第四紀(jì)是新生代最新的一個(gè)紀(jì),包括更新世和全新世。它從約260萬年前開始,一直延續(xù)。第四紀(jì)期間生物界已進(jìn)化到現(xiàn)代面貌,靈長目中完成了從猿到人的進(jìn)化。
第四紀(jì)這個(gè)名稱最早是意大利地質(zhì)學(xué)家喬萬尼·阿爾杜伊諾于1759年研究波河河谷沉積情況時(shí)提出的。1829年,法國地質(zhì)學(xué)家儒勒·迪斯努瓦耶引用了這個(gè)定義。他在研究塞納河低地的沉積層時(shí)發(fā)現(xiàn)了一層比新近紀(jì)更新的巖層。這個(gè)巖層一直延伸到地表。
第四紀(jì)地層的劃分主要依據(jù)沉積物的巖石性質(zhì)及地質(zhì)年齡。第四紀(jì)沉積物分布極廣,除巖石裸露的陡峻山坡外,全球幾乎到處被沉積物覆蓋。它們形成較晚,大多未膠結(jié),保存比較完整。第四紀(jì)沉積主要有冰川沉積、河流沉積、湖相沉積、風(fēng)成沉積、洞穴沉積和海相沉積等。其次為冰水沉積、殘積、坡積、洪積、生物沉積和火山沉積等。第四紀(jì)沉積富集了各種砂礦、鹽湖化學(xué)沉積、泥炭和少量褐煤。世界上一些重要的稀有金屬多來自濱海和河流沉積中的第四紀(jì)砂礦,如沙金礦、鈷鎳鉻砂礦、錫鎢砂礦、金剛石砂礦等。中國鹽湖中鋰和硼的蘊(yùn)藏量居世界首位。
第四紀(jì)里板塊運(yùn)動(dòng)小于100千米,因此可以被忽略。但氣候不斷變化,冰河期與間冰期交換。在冰川期中冰川可以一直延伸到緯度40度的地方。第四紀(jì)時(shí),地球氣候出現(xiàn)過多次冷暖變化,240萬年以來至少經(jīng)歷了24個(gè)氣候旋回。晚新生代冰期開始于距今1400~1100萬年前,但在第四紀(jì)才出現(xiàn)冰期和間冰期的明顯交替。冰期極盛時(shí),北半球高緯地區(qū)形成大陸冰蓋,格陵蘭冰蓋覆蓋了格陵蘭和冰島,勞倫大冰蓋掩埋了整個(gè)加拿大,并向南延伸至紐約、辛辛那提一帶。歐洲將近一半被斯堪的納維亞冰蓋覆蓋。西伯利亞冰蓋則占據(jù)了西伯利亞北部地區(qū)。
中國地理學(xué)家竺可楨指出,第四紀(jì)歐洲和北美洲北部經(jīng)歷了四個(gè)冰河期和四個(gè)間冰期:第一冰河期距今30萬年至27萬年;第二冰河期距今20萬年至18萬年;第三冰河期距今13萬年至10萬年;第四冰河期距今6萬5千年至1萬5千年。
在第四紀(jì)只有很少新的動(dòng)物種類產(chǎn)生。海生無脊椎動(dòng)物仍以雙殼類、腹足類、小型有孔蟲、六射珊瑚等占主要地位。陸生無脊椎動(dòng)物仍以雙殼類、腹足類、介形類為主。其它脊椎動(dòng)物中真骨魚類和鳥類繼續(xù)繁盛,兩棲類和爬行類變化不大。
高等陸生植物的面貌在第四紀(jì)中期以后已與現(xiàn)代基本一致。由于冰期和間冰期的交替變化,逐漸形成寒帶、溫帶、亞熱帶和熱帶植物群。微體和超微的浮游鈣藻對(duì)海相地層的劃分與對(duì)比仍十分重要。
哺乳動(dòng)物在第四紀(jì)期間的進(jìn)化主要表現(xiàn)在屬種而不是大的類別更新上。第四紀(jì)前一階段--更新世早期哺乳類仍以偶蹄類、長鼻類與新食肉類等的繁盛、發(fā)展為特征,與第三紀(jì)的區(qū)別在于出現(xiàn)了真象、真馬、真牛。更新世末期,在北半球有不少哺乳動(dòng)物的一些類別和不少屬種相繼衰亡或滅絕。劍齒虎、猛犸、乳齒象、雕齒獸滅絕,馬科、駱駝科在北美洲滅絕。到了第四紀(jì)的后一階段--全新世,哺乳動(dòng)物的面貌已和現(xiàn)代基本一致。
第四紀(jì)是人類出世并迅速發(fā)展時(shí)代。人類的發(fā)展經(jīng)歷了以下主要階段:
