Etapas de isótopos marinos


Las etapas de isótopos marinos ( MIS ), las etapas de isótopos de oxígeno marino o las etapas de isótopos de oxígeno ( OIS ) son periodos alternos cálidos y fríos 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, que representan intervalos interglaciares cálidos. . Los datos se derivan del polen yforaminíferos ( plancton ) permanecen en núcleos de sedimentos marinos perforados , sapropelos y otros datos que reflejan el clima histórico; estos se denominan 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 temprano de la Tierra, [1] que representa "el estándar con el que correlacionamos otros registros climáticos cuaternarios". [2] El trabajo de Emiliani a su vez dependía de la predicción de Harold Urey en un artículo de 1947 de que la relación entre los isótopos de oxígeno 18 y oxígeno 16 en la calcita, el principal componente químico de las conchas y otras partes duras de una amplia gama de organismos marinos, debería variar dependiendo de 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 puede llegar en el futuro hasta los 15 millones de años. Algunas etapas, en particular MIS 5, se dividen en subetapas, como "MIS 5a", con 5 a, c, ye siendo cálidas y by d frías. También se puede utilizar un sistema numérico para referirse a "horizontes" (eventos en lugar de períodos), con por ejemplo MIS 5.5 representando el punto máximo de MIS 5e, y 5.51, 5.52 etc.representando los picos y valles del registro en un punto fijo. nivel más detallado. Para períodos más recientes, se sigue desarrollando una resolución de sincronización 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 testigos, 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 eran causadas tanto por cambios en la temperatura del agua, como pensaba Emiliani, sino principalmente por cambios en el volumen. de capas de hielo, que cuando se expandieron tomaron el isótopo más ligero de oxígeno-16 en lugar del más pesado oxígeno-18. [5] Los ciclos en la relación isotópica se encontró que corresponden a terrestreevidencia de glaciares e interglaciares. Un gráfico de toda la serie de etapas reveló avances y retrocesos insospechados del hielo y también completó los detalles de los estadiales e interestadiales .

Las muestras más recientes de núcleos de hielo del hielo glacial actual corroboraron los ciclos a través de estudios de la deposición de polen antiguo . Actualmente, varios métodos permiten obtener detalles adicionales. Hacer coincidir las etapas con los períodos nombrados procede a medida que se descubren nuevas fechas y se exploran nuevas regiones geológicamente. Los registros isotópicos marinos parecen más completos y detallados que cualquier equivalente terrestre, y han permitido identificar una línea de tiempo de 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 factor principal que gobierna las variaciones en las proporciones de isótopos de oxígeno. [7]


5 millones de años de historia, que representan a Lisiecki y Raymo (2005) LR04 Benthic Stack
Secciones de núcleos sedimentarios de las costas de Groenlandia
Un almacén de muestras de núcleos
Secciones del núcleo marino del Atlántico Sur, de aproximadamente un millón de años