Paleotermómetro

Se analiza la relación δ¹⁸O a δ¹⁶O, usualmente de pruebas foram o de muestras de hielo. El hallazgo de valores altos significan bajas Tº. Confundido en el propio volumen de hielo —más hielo significa mayores valores de δ¹⁸O—.

El agua del mar tiene mayormente ${\displaystyle {H_{2}}^{16}O}$, y hay pequeñas cantidades de ${\displaystyle HD^{16}O}$ y de ${\displaystyle {H_{2}}^{18}O}$. En el estándar medio de agua de mar (acrónimo en inglés: SMOW) la relación de D y de H es ${\displaystyle 155,8*10^{-6}}$ y el de O-18 a O-16 es ${\displaystyle 2005*10^{-6}}$.

El fraccionamiento ocurre durante los cambios entre las fases condensada y de vapor: la presión de vapor de los isótopos más pesados es más baja, por lo tanto el vapor contiene relativamente más de isótopos más ligeros, y cuando el vapor condensa en precipitación preferencialmente contiene isótopos más pesados. La diferencia de SMOW se expresa como δ¹⁸${\displaystyle O=1000*((^{18}O/^{16}O)/(^{18}O/^{16}O)_{SMOW}-1)}$; y una fórmula similar es para δD.

Los valores δ de precipitación son siempre negativos. La mayor influencia sobre δ es la diferencia entre las temperaturas oceánicas donde se produce la humedad evaporada y el lugar donde finalmente precipita; mientras las Tº oceánicas son relativamente estables, el valor δ mayormente refleja la temperatura donde cae la precipitación. Teniendo en cuenta que la precipitación se forma arriba de la capa de inversión, aparece la siguiente relación lineal:

δ¹⁸O = aT + b

que es empíricamente calibrada de mediciones de Tº y de δ y es = 0,67 ‰/^oC para Groenlandia y de 0,76 ‰/^oC para el este de Antártida. La calibración inicialmente se hacía sobre la base de las variaciones espaciales en temperatura y se asumía que esta correspondía a las variaciones temporales (Jouzel & Merlivat, 1984). Más recientemente, la termometría ha mostrado que en las variaciones glacial-interglacial, un = 0,33 ‰/^oC (Cuffey et al., 1995), implican que los cambios de Tº glacial-interglacial fueron el doble de grandes de las previamente especuladas.

El magnesio (Mg) puede ser incorporado en las conchas de Foraminíferos; con Tº más altas se hace más fácil de incorporar. Así una relación Mg/Ca alta implica una alta Tº, aunque algunos factores ecológicos pueden hacer confundir la señal.

Las distribuciones de moléculas orgánicas en los sedimentos marinos reflejan paleotemperaturas.

Ver: índice de insaturación de alkenones, TEX-86

Ciertas plantas prefieren ciertas Tº; si su polen es hallado puede deducirse su Tº aproximada.