上新世(Pliocene Epoch),是新生代新近紀(jì)的第二個(gè)世。延續(xù)時(shí)間1200~200萬年。國(guó)際地質(zhì)科學(xué)聯(lián)合會(huì)將上新統(tǒng)(世)劃分為兩個(gè)階段,皮亞琴察階(Piacenzian)和贊克勒階(Zanclean),已建立兩枚“金釘子”,底界為同位素測(cè)年5.333Ma的上新統(tǒng)底界——贊克勒階“金釘子”,頂界為同位素測(cè)年2.58Ma的更新統(tǒng)底界——杰拉階“金釘子”。
上新世的全球海、陸輪廊已很接近于現(xiàn)今。整體說來,海洋所占面積較大,而陸地面積較小。且發(fā)生了諸如南美洲與北美洲通過巴拿馬地峽連接;非洲板塊與歐洲板塊的碰撞;北冰洋的冰層形成等事件。這些所有這些變化奠定了今日世界海陸分布的輪廓。上新世的環(huán)境通常比以前的時(shí)代更涼爽、更干燥,四季也變得越加分明。且上新世時(shí)期不論是海生動(dòng)物還是陸地動(dòng)物,都已經(jīng)相當(dāng)現(xiàn)代化,哺乳動(dòng)物進(jìn)一步分化、大型化;熱帶植物種類開始減少,熱帶森林只有在赤道地區(qū)還有分布;落葉森林?jǐn)U展,北方被松柏林和凍土地帶覆蓋;草原在除南極洲外的所有大陸上擴(kuò)張,在亞洲和非洲出現(xiàn)稀樹草原和沙漠。
命名
上新世(Pliocene Epoch)之名始于1833年,源自“pleio-”的羅馬化形式——“plio-”(更多)加上“-cene ”(最近),從希臘語的正確形式應(yīng)該是Plionocene。大約在530萬至260萬年前,它與其他兩個(gè)時(shí)期的區(qū)別在于有更多仍存在的物種化石。Pliocene 和更近期的 Pleistocene,兩者都相對(duì)較短,現(xiàn)在通常被合并為Plio-Pleistocene。
時(shí)期劃分
時(shí)期劃分
國(guó)際地質(zhì)年代表
國(guó)際地質(zhì)年代表將上新統(tǒng)(世)劃分為二階,應(yīng)建立2枚“金釘子”,已建立2個(gè)“金釘子”。
中國(guó)地層表
中國(guó)地區(qū)的地層年代表中,上新統(tǒng)(世)地層系統(tǒng)被分劃分為2階。
地史特征
全球構(gòu)造
上新世全球海、陸輪廊已很接近于現(xiàn)今。整體說來,海洋所占面積較大,而陸地面積較小。現(xiàn)地中海沿岸,如北非阿特拉斯山區(qū)、意大利大部、法國(guó)和西班牙的地中海沿岸區(qū)都曾為古地中海區(qū),法國(guó)的西海岸、北歐地區(qū)則被大西洋所占;在北美西海岸南部及墨西哥灣濱海區(qū)也被海洋所占。
上新世時(shí)大陸板塊繼續(xù)向它們今天的位置移動(dòng),南美洲與北美洲通過巴拿馬地峽連接到了一起(巴拿馬地峽的形成對(duì)地球的氣候和生物分布有很大影響, 原來沿赤道的大洋暖流被切斷,大西洋開始變冷,大西洋和北冰洋的水溫降低。北冰洋的冰蓋形成后使氣候變得干燥,北大西洋上的淺寒流加劇);非洲板塊與歐洲板塊的碰撞使地中海開始形成,并使特提斯海最終消失;地平線的降低使亞洲和阿拉斯加州之間形成了一條地峽。南極洲冰蓋再度擴(kuò)大,直到上新世末終年被冰雪所覆蓋;北冰洋的冰層也已形成,中緯度的冰川則開始逐步發(fā)展。所有這些變化奠定了今日世界海陸分布的輪廓。
地層及地理特征
礦產(chǎn)
古近紀(jì)-新近紀(jì)有大量聚煤作用發(fā)生并形成有工業(yè)價(jià)值煤田的時(shí)期。其中包括了新近紀(jì)的中新世-上新世時(shí)期發(fā)生的聚煤作用,主要分布于云南及臺(tái)灣。在中國(guó)陸上區(qū)域,古近系-新近系聚煤區(qū)的煤占煤炭資源總量的0.6%。
氣候環(huán)境
植物和樹木的化石揭示了上新世的環(huán)境通常比以前的時(shí)代更涼爽、更干燥,四季也變得越加分明。但海洋記錄表明,大約3.0~3.5萬年前的間隔可能是一個(gè)相對(duì)溫暖的時(shí)期。
在上新世氣候適宜期(430萬~330萬年),北半球的年均溫度比現(xiàn)今高3.8℃,可以作為21世紀(jì)中葉的氣候相似型。隨著"上新世研究、解釋和氣象制圖(PRISM)"科學(xué)計(jì)劃的實(shí)施,學(xué)術(shù)界開始將重點(diǎn)集中在326.4萬~302.5萬年時(shí)期的地球表面溫度及其邊界條件重建上,后人習(xí)慣性稱之為中上新世暖期(mPWM)。中上新世暖期的大氣CO2明顯高于工業(yè)革命前的濃度,因此,該時(shí)期也是國(guó)際政府間工作委員會(huì)(IPCC)重點(diǎn)關(guān)注的時(shí)段之一。
