Estadios Isotópicos Marinos. Estratigrafía de los isótopos del oxígeno
- Teresa Bardají Azcárate 1
- Javier Lario 2
- 1 Universidad de Alcalá, Departamento de Geología, Geografía y Medio Ambiente
- 2 Facultad de Ciencias, Universidad Nacional de Educación a Distancia (UNED)
ISSN: 0214-1744
Año de publicación: 2022
Volumen: 36
Número: 3-4
Páginas: 143-154
Tipo: Artículo
Otras publicaciones en: Cuaternario y geomorfología: Revista de la Sociedad Española de Geomorfología y Asociación Española para el Estudio del Cuaternario
Resumen
La estratigrafía de los isótopos del oxígeno no es un método de datación por sí mismo, sino que es necesaria la comparación de nuestros registros con secuencias isotópicas “globales “para su correlación. La proporción de los isótopos del oxígeno (O16, O18) en compuestos moleculares que contienen este elemento (p.ej. H2O, CaCO3) varía en función de la temperatura. La relación O18/O16 (δO18) nos ayuda no solo a determinar las temperaturas en el pasado geológico de la Tierra, sino también a identificar los cambios en el volumen de hielo en casquetes polares, promovidos por las variaciones en los parámetros orbitales (precesión, oblicuidad, excentricidad). La sucesión de épocas glaciares e interglaciares a lo largo del Cuaternario ha quedado registrada en sondeos oceánicos profundos (CaCO3 de los caparazones de organismos bentónicos y planctónicos) definiéndose estadios isotópicos mediante números pares (glaciares) e impares (interglaciares). La escala isotópica ha adquirido un valor cronoestratigráfico al construirse modelos de edad a partir de dataciones isotópicas (C14, series de Uranio, para los estadios isotópicos más recientes), la escala paleomagnética, y, sobre todo, mediante su ajuste astronómico. La correlación de nuestros registros con las secuencias isotópicas así establecidas nos permite establecer su cronología e interpretar la respuesta paleoclimática en nuestras latitudes ante las variaciones paleoclimáticas globales.
Referencias bibliográficas
- Citas Ahn, S., Khider, D., Lisiecki, L.E., Lawrence, C.E. (2017). A probabilistic Pliocene-Pleistocene stack of benthic δ18O using a profile hidden Markov model. Dynamics and Statistics of the Climate System 2(1), 1-16. https://doi.org/10.1093/climsys/dzx002
- Arrhenius, G. (1952). Sediment Cores from East Pacific. Reports of the Swedish Deep-Sea Expedition (1947–1948) 5(1), 227pp.
- Bassinot, F.C., Labeyrie, L.D., Vincent, E., Quidelleur, X., Shackleton, N.J., Lancelot, Y. (1994). The astronomical theory of climate and the Brunhes-Matuyama reversal. Earth and Planetary Science Letters 126, 91-108. https://doi.org/10.1016/0012-821X(94)90244-5
- Bemis, B. E., Spero, H. J., Bijma, J., & Lea, D. W. (1998). Reevaluation of the oxygen isotopic composition of planktonic foraminifera: Experimental results and revised paleotemperature equations. Paleoceanography, 13, 150-160. https://doi.org/10.1029/98PA00070
- Cabero, A. (2009). Registro costero de los cambios eustáticos y climáticos durante los interglaciares recientes cuaternarios: Sur y Sureste peninsular, islas Baleares, Canarias y Cabo Verde. Tesis Doctoral, Universidad de Salamanca.
- Camuera, J., Jiménez-Moreno, G., Ramos-Román, M.J., García-Alix, A., Toney, J.L., Anderson, R.S., Jiménez-Espejo, F., Kaufman, D., Bright, J., Webster, C., Yanes, Y., Carrión, J.S., Ohkouchi, N., Suga, H., Yamame, M., Yokoyama, Y., Martínez-Ruiz, F., (2018). Orbital-scale environment and climatic changes recorded in a new ~ 200,000-year-long multiproxy sedimentary record from Padul, southern Iberian Peninsula. Quaternary Science Reviews 198, 91-114. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.08.014
- Camuera, J., Jiménez-Moreno, G., Ramos-Román, M.J., García Alix, A., Toney, J.L., Scott Anderson, R., Jiménez-Espejo, F., Bright, J., Webster, C., Yanes, Y., Carrión, J.S. (2019). Vegetation and climate changes during the last two glacial-interglacial cycles in the western Mediterranean: A new long pollen record from Padul (southern Iberian Peninsula). Quaternary Science Reviews 205, 86-105. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2018.12.013
- Camuera, J., Jiménez-Moreno, G., Ramos-Román, M.J., García-Alix, A., Jiménez-Espejo, F., Toney, J.L., Scott Anderson, R. (2021). Chronological control and centennial-scale climatic subdivisions of the Last Glacial Termination in the western Mediterranean region. Quaternary Science Reviews 255, 106814. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2021.106814
- Emiliani, C. (1955). Pleistocene temperatures. Journal of Geology 63(6), 538-578. https://doi.org/10.1086/626295
- Epstein, S., Buchsbaum, R., Lowenstam, H.A., Urey, H.C. (1951). Carbonate-water isotopic temperature scale. Geological Society of America Bulletin 62, 417-425. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1951)62[417:CITS]2.0.CO;2
- Epstein, S., Buchsbaum, R., Lowenstam, H.A., Urey, H.C. (1953). Revised carbonate-water isotopic temperature scale. Geological Society of America Bulletin 64, 1315-1325. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1953)64[1315:RCITS]2.0.CO;2
- Gradstein, F.M., Ogg, J.G., Schmitz, M.D., Ogg, G.M. (Eds.) (2012). The Geologic Time Scale, 2012. Elsevier, 1144pp.
