Denizel izotop katları

Deniz izotop katları (İngilizce: Marine Isotope Stages, kısaca MIS), deniz oksijen izotop aşamaları ya da oksijen izotop aşamaları, dünyanın paleoiklimindeki ılık ve serin periyotların değişimidir ve deniz derinliklerindeki karot numunelerinden alınan oksijen izotop verilerinin ısıdaki değişimlerinden alınan bilgi sayesinde belirlenir. Veriler, deniz tabanı çökelleri ve sapropeller içindeki plankton ve polen kalıntılarından toplanır.

MIS zaman ölçeği 1950 yılında Cesare Emiliani’nin öncü çalışmalarıyla geliştirilmiştir. Günümüzde arkeoloji ve diğer alanlarda son 2.57 milyon yıllık periyotun zamanlamasında ve paleoiklim periyodunun ve dünyanın başlangıçtaki iklimiyle ilgili çalışmalarda en doğru ve en iyi veriyi elde etmek amacıyla yaygın bir şeklide kullanılmaktadır . İklim çalışmalarıyla ilgili ilişkilendirmenin yapılabileceği bir standart sağlamaktadır.

Emiliani’nin çalışması 1947 yılında kalkitteki oksijen-18 ve oksijen-16 izotopları arasındaki, deniz kabuklarının kimyasal yapısı ve deniz organizmalarının büyük çoğunluğunun sert kısımları arasındaki oranın kalkitin oluşturulduğu su sıcaklığına bağlı olarak değiştiğini söyleyen Harold Urey’in çalışmalarına dayanmaktadır.

MIS 1 ölçeğinde tek rakamlı aşamalar yüksek seviyede oksijen-18 içerir ve soğuk buzul periyodu temsil eder, çift rakamlı aşamalar oksijen-18 deki ani düşüşlerdir ve ılık buzul arası dönemi temsil eder. 6 milyon yıl öncesi araştırılarak, 100’ün üzerinde aşama belirlenmiştir ve gelecekte ölçek 15 milyon yıl geçmişe kadar uzanabilir. Bazı aşamalar, özellikle MIS 5, ara aşamalara bölünmüştür, örneğin MIS 5a gibi ve bunların içerisinde 5a,c,e ılık; b, d soğuktur. Günümüzde daha detaylı ve kesin zamanlamalar geliştirilmeye devam etmektedir.

Emiliani'nin 1957 yılında Oşinografi üzerine gelişmiş altyapısı bulunan Miami Üniversitesinde çalışmaya başlamasıyla Karayipler'de sondaja ve karot verisi toplanmaya başlanmıştır. Bir diğer önemli gelişme, 1967 yılında Nicholas Shackleton’ın deniz izotop oranlarındaki değişimin Emiliani’nin söylediği gibi su sıcaklık değişimlerinden değil aksine buz tabakalarının hacmindeki değişimlerden kaynaklandığını ileri sürmesidir. Shackleton, kıta buzulları genişlediğinde ağır oksijen-18 izotopları yerine hafif oksijen-16 izotoplarını aldıklarını belirtmiştir. İzotop oranındaki dönüşümler buzul ve buzularası dönemin karasal kanıtıdır. Buzların ilerlemesi ve geri çekilmesini buzul ve buzul arası dönemdeki sıcaklık düşüşlerini gösteren aşamalar belirlenmiştir. Buz karotların incelenmesi sonucunda polen örnekleri de bulunmuş ve üzerinde çalışılmıştır. Günümüzde bazı yeni metotlarla daha fazla ek bilgi edinilmektedir. Aşamaların bilinen periyotlarla ilişkilendirilmesi yeni tarihlerin ve yeni bölgelerin jeolojik olarak keşfedilmesini ve araştırılmasını sağlamıştır. Deniz araştırmalı karasal araştırmalardan daha faydalı olmuştur ve buzul dönem için bir zaman çizelgesi oluşturulmasını sağlamıştır. Şu anda ana buzul tabakalarının (Kuzey Amerika'da Laurenti'deki buz tabakası gibi) boyutlarında olan değişimlerin oksijen izotoplarındaki oranı değiştirdiğine inanılmaktadır. MIS verileri Milankovitch devir verileriyle de eşdeğerdir. Milankovich teorsini I.Dünya Savaşı yıllarında oluşturmuştur ve MIS verilerinin bu teoriyle eşleşiyor olması MIS verilerinin kabul görmesinde yardımcı olmuştur. Radyokarbon ve ağaç halka analizi MIS verilerini doğrular niteliktedir. Buz karotlarından elde edilen veri sayesinde karbondioksit miktarıda hesaplanmaktadır.

Amerika ulusal bilim fonu tarafından desteklenen SPECMAN projesi oksijen izotopları kayıtları için bir standart belirlendiğini duyurmuştur. İzotopik kayıtlardan faydalanılarak sesten kaynaklanabilecek hatalar azaltılmıştır. 1970 ve 1980 yılları arasından Amerikan hükümeti tarafından desteklenen bir diğer proje olan CLIMAP sayesinde 18000 yıl öncesinin küresel iklimi bir harita halinde dökümü yapılmıştır, ayrıca 120 000 yıl öncesine yönelik bazı araştırmalarda yapılmıştır.

Aşağıdaki veriler en güncel MIS verileridir (binlerce yıl öncesini gösterir.) İlk veriler Aitken & Stokes from Bassinot et al. (1994), parantez içindekiler Martinson et al. 4. aşama SPECMAP figures in Imbrie et al. (1984). 1-16 arası SPECMAP. MIS 21’e kadar tüm veriler Aitken & Stokes, .