Marine Isotopic Stage

Sauerstoff-Isotopenstufe (engl. Oxygenium Isotopic Stage, Abkürzung OIS oder Marine Isotopic Stage, Abkürzung MIS) oder auch Isotopenstadium ist ein Begriff aus der Geologie. Er bezeichnet Datierungen anhand des Verhältnisses der Isotope ¹⁶O und ¹⁸O des Sauerstoffs. In das Kalzit, das man in den Sedimenten des Ozeanbodens unter anderem in den Skeletten von fossilen Foraminiferen finden kann, werden je nach Warm- oder Kaltzeit unterschiedlichen Mengen der vorhandenen Sauerstoff-Isotope eingelagert. Dadurch können auch Aussagen über den Verlauf des Klimas auf der Erde in den Eiszeiten des Quartärs gemacht werden.

Prinzip

Lokal wirken sich die reduzierten Ozeantemperaturen während der Kaltzeiten auch auf das Isotopenverhältnis der Kalkschale der Foraminifere aus, denn diese fraktioniert bei der Kalzifizierung das ¹⁶O/¹⁸O-Verhältnis bei geringeren Temperaturen hin zum schwereren Isotop (Temperatureffekt). Eine erhöhte Verdunstung im Lebensraum der Foraminifere, aber auch ein erhöhter Eintrag von isotopisch leichterem Schmelzwasser führt zu einer Verschiebung des ¹⁶O/¹⁸O-Verhältnis im Wasser und somit im Gehäuse der Kalkalge (Salinitätseffekt). Aufgrund der Tatsache, dass der Eiseffekt den größten Einfluss und der Temperatureffekt Verschiebungen des ¹⁶O/¹⁸O-Verhältnisses in dieselbe Richtung bewirkt, kann man hieraus eine Stratigraphie für marine Sedimente entwickeln, die marine Sauerstoff-Isotopen-Stratigraphie.

Man hat das komplette Eiszeitalter in 103 Isotopenstadien untergliedert. Ungerade Zahlen werden an Warmzeiten (Interstadiale bzw. Interglaziale) vergeben, gerade hingegen an Kaltzeiten (Glaziale). Die gegenwärtige Warmzeit entspricht dementsprechend dem marinen Sauerstoff-Isotopenstadium 1 (abgekürzt MIS 1 für das international gebräuchliche Marine Isotope Stage 1), der Höhepunkt der letzten Kaltzeit entspricht dem MIS 2.