Marine isotopstadier (forkortet MIS), nogle gange benævnt Oxygen Isotope Stages (OIS), er de opdagede stykker af en kronologisk oversigt over skiftende kolde og varme perioder på vores planet, der går tilbage til mindst 2,6 millioner flere år. Udviklet af successivt og samarbejdsfuldt arbejde af pionerpaloklimatologer Harold Urey, Cesare Emiliani, John Imbrie, Nicholas Shackleton og en række andre, MIS bruger balancen mellem iltisotoper i stablede fossile planktonforekomster (foraminifera) på bunden af verdenshavene for at opbygge en miljøhistorie for vores planet. De skiftende ilt-isotopforhold indeholder information om tilstedeværelsen af isark og dermed planetariske klimaændringer på vores jordoverflade.
Sådan fungerer måling af marine isotopfaser
Forskere tager sedimentkerner fra bunden af havet overalt i verden og mål derefter forholdet mellem ilt 16 og ilt 18 i kalcitskalene i foraminifera. Oxygen 16 fordampes fortrinsvis fra verdenshavene, hvoraf nogle falder som sne på kontinenter. Tider, hvor sne- og isafbygning forekommer, ser derfor en tilsvarende berigelse af verdenshavene i Oxygen 18. Således ændrer O18 / O16-forholdet sig over tid, mest som en funktion af volumenet af isis på planeten.
Bevis for brug af ilt isotop forhold som fuldmagter til klimaforandringer afspejles i den matchende fortegnelse over, hvad forskere mener årsagen til den ændrede mængde gletsis på vores planet. De primære årsager til at isis varierer på vores planet blev beskrevet af den serbiske geofysiker og astronom Milutin Milankovic (eller Milankovitch) som kombinationen af excentriciteten af Jordens bane rundt om solen, vippningen af Jordens akse og vuggen fra planet, der bringer de nordlige breddegrader nærmere eller længere væk fra solens bane, som alle ændrer fordelingen af indkommende sol stråling til planeten.
Sorterer ud konkurrerende faktorer
Problemet er imidlertid, at selv om forskere har været i stand til at identificere en omfattende registrering af globale isvolumenændringer gennem tiden, er den nøjagtige mængde hav niveaustigning eller temperaturfald eller endda isvolumen er generelt ikke tilgængelig gennem måling af isotopbalance, fordi disse forskellige faktorer er indbyrdes forbundne. Imidlertid kan ændringer i havoverfladen undertiden identificeres direkte i den geologiske registrering: for eksempel datable huleindkapslinger, der udvikler sig ved havoverfladen (se Dorale og kolleger). Denne type yderligere bevis hjælper i sidste ende med at sortere de konkurrerende faktorer for at etablere en mere streng estimering af fortidens temperatur, havoverfladen eller mængden af is på planeten.
Klimaændringer på Jorden
Følgende tabel viser en paleo-kronologi over livet på jorden, herunder hvordan de store kulturelle trin passer ind i de sidste 1 million år. Forskere har taget MIS / OIS-listen langt ud over det.
Tabel over marin isotopstadier
| MIS-scenen | Start dato | Køligere eller varmere | Kulturelle begivenheder |
| MIS 1 | 11,600 | varmere | Holocen |
| MIS 2 | 24,000 | køler | sidste glacial maksimum, Amerikas befolket |
| MIS 3 | 60,000 | varmere | øvre paleolitisk begynder; Australien befolket, øvre paleolithiske hulvægge, der er malet, forsvinder neandertalerne |
| MIS 4 | 74,000 | køler | Mt. Toba superudbrud |
| MIS 5 | 130,000 | varmere | tidlige moderne mennesker (EMH) forlader Afrika for at kolonisere verden |
| MIS 5a | 85,000 | varmere | Howiesons Poort / Still Bay komplekser i det sydlige Afrika |
| MIS 5b | 93,000 | køler | |
| MIS 5c | 106,000 | varmere | EMH på Skuhl og Qazfeh i Israel |
| MIS 5d | 115,000 | køler | |
| MIS 5e | 130,000 | varmere | |
| MIS 6 | 190,000 | køler | Mellempalolitisk begynder, EMH udvikler sig, hos Bouri og Omo Kibish i Etiopien |
| MIS 7 | 244,000 | varmere | |
| MIS 8 | 301,000 | køler | |
| MIS 9 | 334,000 | varmere | |
| MIS 10 | 364,000 | køler | Homo erectus hos Diring Yuriahk i Sibirien |
| MIS 11 | 427,000 | varmere | neandertalere udvikler sig i Europa. Dette trin menes at være det mest ligner MIS 1 |
| MIS 12 | 474,000 | køler | |
| MIS 13 | 528,000 | varmere | |
| MIS 14 | 568,000 | køler | |
| MIS 15 | 621,000 | ccooler | |
| MIS 16 | 659,000 | køler | |
| MIS 17 | 712,000 | varmere | H. erectus på Zhoukoudian i Kina |
| MIS 18 | 760,000 | køler | |
| MIS 19 | 787,000 | varmere | |
| MIS 20 | 810,000 | køler | H. erectus hos Gesher Bru Ya'aqov i Israel |
| MIS 21 | 865,000 | varmere | |
| MIS 22 | 1,030,000 | køler |
Kilder
Jeffrey Dorale fra University of Iowa.
Alexanderson H, Johnsen T og Murray AS. 2010. Gendatering af Pilgrimstad Interstadial med OSL: et varmere klima og en mindre isplade under den svenske Mellem Weichselian (MIS 3)?Boreas 39(2):367-376.
Bintanja, R. "Nordamerikansk isark-dynamik og begyndelsen af 100.000-årige gletscykler." Naturvolumen 454, R. S. W. van de Wal, Nature, 14. august 2008.
Bintanja, Richard. "Modellerede atmosfæriske temperaturer og den globale havstand i de sidste millioner år." 437, Roderik S.W. van de Wal, Johannes Oerlemans, Natur, 1. september 2005.
Dorale JA, Onac BP, Fornós JJ, Ginés J, Ginés A, Tuccimei P og Peate DW. 2010. Havniveau Højstand 81.000 år siden på Mallorca. Science 327 (5967): 860-863.
Hodgson DA, Verleyen E, Squier AH, Sabbe K, Keely BJ, Saunders KM og Vyverman W. 2006. Interglacial miljøer i det kystnære østantarktis: sammenligning af MIS 1 (Holocene) og MIS 5e (Last Interglacial) søsedimentregister. Quaternary Science Anmeldelser 25(1–2):179-197.
Huang SP, Pollack HN og Shen PY. 2008. En sen kvartær klimarekonstruktion baseret på borehulsvarmefluxdata, borehulstemperaturdata og instrumentalrekorden. Geophys Res Lett 35 (13): L13703.
Kaiser J og Lamy F. 2010. Forbindelser mellem patagoniske isfladesvingninger og antarktisk støvvariabilitet i den sidste istid (MIS 4-2).Quaternary Science Anmeldelser 29(11–12):1464-1471.
Martinson DG, Pisias NG, Hays JD, Imbrie J, Moore Jr TC og Shackleton NJ. 1987. Alderdating og omløbsteorien om istiderne: Udvikling af en højopløsning 0 til 300.000 år kronostratigrafi.Kvaternær forskning 27(1):1-29.
Suggate RP og Almond PC. 2005. The Last Glacial Maximum (LGM) i det vestlige South Island, New Zealand: implikationer for den globale LGM og MIS 2. Quaternary Science Anmeldelser 24(16–17):1923-1940.