Uno stadio isotopico marino (o MIS, dall'inglese Marine Isotope Stages), o più compiutamente stadio dell'isotopo marino dell'ossigeno, è uno dei periodi alternati caldi e freddi del clima terrestre, dedotti dalle variazioni del rapporto tra gli isotopi 16O e 18O dell'ossigeno presenti nei sedimenti fossili ottenuti da carotaggi di sedimenti estratti dai fondali marini.

Rapporto tra gli isotopi dell'ossigeno

Al variare della temperatura dell'acqua del mare, varia anche il rapporto tra gli isotopi 16O, 17O e 18O dell'ossigeno contenuto nella calcite presente nei sedimenti oceanici e accumulatasi in particolare nei gusci dei foraminiferi calcarei fossili vissuti nei vari periodi.

Nell'atmosfera la distribuzione degli isotopi è normalmente: 99,759% (16O), 0,0374% (17O) e 0,2039% (18O) con percentuali analoghe nelle acque. Tale distribuzione è però fortemente legata alla temperatura, che fa variare in modo ben conosciuto la percentuale del più pesante isotopo (18O), che è più abbondante nelle acque fredde.Nicholas Shackleton, 1978, Oxygen isotope stratigraphy of the Middle Pleistocene. pp 1-16, In: Shotton, F.W., British Quaternary Studies. Recent advances. Clarendon Press, Oxford.

Poiché è nota la relazione tra la curva di distribuzione percentuale degli isotopi e la temperatura, analizzando il diverso rapporto tra gli isotopi dell'ossigeno sia nel carbonato di calcio contenuto nella calcite dei sedimenti, che in quello contenuto nello scheletro dei foraminiferi fossili, si può risalire con precisione alla temperatura delle acque marine del periodo in cui vissero.Smart, P.L., Frances, P.D. (eds), 1991. Quaternary Dating Methods - a User's Guide. Technical Guide No. 4, 233 pp., Quaternary Research Association: Cambridge.

Interpretazione dei dati

Fu presto ipotizzato che ci potesse essere una correlazione tra le oscillazioni delle temperature marine e i cicli delle glaciazioni avvenute sulla superficie terrestre.Emiliani, C., 1955. Pleistocene temperatures. Journal of Geology, 63: 538-579.Emiliani, C., 1958. Palaeotemperature analysis of core 280 and Pleistocene correlations. Journal of Geology, 66: 264-275. Questa tecnica fu quindi usata per una datazione più precisa delle temperature del Pleistocene confrontando i rapporti isotopici dei reperti terrestriNicholas Shackleton, 1967. Oxygen isotope analyses and Pleistocene temperatures re-assessed. Nature, 215: 15-17. e per valutare il livelloChappell, J e Nicholas Shackleton, 1986. Oxygen isotopes and sea level. Nature, 324: 137-140. e la salinità dei mari nel Terziario e Quaternario.Buchardt, B., 1978. Oxygen isotope palaeotemperatures from the Tertiary period in the North Sea area. Nature, 275: 121-123. Questi andamenti sono stati poi confrontati con i cicli di Milanković.Hays, J.D., Imbrie, J., Shackleton, N.J., 1976. Variations in the Earth's orbit: pacemaker of the ice ages. Science, 194: 1121-1132.

Si è trovato che i cicli rilevati in base ai sedimenti marini corrispondono ai cicli glaciali e interglaciali osservabili sulle terre emerse. Il grafico delle temperature così ottenute riproduce anche l'avanzata e il ritiro dei ghiacciai e segnala anche dettagli a livello di stadiale e interstadiale, in modo più completo e dettagliato di ogni equivalente terrestre.

Attualmente queste analisi sono completate dallo studio dei pollini fossili depositatisi, sfruttando le conoscenze acquisite dalla moderna palinologia.

Stadi Sono stati riconosciuti e classificati finora 103 stadi di oscillazione delle temperature, indicati a partire dall'attuale stadio identificato come MIS 1. I dati del MIS per gli ultimi 2,5 milioni di anni indicano circa cinquanta cicli di oscillazione del clima.

Lo stadio MIS 19 viene utilizzato come paragone per la comprensione dell'attuale MIS 1.

Suddivisione Elenco dei primi 21 stadi più recenti; a fianco di ciascun stadio è riportata la data di inizio in migliaia di anni fa, secondo la recente classificazione di Lisiecki. I valori dei sottostadi del MIS 5 indicano il picco del sottostadio e non la sua data di inizio.

MIS     Data di inizio (in migliaia di anni fa)

MIS 1 : 14, fine del Dryas recente e inizio dell'Olocene. MIS 2 : 29 MIS 3 : 57 MIS 4 : 71 MIS 5 : 130, ulteriormente suddiviso in 5 sottostadi: MIS 5a : 82 (picco interglaciale) MIS 5b : 87 (picco glaciale) MIS 5c : 96 (picco interglaciale) MIS 5d : 109 (picco glaciale) MIS 5e : 123 (picco dell'interglaciale Eemiano) MIS 6 : 191 MIS 7 : 243 MIS 8 : 300 MIS 9 : 337 MIS 10 : 374 MIS 11 : 424 MIS 12 : 478 MIS 13 : 524 MIS 14 : 563 MIS 15 : 621 MIS 16 : 676 MIS 17 : 712 MIS 18 : 761 MIS 19 : 790 (Inversione di Brunhes-Matuyama) MIS 20 : 814 MIS 21 : 866

La lista continua fino al MIS 104 con numerazione progressiva, e con sigle che fanno riferimento alle fasi geomagnetiche della stratigrafia magnetica terrestre fino allo stadio TG4 posto circa a 6,35 Ma (milioni di anni dal presente). Si veda a tal proposito il lavoro di Lisiecki e Raymo, 2005, citato in bibliografia.

Note

Bibliografia

Voci correlate Stratigrafia isotopica Paleosalinità

Altri progetti

Collegamenti esterni Marine Isotope Substage 5e and the Eemian Interglacial, NJ Shackleton, 2003 650,000 years of greenhouse gas concentrations, RealClimate, 2005 Glacial variability over the last two million years, P Huybers, 2007 The polar paleoclimate signature of Marine Isotope Stage 31, Reed Scherer, 2007 Oceanic forcing of the Marine Isotope Stage 11 interglacial, Alexander J. Dickson , Christopher J. Beer , Ciara Dempsey , Mark A. Maslin , James A. Bendle , Erin L. McClymont & Richard D. Pancost, 2009 Last Time Carbon Dioxide Levels Were This High: 15 Million Years Ago, Aradhna Tripati, 2009

Categoria:Geocronologia Categoria:Storia del clima