Les étapes isotopiques marines (abrégées MIS), parfois appelées étapes isotopiques de l'oxygène (OIS), sont les découvertes morceaux d'une liste chronologique d'alternance de périodes froides et chaudes sur notre planète, remontant à au moins 2,6 millions ans. Développé par des travaux successifs et collaboratifs des paléoclimatologues pionniers Harold Urey, Cesare Emiliani, John Imbrie, Nicholas Shackleton et une foule d'autres, Le MIS utilise l'équilibre des isotopes de l'oxygène dans les dépôts de plancton fossile empilé (foraminifères) au fond des océans pour construire une histoire environnementale de notre planète. L'évolution des rapports isotopiques de l'oxygène contient des informations sur la présence de calottes glaciaires, et donc sur les changements climatiques planétaires, à la surface de notre Terre.
Fonctionnement de la mesure des étapes des isotopes marins
Les scientifiques prennent carottes de sédiments du fond de l'océan partout dans le monde, puis mesurer le rapport de l'oxygène 16 à l'oxygène 18 dans les coquilles de calcite des foraminifères. L'oxygène 16 est préférentiellement évaporé des océans, dont certains tombent sous forme de neige sur les continents. Les périodes d'accumulation de neige et de glace glaciaire voient donc un enrichissement correspondant des océans en oxygène 18. Ainsi, le rapport O18 / O16 change avec le temps, principalement en fonction du volume de glace glaciaire sur la planète.
Preuve à l'appui de l'utilisation de l'oxygène isotope les ratios en tant que variables indirectes du changement climatique se reflètent dans le dossier correspondant de ce que les scientifiques croient être la raison de la quantité changeante de glace de glacier sur notre planète. La principale raison pour laquelle la glace glaciaire varie sur notre planète a été décrite par le géophysicien et astronome serbe Milutin Milankovic (ou Milankovitch) comme la combinaison de l'excentricité de l'orbite terrestre autour du soleil, de l'inclinaison de l'axe de la Terre et de l'oscillation du planète rapprochant ou éloignant les latitudes septentrionales de l'orbite du soleil, ce qui modifie la distribution de l'énergie solaire entrante rayonnement à la planète.
Tri des facteurs concurrents
Le problème est cependant que, bien que les scientifiques aient été en mesure d'identifier un enregistrement exhaustif des changements du volume global des glaces au fil du temps, la quantité exacte de mer l'élévation du niveau, ou la baisse de température, ou même le volume de glace, n'est généralement pas disponible par le biais de mesures de l'équilibre isotopique, car ces différents facteurs sont étroitement liés. Cependant, les changements du niveau de la mer peuvent parfois être identifiés directement dans les archives géologiques: par exemple, les incrustations de grottes datables qui se développent au niveau de la mer (voir Dorale et ses collègues). Ce type de preuves supplémentaires aide finalement à trier les facteurs concurrents pour établir une estimation plus rigoureuse de la température passée, du niveau de la mer ou de la quantité de glace sur la planète.
Changement climatique sur Terre
Le tableau suivant répertorie une paléo-chronologie de la vie sur terre, y compris la façon dont les principales étapes culturelles s'inscrivent, au cours du dernier million d'années. Les chercheurs ont pris la liste MIS / OIS bien au-delà.
Tableau des étapes des isotopes marins
| Stade MIS | Date de début | Plus frais ou plus chaud | Événements culturels |
| MIS 1 | 11,600 | plus chaud | l'Holocène |
| MIS 2 | 24,000 | glacière | dernier maximum glaciaire, Amériques peuplées |
| MIS 3 | 60,000 | plus chaud | début du paléolithique supérieur; Australie peuplée, les murs de la grotte du Paléolithique supérieur peints, les Néandertaliens disparaissent |
| MIS 4 | 74,000 | glacière | Mt. Super éruption de Toba |
| MIS 5 | 130,000 | plus chaud | les premiers humains modernes (EMH) quittent l'Afrique pour coloniser le monde |
| MIS 5a | 85,000 | plus chaud | Poort de Howieson / Still Bay complexes en Afrique australe |
| MIS 5b | 93,000 | glacière | |
| MIS 5c | 106,000 | plus chaud | EMH à Skuhl et Qazfeh en Israël |
| MIS 5d | 115,000 | glacière | |
| MIS 5e | 130,000 | plus chaud | |
| MIS 6 | 190,000 | glacière | Paléolithique moyen commence, EMH évolue, chez Bouri et Omo Kibish en Ethiopie |
| MIS 7 | 244,000 | plus chaud | |
| MIS 8 | 301,000 | glacière | |
| MIS 9 | 334,000 | plus chaud | |
| MIS 10 | 364,000 | glacière | l'homo erectus à Diring Yuriahk en Sibérie |
| MIS 11 | 427,000 | plus chaud | Néandertaliens évoluer en Europe. Cette étape est considérée comme la plus similaire à MIS 1 |
| MIS 12 | 474,000 | glacière | |
| MIS 13 | 528,000 | plus chaud | |
| MIS 14 | 568,000 | glacière | |
| MIS 15 | 621,000 | refroidisseur | |
| MIS 16 | 659,000 | glacière | |
| MIS 17 | 712,000 | plus chaud | H. erectus à Zhoukoudian en Chine |
| MIS 18 | 760,000 | glacière | |
| MIS 19 | 787,000 | plus chaud | |
| MIS 20 | 810,000 | glacière | H. erectus à Gesher Benot Ya'aqov en Israël |
| MIS 21 | 865,000 | plus chaud | |
| MIS 22 | 1,030,000 | glacière |
Sources
Jeffrey Dorale de l'Université de l'Iowa.
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