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更新世

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第四的下级划分
年代 (万年)
第四纪 全新世 梅加拉亚期 0--0.42
诺斯格瑞比期 0.42--0.82
格陵兰期 0.82--1.17
更新世 晚更新期英语Late_Pleistocene 1.17--12.6
千叶期英语Chibanian 12.6--77.3
卡拉布里亚期英语Calabrian_(stage) 77.3--180
格拉斯期英语Gelasian 180--258
新近纪 上新世 皮亚琴期 以前

ɡènɡ新世[1](英语:Pleistocene发音: /ˈpls.təˌsn, -t-/[2]),亦称洪积世,时间跨度约为258.8万年前至1.17万年前(约公元前9700年)[3],这是地质学新生代第四纪的早期阶段[4],显著特征是气候变冷,冰期间冰期交替。更新世俗称为冰河时代(Ice Age)

1839年,英国地质学家查尔斯·莱尔首次提出“更新世”一词,描述西西里岛的地层,其中至少70%的软体动物仍然存活,有别于更古老的上新世。莱尔起初认为上新世是最年轻的化石岩层,后来改称更新世,意为“最新”。“更新世”(Pleistocene)一词源自希腊语“πλεῖστος”(pleîstos,意为“最多”)和“καινός”(kainós,意为“新”)。这一名称与“上新世”(Pliocene,意为“较新”)和“全新世”(Holocene,意为“完全新”)形成对比。

2009年,国际地质科学联合会(IUGS)正式将更新世与上新世的分界调整为距今258.8万年(BP),并确立格拉斯期为更新世的起点。此前,更新世的起点被认为是距今180.6万年(BP),因此早期文献中可能存在不同的定义。更新世的结束标志着最后一个冰期的终结,同时也意味着旧石器时代的结束。

更新世的时间跨度为距今约258万年(±0.005)至约1.17年(BP)。更新世经历了多次冰川期,直到新仙女木冷期在公元前9640年(约11,654个日历年BP)结束,标志着全新世的开始。尽管全新世是一个新的地质年代,但其气候特征与更新世的间冰期相似。国际地层年代表将更新世划分为四个阶段:格拉斯期、卡拉布里亚期、千叶期(曾称“中更新世”)和晚更新世。某些地区还采用地方性划分。在此期间,欧洲经历了七次主要冰期:拜伯冰期、多瑙冰期、群智冰期、哈斯拉赫冰期、民德冰期、里斯冰期和玉木冰期(Würm冰期)。

上新世末期,北美洲和南美洲通过巴拿马地峡相连,促使两大洲动物交换并改变海洋环流模式,导致约270万年前北半球开始形成冰川。更新世的生物群与现代相似,许多现存生物属,如松柏科植物、被子植物、昆虫、软体动物、鸟类和哺乳动物,均在这一时期出现。人类也首次在此期间出现。早更新世(258万年至80万年前),非洲的古人类(Homo属)开始向亚非欧大陆扩散。随着早更新世的结束,冰期循环从41,000年一周期转变为不对称的100,000年周期,气候变化更加剧烈。更新世期间,早期新近纪的干燥化和降温趋势持续,气候因冰期循环而出现显著波动。冰期顶峰时,海平面比现今低约120米(390英尺),亚洲和北美洲通过白令陆桥相连,北美洲北部的大部分地区被劳伦泰德冰盖(Laurentide Ice Sheet)覆盖。晚更新世见证了现代人类走出非洲、其他人类物种的灭绝,以及人类首次扩展到澳大利亚和美洲,伴随着这些地区大型动物的灭绝。

古地理和气候

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现代大陆在更新世期间基本处于现有位置,自该时期开始以来,其所处的板块相对移动的距离不超过100公里(62英里)。在冰川期,海平面下降至比今天低120米(390英尺),暴露出大片现今大陆架的干燥土地。

根据英国作家马克·莱纳斯(Mark Lynas)在其著作《改变世界的6℃》中的研究数据,更新世的气候可视为持续的厄尔尼诺现象。此期间,南太平洋信风减弱或转向东,秘鲁附近暖空气上升,温暖水流从西太平洋和印度洋向东扩散,呈现出其他厄尔尼诺特征。

更新世气候的主要特点是反复的冰川循环,部分地区的大陆冰川扩展至第40纬度。估计在冰川达到最大扩展时,地球表面约30%被冰覆盖。此外,永久冻土带从冰盖边缘向南延伸,在北美洲和欧亚大陆各有数百公里。冰缘地区的年均气温约为−6°C(21°F),而永久冻土边缘的年均气温则为0°C(32°F)。

每次冰川推进都将大量水储存于厚达1,500至3,000米(4,900至9,800英尺)的大陆冰盖中,导致全球海平面暂时下降超过100米(300英尺)。在间冰期(如现今)时,淹没的海岸线很常见,部分地区因等静压或其他上升运动而减轻影响。

冰川化的影响是全球性的。南极洲在更新世及前一个上新世期间一直被冰覆盖,安第斯山脉南部则覆盖着巴塔哥尼亚冰盖。新西兰和塔斯马尼亚同样有冰川,现在正在退化的肯尼亚山、基利曼杰罗山和鲁文佐里山脉的冰川规模更大,埃塞俄比亚山脉和阿特拉斯山脉西部也存在冰川。

在北半球,许多冰川融合成一个整体。科迪勒拉冰盖覆盖北美西北部,劳伦泰德冰盖覆盖东部,芬诺-斯堪的那维亚冰盖位于北欧,包括大部分英国,阿尔卑斯山则覆盖着阿尔卑斯冰盖。散布在西伯利亚和北极大陆架上的穹顶冰川,北海则被冰层覆盖。

