Den isotopiske kronologi er baseret på variationerne i planetens gennemsnitstemperaturer over tid, udledt af andelene af 16 O og 18 O isotoper af ilt ( isotopiske stadier af ilt eller SIO) fundet i oceaniske og glaciale kerner udført af forskere. . Gyldig i planetarisk skala erstatter nu lokale kronologier baseret på traditionelle istider.
I litteraturen er det generelt betegnet med de engelske initialer "MIS" ( Marine isotop stage ).
Den kvartære oplevet store klimatiske variationer, der førte til en vekslen af glacial og mellemistider faser . Spor af disse istider ( moræne , udvaskede duge, etc.), især alpine istid i Europa, er blevet anvendt fra begyndelsen af det XX th århundrede at etablere en kronologi af Kvartær . Imidlertid præsenterer dette system et vist antal grænser, der er knyttet til disse fænomeners lokaliserede og diskontinuerlige karakter. På grund af forskelle i breddegrad og lettelse er istidene i Alperne, Nordvesteuropa og Nordamerika ikke ligefrem synkrone, og det er meget vanskeligt at etablere sammenhænge mellem disse forskellige områder.
Derudover spænder nogle traditionelle istider, især Riss-istid , over flere isotopiske isfaser, til det punkt, at der er stigende divergens på de afskæringsdatoer, der skal tilskrives dem.
Der blev derfor søgt en kontinuerlig og global registrering af temperaturvariationer fra 1950'erne. Den blev tilvejebragt ved kerner i havbundens sedimenter og i ishætterne i Grønland eller Antarktis . Andelen mellem isotoper 16 og 18 af ilt indeholdt i disse sedimenter (især i de fossile foraminifera af oceaniske sedimenter) er korreleret med havvandets, selv knyttet til den gennemsnitlige temperatur i atmosfæren. En variationskurve for planetens gennemsnitstemperatur blev således etableret i de sidste 5 millioner år. Det blev derefter sammenlignet med datering opnået ved andre metoder for at nå frem til en isotop kronologi, der nu er universelt anerkendt.
Den isotopiske kurve for ilt gjorde det muligt at definere en veksling af kolde og tempererede stadier, nummereret fra det aktuelle tempererede trin eller trin 1, der går tilbage i tiden. Disse stadier kaldes isotopiske iltstadier (ORS). Kolde stadier har lige tal (2, 4, 6 osv.) Og tempererede stadier har ulige tal (3, 5, 7 osv.). De kan henholdsvis svare til is- og interglaciale faser af gamle lokale kronologier, men også til mellemliggende episoder, mellemstaderne.
Den Würm istiden svarer således til isotope trin 2, 3, 4 og de fleste af fase 5: to kolde faser (SIO 2 og 4) er adskilt af en kølig interstade (SIO 3) og en række forholdsvis hurtige seje svingninger (SIO 5a til d ). Riss-Würm mellemis svarer til det tempererede trin SIO 5e, mens Riss-isningen slutter med det kolde trin SIO 6.
Følgende liste giver startdatoer (tal i tusinder af år før nutiden ) for de forskellige klimatiske stadier i Mellem- og Øvre Pleistocæn ifølge undersøgelsen fra 2005 af Lisiecki & Raymo (bentisk bunke LR04):
Listen fortsætter potentielt til SIO 104-scenen, startende for 2.614 millioner år siden.