Etapas de isótopos marinos


Las etapas de isótopos marinos ( MIS ), las etapas de isótopos de oxígeno marinos o las etapas de isótopos de oxígeno ( OIS ), son períodos cálidos y fríos alternos en el paleoclima de la Tierra , deducidos de los datos de isótopos de oxígeno que reflejan cambios en la temperatura derivados de datos de muestras de núcleos de aguas profundas . Trabajando hacia atrás desde el presente, que es MIS 1 en la escala, las etapas con números pares tienen altos niveles de oxígeno-18 y representan períodos glaciales fríos, mientras que las etapas impares son bajas en las cifras de oxígeno-18, lo que representa intervalos interglaciales cálidos. . Los datos se derivan del polen yrestos de foraminíferos ( plancton ) en núcleos de sedimentos marinos perforados, sapropeles y otros datos que reflejan el clima histórico; estos se llaman proxies .

La escala de tiempo MIS se desarrolló a partir del trabajo pionero de Cesare Emiliani en la década de 1950, y ahora se usa ampliamente en arqueología y otros campos para expresar la datación en el período Cuaternario (los últimos 2,6 millones de años), además de proporcionar los mejores y más completos datos. para ese período para la paleoclimatología o el estudio del clima primitivo de la Tierra, [1] que representa "el estándar con el que correlacionamos otros registros climáticos del Cuaternario". [2] El trabajo de Emiliani, a su vez, dependía de la predicción de Harold Urey en un artículo de 1947 de que la proporción entre los isótopos de oxígeno-18 y oxígeno-16 en la calcita, el componente químico principal de las conchas y otras partes duras de una amplia gama de organismos marinos, debe variar según la temperatura predominante del agua en la que se formó la calcita. [3]

Se han identificado más de 100 etapas, que actualmente se remontan a unos 6 millones de años, y la escala en el futuro puede llegar hasta los 15 millones de años. Algunas etapas, en particular MIS 5, se dividen en subetapas, como "MIS 5a", donde 5 a, c y e son cálidas y b y d frías. También se puede utilizar un sistema numérico para hacer referencia a "horizontes" (eventos en lugar de períodos), por ejemplo, MIS 5.5 representa el punto máximo de MIS 5e, y 5.51, 5.52, etc. representan los máximos y mínimos del registro en un punto fijo. nivel más detallado. Para períodos más recientes, se continúa desarrollando una resolución de tiempo cada vez más precisa. [4]

En 1957, Emiliani se mudó a la Universidad de Miami para tener acceso a barcos y equipos de perforación de núcleos, y comenzó a perforar en el Caribe y recopilar datos de núcleos. Otro avance importante se produjo en 1967, cuando Nicholas Shackleton sugirió que las fluctuaciones a lo largo del tiempo en las proporciones de isótopos marinos que se habían hecho evidentes para entonces no se debían tanto a cambios en la temperatura del agua, como pensaba Emiliani, sino principalmente a cambios en el volumen. de las capas de hielo, que cuando se expandieron tomaron el isótopo oxígeno-16 más liviano en lugar del oxígeno-18 más pesado. [5] Se encontró que los ciclos en la proporción de isótopos corresponden a terrestresevidencia de glaciares e interglaciares. Luego, un gráfico de toda la serie de etapas reveló avances y retrocesos insospechados del hielo y también completó los detalles de los estadios e interestadiales .

Muestras de núcleos de hielo más recientes del hielo glacial de hoy corroboraron los ciclos a través de estudios de la deposición de polen antiguo. Actualmente, una serie de métodos están haciendo posibles detalles adicionales. La coincidencia de las etapas con los períodos nombrados avanza a medida que se descubren nuevas fechas y se exploran geológicamente nuevas regiones. Los registros isotópicos marinos parecen más completos y detallados que cualquier equivalente terrestre, y han permitido identificar una línea de tiempo de la glaciación para el Plio-Pleistoceno . [6] Ahora se cree que los cambios en el tamaño de las principales capas de hielo , como la histórica capa de hielo Laurentidede América del Norte son el principal factor que rige las variaciones en las proporciones de isótopos de oxígeno. [7]


5 millones de años de historia, representando la Pila Bentónica Lisiecki y Raymo (2005) LR04
Secciones de núcleos sedimentarios de Groenlandia
Una tienda de muestras básicas
Secciones de núcleos marinos del Atlántico Sur, de aproximadamente un millón de años.