早期猿人階段(210萬年-170萬年前):能人在東非坦桑尼亞出現(xiàn),巫山人(210萬年前)、元謀人(170萬年前)在中國三峽--橫斷山脈地區(qū)出現(xiàn),這可能是早期的直立猿人;
晚期猿人階段(110萬年前):直立猿人從非洲向歐洲擴(kuò)散。在中國,元謀人向北擴(kuò)散,越過秦嶺,成為陜西藍(lán)田發(fā)現(xiàn)的藍(lán)田人(距今110萬年左右)并抵達(dá)BJ,成為BJ猿人;另有一支沿長江向東擴(kuò)散,抵達(dá)南京,成為南京猿人。最著名的代表是藍(lán)田人、京猿人和爪哇猿人;
早期智人階段(50萬年前):智人在非洲出現(xiàn)并遷移到歐洲;在亞洲,則是從晚期猿人進(jìn)化而來,以中國山西發(fā)現(xiàn)的丁村人為代表。
晚期智人(新人)階段(25萬年-3.5萬年前):現(xiàn)代人在非洲南部和亞洲北部出現(xiàn)(中國的周口店山頂洞人,就是丁村人的后裔);約5萬年前,非洲的現(xiàn)代人類分布到中東地區(qū),和亞洲遷徙來的現(xiàn)代人類,有混血;到3.5萬年前,非洲的現(xiàn)代人類分布到達(dá)歐洲-克羅麥昂人;
在更新世晚期,大約3萬-2萬年前,現(xiàn)代人類通過白令陸橋進(jìn)入北美洲并向南遷移。進(jìn)入全新世后,現(xiàn)代人的分布到除南極洲以外的各個(gè)大陸,并且成為唯一生存至今的人科動(dòng)物。
大量的化石資料證明人類是由古猿進(jìn)化而來的。古猿與最早的人之間的根本區(qū)別在于人能制造工具,特別是制造石器。從制造工具開始的勞動(dòng)使人類根本區(qū)別于其它一切動(dòng)物,勞動(dòng)創(chuàng)造了人類。另一個(gè)主要特點(diǎn)是人能直立行走。從古猿開始向人的方向發(fā)展的時(shí)間,一般認(rèn)為至少在1000萬年以前。
有關(guān)地球地質(zhì)年代的劃分大致如此,簡單總結(jié)一下就是:
地球46億年歷史可分為三大階段。一、天文時(shí)期:46億--35億年,地球上基本未保留這一時(shí)期的地質(zhì)體;二、隱生宙時(shí)期:35億--6億年,地質(zhì)體在部分地區(qū)有保留,已有原始生命出現(xiàn);三、顯生宙時(shí)期:6億年至今,此期地質(zhì)體遍布全球。
也因此,地球歷史年表中主要是以有地質(zhì)體的時(shí)間來劃分的,其中最大的時(shí)間單位是宙,宙下是代,代下分紀(jì),紀(jì)下分世,世下分期,期下分時(shí)。以代來劃分,新生代是地球歷史上最新的一個(gè)地質(zhì)時(shí)代,從6400萬年前開始一直持續(xù)到今天。隨著恐龍的滅絕,中生代結(jié)束,新生代開始。新生代又分為古近紀(jì)、新近紀(jì)、第四紀(jì),然后是紀(jì)下的七個(gè)世:古新世、始新世、漸新世、中新世、上新世、更新世和全新世。
人類就是在距今約260萬年的全新世之時(shí),從靈長目中的猿逐漸完成了從猿到人的演化。過去認(rèn)為,如果把地球的歷史比喻成24小時(shí),人類只存在了3秒。但是,由于發(fā)現(xiàn)了更早的人類化石,又把古猿轉(zhuǎn)變?yōu)槿祟愂甲娴臅r(shí)間向前推進(jìn)到700萬年前。
當(dāng)然,人類的出現(xiàn)是這個(gè)時(shí)代的最突出的事件,因此也有人稱第四紀(jì)為人類紀(jì)或靈生紀(jì)。第四紀(jì)可分為更新世(早更新世、中更新世、晚更新世)和全新世。如果現(xiàn)在要?jiǎng)澐秩祟愂?,就是把第四紀(jì)從更新世、全新世延續(xù)到了人類世,也是與全新世道別。
與地球46億年的歷史相比,人類短短300萬年的歷史猶如“一瞬間”,然而,就在這“一瞬間”,人類已將自己的印記深深“烙”在了這顆藍(lán)色星球上。