imported>Rudolf Pohl: Verhältnisse vereinheitlicht

2026-02-12T15:45:55Z

Verhältnisse vereinheitlicht

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[[Datei:Praetiglien (de).svg|mini|Isotopenstadien im zeitlichen Umkreis der [[Neogen]]-[[Quartär (Geologie)|Quartär]]-Grenze]]

Die '''Sauerstoff-Isotopenstufe''' ([[Englische Sprache|Englisch]] ''oxygen isotope stage'' oder abgekürzt ''OIS'') ist in der [[Geologie]] eine [[Chronologie|chronologische Klassifizierung]] von Profilproben anhand des in ihnen enthaltenen stabilen [[Isotop]]enverhältnisses des [[Sauerstoff]]s von 18O zu 16O. Die Messungen werden gewöhnlich an Kernen aus der [[Tiefsee]] durchgeführt und somit als ''Marine Isotopenstufe'' oder als ''Marine Sauerstoff-Isotopenstufe'' (engl. ''marine isotope stage'' oder abgekürzt ''MIS'') bezeichnet. Es werden aber genauso auch kontinentale Sedimente und Eisschildablagerungen beprobt. Für die [[Weichsel-Kaltzeit]] ergab sich beispielsweise eine charakteristische Alternation von [[Warmzeit|Warm-]] und [[Kaltzeit|Kaltphasen]] im [[Paläoklima]], denen die jeweiligen Isotopenstufen Rechnung zu tragen versuchen.

Bei niedrigeren [[Temperatur]]en wurde in die Skelette [[fossil]]er [[Foraminiferen]] ein höherer Anteil von 18O eingebaut als bei wärmeren Temperaturen. Daher variiert das Verhältnis von 18/O zu 16O im [[Kalzit]] am Ozeanboden je nach Warmzeit oder Kaltzeit. So kann der Verlauf des Klimas im [[Quartär (Geologie)|Quartär]] rekonstruiert werden. Ähnliche Untersuchungen existieren für das gesamte [[Känozoikum]] (und darüber hinaus).

== Prinzip ==
Lokal wirken sich die reduzierten Ozeantemperaturen während der Kaltzeiten auch auf das Isotopenverhältnis der Kalkschale der Foraminifere aus, denn diese [[Isotopenfraktionierung|fraktioniert]] beim Einbau des [[Kalziumkarbonat]]s in ihr Gehäuse das 18O/16O-Verhältnis bei geringeren Temperaturen hin zum schwereren Isotop 18O ([[Δ18O#Berechnungen|''Temperatureffekt'']]). Eine erhöhte Verdunstung im Lebensraum der Foraminifere (Anstieg der [[Salinität]]), aber auch ein erhöhter Eintrag von isotopisch leichterem [[Schmelzwasser]] führt zu einer Verschiebung des 18O/16O-Verhältnis im Wasser und somit schließlich im Gehäuse der Kalkalge (''Salinitätseffekt''). Aus den gemessenen Werten kann eine [[Stratigraphie (Geologie)|Stratigraphie]] für [[marine Sedimente]] entwickelt werden – die ''marine Sauerstoff-Isotopen-Stratigraphie''. Das normierte Verhältnis von 18O/16O wird als [[Δ18O|δ18O]] oder auch Delta-O-18 bezeichnet.

[[Datei:65 Myr Climate Change.png|mini|δ18O-Variation seit dem [[Paläozän]]]]
Erste systematische Untersuchungen der Variation von Sauerstoff-Isotopen in Ozeansedimenten wurden in den 1950er Jahren von [[Cesare Emiliani]] an [[plankton]]ischen Foraminiferen in [[Bohrkern]]en aus der [[Karibik|karibischen]] Tiefsee gemacht. Er bemerkte die zyklischen Schwankungen der Messwerte und schloss daraus, dass sie Kalt- und Warmzeiten repräsentieren. Er nummerierte die Schwankungen, indem er bei 1 beginnend von der Jetztzeit rückwärts zählte. In der Folgezeit wurden zahlreiche Untersuchungen auf diesem Gebiet durchgeführt, und schon zu Beginn der 1970er Jahre lagen zahlreiche zusätzliche wissenschaftliche Arbeiten vor, die schließlich zur Entwicklung einer Sauerstoff-Isotopen-Stratigraphie des Quartärs führten. Dabei wurden im Pleistozän mehr als hundert Zyklen unterschieden, die ebenso vielen Warm-Kaltzeit-Zyklen entsprechen.

Mitte der 1970er-Jahre wurde das Prinzip durch [[Nicholas Shackleton]] und [[James Kennett]] sowie die Arbeitsgruppe von [[Samuel Savin]] auf das gesamte [[Känozoikum]] ausgedehnt. Es zeigte sich, dass die Sauerstoff-Isotopenverhältnisse nach der [[Kreide-Paläogen-Grenze]] ebenfalls deutlichen Schwankungen unterlagen. Die im Quartär beobachteten raschen Wechsel der Isotopenverhältnisse sind jedoch nicht deutlich wahrnehmbar, auch wenn einzelne, gut untersuchte Abschnitte deutliche Hinweise darauf zeigen, dass solche Zyklen auch im [[Paläogen]] beziehungsweise im [[Neogen]] existierten.<ref>Wright 2001, S. 7</ref>