- Grossman, E.L. (2012). Oxygen Isotope Stratigraphy. En: Grandstein, F.M., Ogg, J.G., Schmitz, M.D., Ogg, G.M. (Eds). The Geologic Time Scale. Elsevier, cap. 10, 181-206. https://doi.org/10.1016/B978-0-444-59425-9.00010-X
- Halverson, G.P. (2015). Marine Isotope Stratigraphy. En W.J. Rink & J.W. Thompson (Eds). Encyclopedia of Scientific Dating Methods Springer, Dordrecht, 517-528. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6326-5_130-1
- Hays, J.D., Imbrie, J., Shackleton, N.J. (1976). Variations in the Earth’s orbit: Pacemaker of the Ice Ages. Science 194, 1121-1132. https://doi.org/10.1126/science.194.4270.1121
- Imbrie. J. e Imbrie, K.P. (1979). Ice Ages: solving the mystery. Harvard University Press. Enslow Publishers 224 pp. https://doi.org/10.1007/978-1-349-04699-7
- Imbrie, J., Hays, J.D., Martinson, D.G., McIntyre, A., Mix, A.C., Morley, J.J., Pisias, N.G., Prell, W.L., Shackleton, N.J. (1984). Th orbital theory of Pleistocene climate: support from a revised chronology of the marine δO18 record. En: Milankovitch and Climate (Berger et al., eds). D. Reidel Publishing Company. Part 1, 269-305.
- Imbrie, J., Boyle, E.A., Clemens, S.C., Duffy, A., Howard, W.R., Kukla, G., Kutzbach, J., Martinson, D.G., McIntyre, A., Mix, A.C., Molfino, B., Morley, J.J., Petersen, L.C., Pisias, N.G., Prell, W.L., Raymo, M.E., Shackleton, N.J., Toggweiler, J.R. (1992). On the structure and origin of major glaciation cycles, 1. Linear responses to Milankovitch forcing. Paleoceanography 7(6), 701-738. https://doi.org/10.1029/92PA02253
- Laskar, J.; Fienga, A.; Gastineau, M.; Manche, H. (2011). La2010: a new orbital solution for the long-term motion of the Earth. Astronomy & Astrophysics, 532(), A89–. https://doi.org/10.1051/0004-6361/201116836
- Lisiecki, L. y Raymo, M. (2005). A Pliocene – Pleistocene stack of 57 globally distributed benthic δ18O records. Paleoceanography 20, 17pp. https://doi.org/10.1029/2004PA001071
- Martín-Chivelet, J. y Muñoz-García, M.B. (2015). Estratigrafía de isótopos de oxígeno y la reconstrucción de cambios climáticos del pasado. Enseñanza de las Ciencias de la Tierra 23(2), 160-170.
- Martinson, D.G., Pisias, N.G., Hays, J.D., Imbrie, J., Moore, T.C., Shackleton, N.J. (1987). Age Dating and the Orbital Theory of the Ice Ages: Development of a High-Resolution 0 to 300.000-year Chronostratigraphy. Quaternary Research 27, 1-29. https://doi.org/10.1016/0033-5894(87)90046-9
- McCrea, J.M. (1950). On the isotope chemistry of carbonates and a paleotemperature scale. Journal of Chemical Physics 18, 849-857. https://doi.org/10.1016/0033-5894(87)90046-9
- Menéndez-Amor, J., Florschütz, F. (1962). Un aspect de la végétation en Espagne méridionale durant la dernière glaciation et L'Holocène. Geol. Mijnbouw 41, 131-134.
- Menéndez-Amor, J., Florschütz, F. (1964). Results of the preliminary palynological investigation of samples from a 50 m boring in southern Spain. Bol. Real Sociedad Española Historia Natural 62, 251-255.
