Un paleotermómetro es un artilugio metodológico para determinar Tº del pasado usando proxy (símil), encontrados en registros naturales tales como sedimentos o muestras de hielo, o anillos de árboles (dendroclimatología).

Paleotermómetros

δ¹⁸O

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 , y hay pequeñas cantidades de HD¹⁶O y de . En el estándar medio de agua de mar (acrónimo en inglés: SMOW) la relación de D y de H es 155,8 * 10 ^{− 6} y el de O-18 a O-16 es 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 δ¹⁸O = 1000 * ((¹⁸O / ¹⁶O) / (¹⁸O / ¹⁶O)_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 eso en cuentade 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 s 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.

Mg/Ca

El magnesio (Mg) puede ser incorporado en los tests 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.

Alkenones

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

Ver: índice de insaturación de alkenones, TEX-86

Distribución de polen

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

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