== Marine Sauerstoff-Isotopen-Stratigraphie des Quartärs ==
Das [[Känozoisches Eiszeitalter|aktuelle Eiszeitalter]] ist ab der Basis des Quartärs (Beginn des [[Gelasium]]s) vor etwas weniger als 2,6 Millionen Jahren in 103 Isotopenstadien untergliedert und rückwärts durchnummeriert. Dabei bezeichnen ungerade Zahlen die Warmzeiten (Interstadiale bzw. Interglaziale), gerade hingegen Kaltzeiten (Glaziale). Die gegenwärtige Warmzeit ([[Holozän]]) entspricht also dem marinen Sauerstoff-Isotopenstadium 1 (abgekürzt MIS 1 für das international gebräuchliche ''Marine Isotope Stage 1''), der „Höhepunkt“ der [[Letzte Kaltzeit|letzten Kaltzeit]] entspricht dem MIS 2. Da nach der ersten Aufstellung der Gliederung weitere Isotopenschwankungen nachgewiesen werden konnten, wurden zusätzliche Stufen durch das Anhängen eines Buchstabens eingeführt, zum Beispiel 5e für die [[Eem-Warmzeit]].

:'''MIS      Beginn vor...'''<ref>[[Bernard Wood]]: ''Wiley-Blackwell Encyclopedia of Human Evolution''. Wiley-Blackwell, 2011, S. 586–588, ISBN 978-1-4051-5510-6.</ref>

* MIS 1 – 11.700 Jahren
* MIS 2 – 29.000 Jahren (zweites Kältemaximum der letzten Kaltzeit = [[Weichsel-Kaltzeit]], Würm-Kaltzeit)
* MIS 3 – 57.000 Jahren
* MIS 4 – 71.000 Jahren (erstes Kältemaximum der letzten Kaltzeit)
* MIS 5 – 130.000 Jahren. Wird unterteilt in:
** MIS 5a – 84.800 Jahre (Wärmemaximum des [[Odderade-Interstadial]]s der letzten Kaltzeit – 84.800 bis 76.400 Jahre vor heute)
** MIS 5b – 87.000 Jahre (Kältemaximum des [[Rederstall-Stadial]]s der letzten Kaltzeit – 90.100 bis 84.800 Jahre vor heute)
** MIS 5c – 104.000 Jahre (Wärmemaximum des [[Brörup-Interstadial]]s der letzten Kaltzeit – 104.000 bis 90.100 Jahre vor heute)
** MIS 5d – 110.000 Jahre (Kältemaximum des [[Herning-Stadial]]s der letzten Kaltzeit – 119.100 bis 104.000 Jahre vor heute)
** MIS 5e – 121.500 Jahre (Wärmemaximum des letzten Interglazials, letzte Warmzeit = [[Eem-Warmzeit]], Riss-Würm-Interglazial – 130.000 bis 119.100 Jahre vor heute)<ref>{{Literatur | Autor=Sune O. Rasmussen und Kollegen|Titel=A stratigraphic framework for abrupt climatic changes during the Last Glacial period based on three synchronized Greenland ice-core records: refining and extending the INTIMATE event stratigraphy|Sammelwerk=Quaternary Science Reviews|Band=106|Datum=2014|Seiten=14–28|DOI=10.1016/quascirev.2014.09.007}}</ref>
* MIS 6 – 191.000 Jahren
* MIS 7 – 243.000 Jahren
* MIS 8 – 300.000 Jahren
* MIS 9 – 337.000 Jahren
* MIS 10 – 374.000 Jahren
* MIS 11 – 424.000 Jahren
* MIS 12 – 478.000 Jahren
* MIS 13 – 533.000 Jahren
* MIS 14 – 563.000 Jahren
* MIS 15 – 621.000 Jahren
* MIS 16 – 676.000 Jahren
* MIS 17 – 712.000 Jahren
* MIS 18 – 761.000 Jahren
* MIS 19 – 790.000 Jahren
* MIS 20 – 814.000 Jahren
* MIS 21 – 866.000 Jahren

== Literatur ==
* {{Literatur
|Autor=James D. Wright
|Hrsg=J. Steele, S. Thorpe, K. Turekian
|Titel=Paleo-oceanography: Cenozoic Climate – Oxygen Isotope Evidence
|Sammelwerk=Encyclopedia of Ocean Sciences
|Verlag=Academic Press
|Datum=2001
|Online=https://pdfs.semanticscholar.org/6c10/8894d4f6127da456886b35ed701356c4c88d.pdf
|Format=PDF
|KBytes=
|DOI=10.1006/rwos.2001.0252}}
* {{Literatur
|Autor=Lorraine E. Lisiecki, Maureen E. Raymo
|Titel=A Plio-Pleistocene Stack of 57 Globally Distributed Benthic δ18O Records
|Sammelwerk=Paleoceanography
|Band=20
|Datum=2005
|Online={{Webarchiv |url=http://web.pdx.edu/~chulbe/COURSES/QCLIM/reprints/LisieckiRaymo_preprint.pdf |text=pdx.edu |wayback=20110616130840}}
|Format=PDF
|KBytes=1100}}

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Sauerstoff]]
[[Kategorie:Stratigraphie]]
[[Kategorie:Geochemie]]
[[Kategorie:Paläoklimatologie]]

Sauerstoff-Isotopenstufe - Versionsgeschichte

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