Bazen Oksijen İzotop Evreleri (OİE) olarak da anılan Denizel İzotop Evreleri (DİE), Dünya tarihindeki soğuk ve sıcak dönemlerin en az 2,6 milyon yıl öncesine dek uzanan kronolojisini ortaya çıkarıyor. Paleoklimatologların çalışmaları ile geliştirilen OİE, okyanusların dibinde toplanan fosil plankton (foraminifer) birikintilerindeki oksijen izotopları oranını gösterir. Bu da Dünya'nın milyon yıllık iklim değişikliği hakkında ipuçları verir. Değişen oksijen izotop oranları buz tabakasının mevcudiyetine dair bilgi vererek iklim değişikliklerini açıklar.
Denizel İzotop Evreleri Nasıl Ölçülüyor?
Bilim adamları dünyanın dört bir yanındaki okyanusların tabanından tortu çekirdeği örnekleri alarak foraminiferlerin kalsit kabuğundaki Oksijen 16'nın Oksijen 18'e oranını ölçer. Oksijen 16'nın kaynağı okyanuslara yağan kardır ve bunlar buharlaşır. Okyanuslardaki Oksijen 18 ise kar ve buzul birikiminin arttığı zamanlarda zenginleşir. Böylece, O18 / O16 oranı gezegendeki artan buzul hacminin bir sonucu olarak zaman içinde değişir.
İklim değişikliğinin ölçümünde kullanılan oksijen izotop oranları bilim adamlarına Dünya'daki buzul oranında yaşanan değişimle ilgili bilgi veriyor. Dünya'daki buzul oranlarının değişmesinin başlıca nedenleri Dünya'nın Güneş etrafındaki yörüngesinin eksantrikliği (açısı), Dünya'nın eksen eğikliği ve kuzey enlemlerini Güneş'e daha yakın ve uzak konuma getiren Dünya'nın basık şekli olarak gösteriliyor. Tüm bunlar Güneş'ten gelen ısıların gezegendeki dağılımını değiştirmekte.
İzotop Evrelerini Destekleyen Kanıtlar
Bilim adamları küresel buz hacmindeki değişikliklerin kapsamlı bir kaydını tutmuş olsa da, deniz seviyesindeki yükselmenin, sıcaklık düşüşünün ve hatta buz hacminin kesin miktarı genel olarak izotop ölçümleriyle bilinemiyor. Zira bu farklı faktörler aslında birbiriyle ilişkililer. Bununla birlikte, deniz seviyesindeki değişimler bazen doğrudan jeolojik kanıtlarla tanımlanır: Örneğin, deniz seviyelerindeki mağara sarkıtlarının yaşı gibi. Bu tür ek kanıtlar Dünya'nın milyonlarca yıllık sıcaklık, deniz seviyesi veya buz miktarı değişimleri hakkında daha sıkı bir tahmin yapılmasına yardımcı oluyor.
Dünya İkliminin Milyonlarca Yıllık Değişimi
Aşağıdaki tabloda Dünya'da son 1 milyon yıl içinde yaşanan büyük kültürel olayların nasıl gerçekleştiği yani yaşamın bir paleo-kronolojisi listeleniyor. Araştırmacılar bu olayların yaşandığı yılları Oksijen İzotop Evreleri'ne (OİE) bakarak hesapladılar.
| Yıl, sıcaklık ve izotop evresi | Kültürel olaylar |
| 11.600, Daha sıcak, OİE 1 | Holosen Çağ |
| 24.000, Daha soğuk, OİE 2 | Son buzul maksimumu, Amerika'ya yerleşildi |
| 60.000, Daha sıcak, OİE 3 | Üst Paleolitik başlıyor; Avustralya'ya yerleşildi, mağara duvarları boyandı, Neandertallar yok oldu |
| 74.000, Daha soğuk – OİE 4 | Toba dağı patlaması |
| 130.000, Daha sıcak – OİE 5 | İlk modern insanlar (İMİ) Afrika'dan ayrılarak dünyaya yayıldı |
| 85.000, Daha sıcak- OİE 5a | Güney Afrika'da litik teknoloji devri |
| 93.000, Daha soğuk – OİE 5b | |
| 106.000, Daha sıcak – OİE 5c | İMİ İsrail'in Skuhl ve Qazfeh şehrinde |
| 115.000, Daha soğuk – OİE 5d | |
| 130.000, Daha sıcak – OİE 5e | |
| 190.000, Daha soğuk – OİE 6 | Orta Paleolitik başlıyor, İMİ Etiyopya'daki Bouri ve Omo Kibish'te evrimleşiyor |
| 244.000, Daha sıcak – OİE 7 | |
| 301.000, Daha soğuk – OİE 8 | |
| 334.000, Daha sıcak – OİE 9 | |
| 364.000, Daha soğuk – OİE 10 | Homo erectus Sibirya, Diring Yuriahk'ta yaşıyor |
| 427.000, Daha sıcak – OİE 11 | Neandertallar Avrupa'da evrimleşiyor, OİE 1'e en benzer evredir |
| 474.000, Daha soğuk – OİE 12 | |
| 528.000, Daha sıcak – OİE 13 | |
| 568.000, Daha soğuk – OİE 14 | |
| 621.000, Daha soğuk – OİE 15 | |
| 659.000, Daha soğuk – OİE 16 | |
| 712.000, Daha sıcak – OİE 17 | H. erectus Çin'in Zhoukoudian mağarasında |
| 760.000, Daha soğuk – OİE 18 | |
| 787.000, Daha sıcak – OİE 19 | |
| 810.000, Daha soğuk – OİE 20 | H. erectus Israil, Gesher Benot Ya'aqov'da |
| 865.000, Daha sıcak – OİE 21 | |
| 1.030.000, Daha soğuk – OİE 22 |