Die Isotopen-Chronologie basiert auf den zeitlichen Schwankungen der Durchschnittstemperaturen des Planeten, die aus den Anteilen der 16 O- und 18 O- Isotope von Sauerstoff ( Isotopenstadien von Sauerstoff oder SIO) in ozeanischen und Gletscherkernen abgeleitet werden Forscher. Es ist auf planetarischer Ebene gültig und ersetzt jetzt lokale Chronologien, die auf traditionellen Eiszeiten basieren.
In der Literatur wird es allgemein durch die englischen Initialen "MIS" ( Marine Isotope Stage ) bezeichnet.
Das Quartär erlebte große klimatische Schwankungen, die zu einem Wechsel der glazialen und interglazialen Phasen führten . Spuren dieser Vereisungen ( Moränen , outwash Tischdecken, etc.), insbesondere alpine Vergletscherung in Europa, wurden von Anfang an von der verwendeten XX - ten Jahrhunderts eine Chronologie des etablieren Quartär . Dieses System weist jedoch eine bestimmte Anzahl von Grenzen auf, die mit der lokalisierten und diskontinuierlichen Natur dieser Phänomene verbunden sind. Aufgrund von Breiten- und Reliefunterschieden sind die Vergletscherungen der Alpen, Nordwesteuropas und Nordamerikas nicht genau synchron und es ist sehr schwierig, Korrelationen zwischen diesen verschiedenen Gebieten herzustellen.
Darüber hinaus erstrecken sich bestimmte traditionelle Vereisungen, insbesondere die Riss-Vereisung , über mehrere Isotopen-Gletscherstadien, bis zu dem Punkt, an dem die ihnen zuzuschreibenden Stichtage zunehmend voneinander abweichen.
Eine kontinuierliche und globale Aufzeichnung von Temperaturschwankungen wurde daher ab den 1950er Jahren angestrebt. Sie wurde durch Entkernen in den Sedimenten des Meeresbodens und in den Eiskappen von Grönland oder der Antarktis bereitgestellt . Das Verhältnis zwischen den Isotopen 16 und 18 des in diesen Sedimenten enthaltenen Sauerstoffs (insbesondere in den fossilen Foraminiferen ozeanischer Sedimente) korreliert mit dem des Meerwassers, das selbst mit der Durchschnittstemperatur der irdischen Atmosphäre zusammenhängt. Auf diese Weise wurde in den letzten 5 Millionen Jahren eine Variationskurve der Durchschnittstemperatur des Planeten erstellt. Es wurde dann mit Datierungen verglichen, die mit anderen Methoden erhalten wurden, um zu einer Isotopen-Chronologie zu gelangen, die jetzt allgemein anerkannt ist.
Die Isotopenkurve von Sauerstoff ermöglichte es, einen Wechsel von kalten und gemäßigten Stufen zu definieren, der von der aktuellen gemäßigten Stufe oder Stufe 1 nummeriert ist und in der Zeit zurückreicht. Diese Stufen werden als Isotopensauerstoffstufen (ORS) bezeichnet. Kalte Stufen haben gerade Zahlen (2, 4, 6 usw.) und gemäßigte Stufen haben ungerade Zahlen (3, 5, 7 usw.). Sie können jeweils den glazialen und interglazialen Phasen der alten lokalen Chronologien entsprechen, aber auch Zwischenepisoden, den Interstades.
Die Würm-Vereisung entspricht somit den Isotopenstufen 2, 3, 4 und dem größten Teil der Stufe 5: zwei kalte Stufen (SIO 2 und 4), die durch eine kühle Zwischenstation (SIO 3) und eine Reihe ziemlich schneller kühler Schwingungen (SIO 5a bis d) getrennt sind ). Das Riss-Würm-Interglazial entspricht dem gemäßigten Stadium SIO 5e, während die Riss-Vereisung mit dem kalten Stadium SIO 6 endet.
Die folgende Liste enthält die Startdaten (Zahlen in Tausenden von Jahren vor der Gegenwart ) der verschiedenen Klimastadien des mittleren und oberen Pleistozäns gemäß der Studie von Lisiecki & Raymo aus dem Jahr 2005 (benthischer Stapel LR04):
Die Liste wird möglicherweise bis zur Stufe SIO 104 fortgesetzt und beginnt vor 2,614 Millionen Jahren.