- Milankovitch, M. (1920). Théorie Mathématique des Phénomènes Thermiques Produits par la Radiation Solaire. Académie Yougoslave des Sciences et des Arts de Zagreb, Gauthier Villars, Paris, France.
- Pisias, N.G., Martinson, D.G., Moore, T.C., Shackleton, N.J., Prell, W., Hays, J., Boden, G. (1984). High resolution stratigraphic correlation of benthic oxygen isotopic records spanning the last 300,000 years. Marine Geology 56, 119-136. https://doi.org/10.1016/0025-3227(84)90009-4
- Prell, W.L., Imbrie, J., Martinson, D.G., Morley, J.J., Pisias, N.G., Shackleton, N.J., Streeter, H.F. (1986). Graphic Correlation of oxygen isotope stratigraphy. Application to the Late Quaternary. Paleoceanography 1(2), 137-162. https://doi.org/10.1029/PA001i002p00137
- Railsback, L.B., Gibbard, P.L., Head, M.J., Voarintsoa, N.R.G., Toucanne, S. (2015). An optimized scheme of lettered marine isotope substages for the last 1.0 million years, and the climatostratigraphic nature of isotope stages and substages. Quaternary Science Reviews 111, 94-106. https://doi.org/10.1016/j.quascirev.2015.01.012
- Raymo, M. E., Ruddiman, W. F., Shackleton N. J., Oppo D. W. (1990). Evolution of Atlantic- Pacific δ13C gradients over the last 2.5 m.y. Earth and Planetary Science Letters 97, 353 – 368. https://doi.org/10.1016/0012-821X(90)90051-X
- Ruddiman, W.F. (2014). Earth’s Climate: Past and Future.W.H. Freeman and Co., New York (3ª Edición), 445pp.
- Shackleton, N.J. (1967). Oxygen Isotope Analyses and Pleistocene Temperatures Re-assessed. Nature 215, 15-17. https://doi.org/10.1038/215015a0
- Shackleton, N.J. (1974). Attainment of isotopic equilibrium between ocean water and the benthonic foraminifera genus Uvigerina: isotopic changes in the ocean during the last glacial. Colloques Internationaux du C.N.R.S. 219, 203-209.
- Shackleton, N.J. (1969). The Last Interglacial in the marine and terrestrial records. Proceedings of the Royal Society, London B. 174, 135-154. https://doi.org/10.1098/rspb.1969.0085
- Shackleton, N.J. (1995). New data on the evolution of Pliocene Climatic Variability. En: Paleoclimate and Evolution, with emphasis on Human Origins (E.S. Vrba, G.H. Denton, T.C. Partridge & Ll. H. Burckle, eds). Yale University Press, cap. 17, 242-248.
- Shackleton, N.J. y Opdyke, N.D. (1973). Oxygen isotope and paleomagnetic stratigraphy of equatorial Pacific core V28-238: oxygen isotope temperatures and ice volumes on a 105 and 106 year scale. Quaternary Research 3, 39-55. https://doi.org/10.1016/0033-5894(73)90052-5
- Shackleton, N.J., Berger, A., Peltier, W.R. (1990). An alternative astronomical calibration of the Lower Pleistocene timescale based on ODP Site 677. Transactions of the Royal Society of Edimburg: Earth Sciences 81, 251-261. https://doi.org/10.1017/S0263593300020782
- Shackleton, N.J., Hall, M.A., Pate, D. (1995). Pliocene stable isotope stratigraphy of Site 846. En: Pisias, Mayer, Janecek, Palmer-Julson, vam Adel (Eds.) Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, vol. 138, cap. 15, 337-355. https://doi.org/10.2973/odp.proc.sr.138.117.1995
- Shackleton, N.J. y Hall, M.A. (1989). Stable isotope history of the Pliocene at ODP Site 677. En: Becker, Sakai et al. (Eds.). Proceedings of the Ocean Drilling Program, Scientific Results, vol. 111, cap. 25, 295-316. https://doi.org/10.2973/odp.proc.sr.111.150.1989
- Urey, H.C., Lowenstam, H.A., Epstein, S., McKinney, C.R. (1951). Measurements of Paleotemperatures of the Upper Cretaceous of England, Denmark, and the Southeastern United States. Bulletin of the Geological Society of America 62, 399-416. https://doi.org/10.1130/0016-7606(1951)62[399:MOPATO]2.0.CO;2
- Williams, D.F., Thunell, R.C., Tappa, E., Rio, D., Raffi, J. (1988). Chronology of the pleistocene oxygen isotope record: 0–1.88 m.y. B.P. Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology 64 (3-4) 221-240. https://doi.org/10.1016/0031-0182(88)90008-9