Den isotopiske kronologien er basert på variasjonene i planetens gjennomsnittstemperaturer over tid, utledet fra proporsjonene til oksygenisotopene 16 O og 18 O ( isotopiske stadier av oksygen eller SIO) som finnes i hav- og iskjerner. Utført av forskere. Gyldig i planetarisk skala, og erstatter nå lokale kronologier basert på tradisjonelle istider.
I litteraturen er det generelt betegnet med de engelske initialene "MIS" ( Marine isotope stage ).
Den kvartær opplevd store klimavariasjoner som førte til en veksling av istid og interglasiale faser . Spor av disse istider ( morenerygger , outwash duker, etc.), særlig alpine istid i Europa, har vært brukt fra begynnelsen av XX th -tallet for å etablere en kronologi av kvartær . Imidlertid presenterer dette systemet et visst antall grenser knyttet til den lokale og diskontinuerlige naturen til disse fenomenene. På grunn av forskjeller i breddegrad og lettelse er isbreene i Alpene, Nordvest-Europa og Nord-Amerika ikke akkurat synkrone, og det er veldig vanskelig å etablere sammenhenger mellom disse forskjellige områdene.
I tillegg spenner noen tradisjonelle isbreer, særlig Riss-isingen , over flere isotopiske isfaser, til det punktet at det er økende divergens på avskjæringsdatoene som skal tilskrives dem.
Det ble derfor søkt en kontinuerlig og global registrering av temperaturvariasjoner fra 1950-tallet. Den ble gitt ved kjerning i sedimentene på havbunnen og i iskappene på Grønland eller Antarktis . Andelen mellom isotoper 16 og 18 av oksygen i disse sedimentene (spesielt i fossile foraminifera av oseaniske sedimenter) er korrelert med den i sjøvann, selv knyttet til den gjennomsnittlige temperaturen i atmosfæren. En variasjonskurve av gjennomsnittstemperaturen på planeten ble altså etablert de siste 5 millioner årene. Det ble deretter sammenlignet med dateringer oppnådd ved andre metoder for å komme frem til en isotopisk kronologi som nå er anerkjent.
Den isotopiske oksygenkurven gjorde det mulig å definere en veksling av kalde og tempererte trinn, nummerert fra det nåværende tempererte trinnet eller trinn 1, som går tilbake i tid. Disse stadiene kalles isotopiske oksygenstadier (ORS). Kalde stadier har partall (2, 4, 6 osv.) Og tempererte stadier har oddetall (3, 5, 7 osv.). De kan tilsvare henholdsvis is- og mellomisfasene i gamle lokale kronologier, men også mellomliggende episoder, mellomstadene.
Den Würm glaciation tilsvarer således isotopiske trinn 2, 3, 4 og de fleste av trinnet 5: to kalde trinn (SIO 2 og 4) adskilt av en kule interstade (SIO 3) og en serie av relativt hurtige kule oscillasjoner (SIO 5a til d ). Riss-Würm mellomis tilsvarer det tempererte trinnet SIO 5e, mens Rissbreen slutter med det kalde trinnet SIO 6.
Følgende liste gir startdatoer (tall i tusenvis av år før i dag ) for de forskjellige klimatiske stadiene i Midt- og Øvre Pleistocene , ifølge 2005-studien av Lisiecki & Raymo (bentisk haug LR04):
Listen fortsetter potensielt til SIO 104-scenen, og startet for 2,614 millioner år siden.