在冰盖南部,因排水口被堵塞而积聚了大量湖泊,冷空气减缓了蒸发。当劳伦泰德冰盖退却时,北中美洲被阿加西湖完全覆盖。现今干涸或几乎干涸的超过一百个盆地,曾是北美西部溢出的湖泊,例如,博内维尔湖曾位于现今的大盐湖所在位置。欧亚大陆因冰川的径流形成了大湖,河流变得更大,流量丰沛,呈现出支流交错的特征。非洲的湖泊更加充盈,显然是由于蒸发减少,而沙漠则更为干燥且面积更大。降雨量较低,主要因为海洋和其他地方的蒸发减少。

估计在更新世期间,东南极冰盖厚度至少减薄了500米,自最后一次冰川最大值以来的减薄量则不足50米,并可能在约14,000年前开始。

更新世时期北极地区冰河时期的最大范围
冰河时代反映在地球大气中的二氧化碳中,储存在南极洲冰川的气泡中
根据格陵兰冰芯,更新世末期的后冰期温度演变

古周期

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米兰科维奇循环

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氧同位素比循环

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生物

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动物群

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海洋和大陆的动物群大体上与现代相似,但出现了更多大型陆地哺乳动物,如猛犸象乳齿象双门齿兽剑齿虎、老虎、狮子、原牛短面熊地懒巨猿。在孤立的地区,如澳大利亚、马达加斯加、新西兰和太平洋岛屿,也出现了大型鸟类和一些爬行动物,如象鸟、恐鸟、哈斯特鹰昆坎鳄古巨蜥卷角龟

冰河时代剧烈的气候变化对动植物群产生了重大影响。随着冰川的推进,大陆大片地区变得无人居住,植物和动物不得不向南退避,面临生存压力。这些压力主要来源于剧烈的气候变化、栖息地减少和食物短缺。到了更新世晚期,许多大型哺乳动物(如猛犸象、乳齿象、剑齿虎雕齿兽披毛犀、各种长颈鹿科动物、西瓦鹿地懒大角鹿、穴狮(cave lions)、洞熊嵌齿象美洲拟狮恐狼短面熊)相继灭绝。这一灭绝事件从更新世晚期开始,持续到全新世,尼安德特人也在此期间消失。

随着最后一个冰期结束,冷血动物、小型哺乳动物(如小林姬鼠)、迁徙鸟类以及更为迅速的动物(如白尾鹿)逐渐取代了巨型动物并向北迁移。晚更新世的大角羊相较于今天的后代更为瘦长,腿部更长。科学家认为,晚更新世的灭绝事件改变了捕食者的动物群,促使这些物种为了增强力量而非速度进行适应。

这次灭绝事件对非洲的影响微乎其微,但对北美尤为严重,本土的马和骆驼都被消灭。

人类

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现代人类的演化发生在更新世[5][6]

在更新世早期,傍人Paranthropus)仍然存在,早期人类祖先也出现,但在更新世的大部分时间内,化石记录中仅发现直立人

约180万年前,随着直立人的出现,阿舍利石器文化取代了较为原始的奥都万文化,后者曾被南方古猿和最早的智人所使用。

约30万年前,智人开始出现[7]

4万至5万年前,明确出现与现代人类行为相关的文物[8]

根据线粒体计时技术,现代人类在中更新世的Riss冰期后从非洲迁徙,并在晚更新世时遍布全球的无冰地区[9][10]

2005年的一项研究提出,在迁徙过程中,人类与已在非洲之外的古人类形式进行了杂交,古人类的基因物质被融入现代人类的基因库中[11]

参见

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参考文献

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  1. ^ 陈至立 (编). 更新世. 辞海. 上海: 上海辞书出版社. 2019 [2024-04-03]. ISBN 978-7-5326-5325-6. (原始内容存档于2024-04-03). 
  2. ^ Jones, Daniel, Peter Roach; James Hartman; Jane Setter , 编, English Pronouncing Dictionary, Cambridge: Cambridge University Press, 2003 [1917], ISBN 3-12-539683-2 
  3. ^ Major Divisions. Subcommission on Quaternary Stratigraphy. International Commission on Stratigraphy. [25 September 2019]. (原始内容存档于2020-01-19). 
  4. ^ Gibbard, P. and van Kolfschoten, T. (2004) "The Pleistocene and Holocene Epochs" Chapter 22 (PDF). [2020-01-17]. (原始内容 (PDF)存档于2007-08-11).  (3.1 MB) In Gradstein, F. M., Ogg, James G., and Smith, A. Gilbert (eds.), A Geologic Time Scale 2004 Cambridge University Press, Cambridge, ISBN 0-521-78142-6
  5. ^ Rogers, A R; Jorde, L B. Genetic evidence on modern human origins. Human Biology. 1995: 1-36. 
  6. ^ Wall, J D; Przeworski, M. When did the human population size start increasing?. Genetics. 2000, 155 (4): 1865-1874. 
  7. ^ Hublin J J, Ben-Ncer A, Bailey S E, et al. New fossils from Jebel Irhoud, Morocco and the pan-African origin of Homo sapiens[J]. Nature, 2017, 546(7657): 289-292.
  8. ^ Klein R G. Anatomy, behavior, and modern human origins[J]. Journal of world prehistory, 1995, 9: 167-198.
  9. ^ Cann R L, Stoneking M, Wilson A C. Mitochondrial DNA and human evolution[J]. Nature, 1987, 325(6099): 31-36.
  10. ^ Templeton A R. Out of Africa again and again[M]//Human Evolution Source Book. Routledge, 2016: 637-645.
  11. ^ Eswaran V, Harpending H, Rogers A R. Genomics refutes an exclusively African origin of humans[J]. Journal of Human Evolution, 2005, 49(1): 1-18.