Pleistosen
Stratigrafi > Catatan isotop oksigen laut

Catatan isotop didasarkan pada rasio dua isotop oksigen, oksigen-16 dan oksigen-18, yang ditentukan pada kalsium karbonat dari cangkang mikrofosil yang terakumulasi dari tahun ke tahun di dasar laut.  Rasio tergantung pada dua faktor, suhu dan komposisi isotop air laut dari mana organisme mengeluarkan cangkangnya.  Kerang yang dikeluarkan dari air yang lebih dingin mengandung lebih banyak oksigen-18 relatif terhadap oksigen-16 daripada cangkang yang dikeluarkan dari air yang lebih hangat.  Komposisi isotop lautan telah terbukti terkait dengan penyimpanan air di lapisan es besar di darat.  Karena molekul oksigen-18 kurang mudah menguap dan lebih mudah mengembun, massa udara dengan uap air samudra menjadi terkuras dalam isotop yang lebih berat (oksigen-18) karena massa udara didinginkan dan kehilangan air melalui presipitasi.  Ketika uap air mengembun dan jatuh seperti salju, komposisi isotopnya juga bergantung pada suhu udara.  Salju yang jatuh di atas lapisan es besar menjadi lebih ringan secara isotop. saat salju semakin tinggi di permukaan gletser yang lebih dingin dan lebih jauh dari sumber air.  Akibatnya, lapisan es besar menyimpan air yang relatif ringan, dan selama glasiasi besar, air laut menjadi relatif lebih berat daripada selama masa interglasial ketika ada lebih sedikit es global. Dengan demikian, cangkang organisme laut yang terbentuk selama glasiasi mengandung lebih banyak oksigen-18 daripada cangkang yang terbentuk selama interglasiasi.  Meskipun hubungan yang tepat tidak diketahui, sekitar 70 persen dari perubahan isotop karbonat cangkang adalah hasil dari perubahan komposisi isotop air laut.  Karena yang terakhir secara langsung berkaitan dengan volume es di darat, catatan isotop oksigen laut terutama merupakan catatan glasiasi masa lalu di benua.
Sampel inti panjang yang diambil di bagian laut di mana tingkat sedimentasi tinggi dan umumnya terus menerus dan di mana perubahan suhu air relatif kecil telah mengungkapkan catatan panjang perubahan isotop oksigen yang menunjukkan glasiasi berulang dan interglasiasi kembali ke Pliosen. Catatan tersebut relatif konsisten dari satu sampel inti ke sampel inti berikutnya dan dapat dikorelasikan di seluruh lautan.  Periode yang lebih hangat (interglasial) diberi nomor ganjil dengan interval hangat saat ini, Holosen, menjadi 1, sedangkan periode glasial yang lebih dingin diberi nomor genap.  Subdivisi dalam tahap isotop digambarkan dengan huruf.  Usia batas subdivisi tidak dapat diukur secara langsung, tetapi dapat diperkirakan dari usia radiometrik yang tersedia dari inti dan dari posisi sehubungan dengan batas paleomagnetik dan penanda biostratigrafi, dan juga dengan menggunakan laju sedimentasi relatif terhadap data ini.
Catatan selama 730.000 tahun terakhir menunjukkan bahwa delapan peristiwa glasial dan interglasial utama atau siklus iklim dengan durasi sekitar 100.000 tahun terjadi selama interval ini.  Sebuah catatan isotop dari Atlantik Utara menunjukkan glasiasi besar pertama di wilayah itu terjadi sekitar 2.400.000 tahun yang lalu.  Hal ini juga menunjukkan bahwa glasiasi pertama kemungkinan telah menutupi wilayah luas Amerika Utara dan Eurasia terjadi sekitar 850.000 tahun yang lalu selama tahap isotop oksigen 22. Glasiasi terbesar tampaknya terjadi selama kala 2, 6, 12, dan 16;  interglasial dengan es global paling sedikit, dan dengan demikian mungkin yang terpanas, tampaknya adalah kala 1, 5, 9, dan 11. Interglasiasi terakhir terjadi selama semua tahap 5 atau hanya sub-kala 5e, tergantung pada lokasi;  glasiasi terakhir terjadi pada kala 4, 3, dan 2;  dan interglasiasi saat ini jatuh selama kala 1.
Rekaman isotop laut adalah rekaman berkelanjutan, tidak seperti kebanyakan rekaman terestrial, yang mengandung celah karena erosi atau kurangnya sedimentasi dan pembentukan tanah atau kombinasi dari faktor-faktor ini. Karena kesinambungannya dan catatannya yang sangat baik tentang peristiwa iklim di darat (glasiasi), catatan isotop oksigen laut adalah standar yang menghubungkan catatan terestrial dan stratigrafi lainnya. Korelasi dengannya didasarkan pada usia kronometrik yang tersedia, pada data paleomagnetik jika tersedia, dan pada upaya untuk mencocokkan catatan terestrial dan interpretasinya dengan karakteristik khusus dari kurva isotop.