經(jīng)過大量的地質(zhì)記錄和古氣候模擬研究,學(xué)術(shù)界已經(jīng)逐漸獲得對(duì)該暖期的系統(tǒng)認(rèn)識(shí)。在中上新世暖期,海表溫度重建結(jié)果品示,中高緯度的海表溫度比現(xiàn)今高達(dá)到4℃以上;模式結(jié)果顯示,全球平均溫度比今天高約2.7~4.0℃。從全球范圍的增溫幅度看,高緯度地區(qū)的增溫幅度大,低緯地區(qū)溫度沒有增加或者增加幅度很小,由此導(dǎo)致赤道極地溫度梯度減小。從增溫季節(jié)的特征看,由于陸地冰雪和海冰的減少,引發(fā)了反照率溫度的正反饋?zhàn)饔茫瑢?dǎo)致冬季的溫度增加更為明顯。當(dāng)時(shí),海平面比現(xiàn)在高約20米,指示格陵蘭冰蓋、西南極冰蓋,甚至東南極冰蓋都比今天小。中上新世暖期的溫度升高對(duì)全球環(huán)境有明顯的影響。地質(zhì)證據(jù)和氣候模型研究顯示,該暖期水汽循環(huán)加強(qiáng),具體表現(xiàn)為區(qū)域年蒸發(fā)量、年降水量和土壤濕度都有增加。常綠針葉林,溫帶森林和草原帶向北移動(dòng),導(dǎo)致凍原植被減少。暖溫帶森林遍布歐洲中和東部地區(qū),非洲和澳大利亞的沙漠收縮,熱帶稀樹草原和林地面積擴(kuò)展。在東亞地區(qū),東亞季風(fēng)雨帶向北推進(jìn),降水增加。雖然中上新世暖期氣候和機(jī)制研究已經(jīng)非常深入,但是古氣候模擬結(jié)果與地質(zhì)重建結(jié)果之間還有很大的差異,即古氣候模擬還無法再現(xiàn)古氣候的全部特征,與CO2濃度的關(guān)系也尚不十分清楚,上新世暖期氣候變化的環(huán)境效應(yīng)、原因和機(jī)制仍需進(jìn)一步的研究。從多數(shù)證據(jù)看,中上新世暖期溫度增加,導(dǎo)致了地球環(huán)境的整體好轉(zhuǎn)。
生命發(fā)展
上新世是哺乳動(dòng)物的繁盛時(shí)代。哺乳動(dòng)物進(jìn)一步分化、大型化和特化為其特征。上新世時(shí)的動(dòng)物,不論是海生動(dòng)物還是陸地動(dòng)物,都已經(jīng)相當(dāng)現(xiàn)代化了。
西大西洋和加勒比海的海洋動(dòng)物(包括珊瑚、掠食性腹足類動(dòng)物動(dòng)物等)在上新世晚期經(jīng)歷了一段過渡時(shí)期,許多形式滅絕,其他形式首次出現(xiàn)。這些變化歸因于該地區(qū)溫度和海洋營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)供應(yīng)的變化。
在北半球的上新世陸生脊椎動(dòng)物群中可以看到一個(gè)非常現(xiàn)代的方面。較老的動(dòng)物群體在之前的中新世時(shí)代滅絕了。盡管歐亞大陸和北美的動(dòng)物群之間有明顯的相似之處,但這兩個(gè)地區(qū)之間似乎幾乎沒有發(fā)生動(dòng)物流。這些相似之處可能是由于中新世晚期在兩個(gè)地區(qū)之間遷移的形式的延續(xù)。在上新世早期,從西班牙和非洲到中國(guó),很可能存在著一種非常同質(zhì)的動(dòng)物群。乳齒象(類似大象的動(dòng)物)在上新世經(jīng)歷了巨大的進(jìn)化多樣化,并發(fā)展出許多變體形式,以適應(yīng)不同的生態(tài)環(huán)境。在北美,犀牛滅絕了。駱駝,有些體型很大,數(shù)量豐富多樣,馬也是如此。
更先進(jìn)的靈長(zhǎng)目在上新世繼續(xù)進(jìn)化,南方古猿是最早可以稱為人類的生物,出現(xiàn)在時(shí)代早期。大約250萬年前,在上新世和更新世的邊界附近,靈長(zhǎng)類動(dòng)物以及其他非洲哺乳動(dòng)物爆發(fā)了特別迅速的進(jìn)化變化和多樣化,可能與此時(shí)北半球冰川擴(kuò)張相關(guān)的干燥有關(guān)。
大約350萬年前的上新世中期,北美和南美之間的陸地聯(lián)系得以重建,使許多陸生哺乳動(dòng)物,包括地懶、犰狳(大型、類似犰狳的盔甲動(dòng)物)、負(fù)鼠和豪豬出現(xiàn)在北美的上新世晚期化石記錄中。此前,它們?cè)谀厦来箨懕桓綦x。
上新世時(shí)的氣候變化對(duì)植物造成了很大的影響,全世界熱帶種類開始減少,熱帶森林只有在赤道地區(qū)還有分布;落葉森林?jǐn)U展,北方被松柏林和凍土地帶覆蓋;草原在除南極洲外的所有大陸上擴(kuò)張,在亞洲和非洲出現(xiàn)稀樹草原和沙漠。
參考資料 >
國(guó)際年代地層表(2022年10月版).國(guó)際地層學(xué)委員會(huì).2023-01-11
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古近-新近紀(jì)聚煤期.中國(guó)大百科全書.2024-05-22
上新世暖期/中上新世暖期.中國(guó)大百科全書.2024-05-22