oceani, alcuni dei quali cadono come neve nei continenti. I periodi in cui si verificano accumuli di neve e ghiaccio glaciale vedono quindi un corrispondente arricchimento degli oceani in Oxygen 18. Pertanto il rapporto O18 / O16 cambia nel tempo, principalmente in funzione del volume di ghiaccio glaciale sul pianeta.
Le prove a sostegno dell'uso di rapporti isotopici dell'ossigeno come proxy dei cambiamenti climatici si riflettono nella documentazione corrispondente di ciò che gli scienziati ritengono la ragione del cambiamento della quantità di ghiaccio del ghiacciaio sul nostro pianeta. Le ragioni principali per cui il ghiaccio glaciale varia sul nostro pianeta sono state descritte dal geofisico e astronomo serbo Milutin Milankovic (o Milankovitch) come la combinazione dell'eccentricità dell'orbita terrestre attorno al sole, l'inclinazione dell'asse terrestre e l'oscillazione del pianeta portando il nord latitudini più vicine o più lontane dall'orbita del sole, il che cambia la distribuzione della radiazione solare in arrivo sul pianeta.
Il problema è, tuttavia, che sebbene gli scienziati siano stati in grado di identificare una vasta documentazione delle variazioni globali del volume di ghiaccio nel tempo, l'esatta quantità di innalzamento del livello del mare, il declino della temperatura o persino il volume del ghiaccio, non è generalmente disponibile attraverso la misurazione dell'isotopo equilibrio, perché questi diversi fattori sono correlati. Tuttavia, a volte i cambiamenti del livello del mare possono essere identificati direttamente nella documentazione geologica: ad esempio incrostazioni di caverne databili che si sviluppano a livello del mare (vedere Dorale e colleghi). Questo tipo di prove aggiuntive alla fine aiuta a sistemare i fattori concorrenti nello stabilire una stima più rigorosa della temperatura passata, del livello del mare o della quantità di ghiaccio sul pianeta.
La tabella seguente elenca una paleocronologia della vita sulla terra, incluso il modo in cui si inseriscono i principali passi culturali, negli ultimi 1 milione di anni. Gli studiosi hanno portato l'elenco MIS / OIS ben oltre.
Tabella delle fasi dell'isotopo marino
Palco MIS | Data d'inizio | Più fresco o più caldo | Eventi culturali |
MIS 1 | 11.600 | più caldo | l'Olocene |
MIS 2 | 24.000 | più fresco | ultimo massimo glaciale, popolato di Americhe |
MIS 3 | 60.000 | più caldo | inizia il Paleolitico superiore; Popolazione dell'Australia, pareti delle caverne del Paleolitico superiore dipinte, i Neanderthal scompaiono |
MIS 4 | 74.000 | più fresco | Mt. Super eruzione di Toba |
MIS 5 | 130.000 | più caldo | i primi umani moderni (EMH) lasciano l'Africa per colonizzare il mondo |
MIS 5a | 85.000 | più caldo | Howieson's Poort / Still Bay complessi nell'Africa meridionale |
MIS 5b | 93.000 | più fresco | |
MIS 5c | 106.000 | più caldo | EMH a Skuhl e Qazfeh in Israele |
MIS 5d | 115.000 | più fresco | |
MIS 5e | 130.000 | più caldo | |
MIS 6 | 190.000 | più fresco | Inizia il Paleolitico medio, EMH si evolve, a Bouri e Omo Kibish in Etiopia |
MIS 7 | 244.000 | più caldo | |
MIS 8 | 301.000 | più fresco | |
MIS 9 | 334.000 | più caldo | |
MIS 10 | 364.000 | più fresco | Homo erectus a Diring Yuriahk in Siberia |
MIS 11 | 427.000 | più caldo | I Neanderthal si evolvono in Europa. Si ritiene che questa fase sia la più simile a MIS 1 |
MIS 12 | 474.000 | più fresco | |
MIS 13 | 528.000 | più caldo | |
MIS 14 | 568.000 | più fresco | |
MIS 15 | 621.000 | ccooler | |
MIS 16 | 659.000 | più fresco | |
MIS 17 | 712.000 | più caldo | H. erectus a Zhoukoudian in Cina |
MIS 18 | 760.000 | più fresco | |
MIS 19 | 787.000 | più caldo | |
MIS 20 | 810.000 | più fresco | H. erectus presso Gesher Benot Ya'aqov in Israele |
MIS 21 | 865.000 | più caldo | |
MIS 22 | 1.030.000 | più fresco |
Jeffrey Dorale dell'Università dell'Iowa.
Alexanderson H, Johnsen T e Murray AS. 2010. Ri-datare il Pilgrimstad Interstadial con OSL: un clima più caldo e una calotta di ghiaccio più piccola durante il Medio Weichselian svedese (MIS 3)? Boreas 39 (2): 367-376.
Bintanja, R. "Dinamica della calotta glaciale nordamericana e inizio di cicli glaciali di 100.000 anni." Volume natura 454, R. S. W. van de Wal, Natura, 14 agosto 2008.
Bintanja, Richard. "Temperature atmosferiche modellate e livelli globali del mare negli ultimi milioni di anni." 437, Roderik S.W. van de Wal, Johannes Oerlemans, Nature, 1 settembre 2005.
Dorale JA, Onac BP, Fornós JJ, Ginés J, Ginés A, Tuccimei P e Peate DW. 2010. Altitudine a livello del mare 81.000 anni fa a Maiorca. Scienza 327 (5967): 860-863.
Hodgson DA, Verleyen E, Squier AH, Sabbe K, Keely BJ, Saunders KM e Vyverman W. 2006. Ambienti interglaciali dell'Antartide orientale costiera: confronto dei record di sedimenti lacustri MIS 1 (Holocene) e MIS 5e (Last Interglacial). Recensioni di scienze quaternarie 25 (1-2): 179-197.
Huang SP, Pollack HN e Shen PY. 2008. Una ricostruzione tardiva del clima quaternario basata sui dati sul flusso di calore del pozzo, sui dati di temperatura del pozzo e sulla documentazione strumentale. Geophys Res Lett 35 (13): L13703.
Kaiser J e Lamy F. 2010. Collegamenti tra le fluttuazioni della calotta glaciale della Patagonia e la variabilità della polvere antartica durante l'ultimo periodo glaciale (MIS 4-2). Recensioni di scienze quaternarie 29 (11-12): 1464-1471.
Martinson DG, Pisias NG, Hays JD, Imbrie J, Moore Jr TC e Shackleton NJ. 1987. Datazione dell'età e teoria orbitale delle ere glaciali: sviluppo di una cronostratigrafia ad alta risoluzione da 0 a 300.000 anni. Ricerca quaternaria 27 (1): 1-29.
Suggerire RP e Almond PC. 2005. The Last Glacial Maximum (LGM) nell'ovest dell'Isola del Sud, Nuova Zelanda: implicazioni per LGM e MIS 2 globali. Recensioni di scienze quaternarie 24 (16-17): 1923-1940.