Cronologia izotopică se bazează pe variațiile temperaturilor medii ale planetei în timp, deduse din proporțiile 16 O și 18 O izotopi ai oxigenului ( stadiile izotopice ale oxigenului sau SIO) găsit în miezuri oceanice și glaciar. Efectuate de cercetători. Valabil la scară planetară, înlocuiește acum cronologiile locale bazate pe epocile glaciare tradiționale.
În literatură, acesta este în general semnificat de inițialele engleze „MIS” ( stadiul izotopului marin ).
Cuaternarul au avut mari variații climatice care au dus la o alternanță de faze glaciare și interglaciare . Urme ale acestor glaciații ( morene , fețe de masă outwash, etc.), în special glaciațiunii alpin în Europa, au fost folosite de la începutul XX - lea secol pentru a stabili o cronologie a cuaternarului . Cu toate acestea, acest sistem prezintă un anumit număr de limite legate de natura localizată și discontinuă a acestor fenomene. Datorită diferențelor de latitudine și relief, glaciațiile din Alpi, Europa de Nord-Vest și America de Nord nu sunt tocmai sincrone și este foarte dificil să se stabilească corelații între aceste zone diferite.
În plus, anumite glaciații tradiționale, în special glaciația Riss , se întind pe mai multe etape glaciare izotopice, până la punctul în care există o divergență tot mai mare la datele limită care ar trebui atribuite acestora.
Prin urmare, a fost căutată o înregistrare continuă și globală a variațiilor de temperatură din anii 1950. A fost asigurată prin încorporarea în sedimentele de pe fundul oceanului și în calotele de gheață din Groenlanda sau Antarctica . Proporția dintre izotopii 16 și 18 de oxigen conținut în aceste sedimente (în special în foraminiferele fosile ale sedimentelor oceanice) este corelată cu cea a apei de mare, ea însăși legată de temperatura medie a atmosferei. O curbă de variație a temperaturii medii a planetei a fost astfel stabilită în ultimii 5 milioane de ani. A fost apoi comparat cu datarea obținută prin alte metode pentru a ajunge la o cronologie izotopică acum recunoscută universal.
Curba izotopică a oxigenului a făcut posibilă definirea unei alternanțe de stadii reci și temperate, numerotate din stadiul temperat actual sau stadiul 1, revenind în timp. Aceste etape se numesc etape izotopice de oxigen (ORS). Etapele reci au numere pare (2, 4, 6 etc.), iar etapele temperate au numere impare (3, 5, 7 etc.). Ele pot corespunde, respectiv, fazelor glaciare și interglaciare ale vechilor cronologii locale, dar și episoadelor intermediare, interstadele. Würm glaciatiuni corespunde astfel etapelor izotopice 2, 3, 4 și de cele mai multe etape 5: două etape rece (SIO 2 și 4) , separate printr - un interstade rece (SIO 3) și o serie de oscilații destul de rapide rece (SIO 5a d ). Interglacialul Riss-Würm corespunde stadiului temperat SIO 5e, în timp ce glaciația Riss se încheie cu stadiul rece SIO 6.
Următoarea listă prezintă datele de început (cifre în mii de ani înainte de prezent ) ale diferitelor etape climatice ale Pleistocenului mediu și superior, conform studiului din 2005 realizat de Lisiecki & Raymo (grămada bentică LR04):
Lista continuă potențial până la etapa SIO 104, începând cu 2.614 milioane de ani în urmă.