上新世

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更新時間: 2013-07-14

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上新世(pliocene epoch)是地質時代中第三紀的最新的一個世,它從距今530萬年開始,距今180萬年結束。上新世是英國C·萊伊爾於1833年命名的。上新世前是中新世,其後是更新世。上新世與中新世之間的邊界是地區性的從比較溫暖的中新世轉化為比較寒冷的上新世,上新世與更新世之間的邊界一直被認為從更新世冰川的開始,但也有科學分析后認為這個邊界有點晚。

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1 上新世 -簡介

上新世三趾馬動物群化石

上新世是新生代新近紀的第二個世,也是新近紀最後的一個世,延續時間530萬—260萬年(國際上是530萬—175萬年)。上新世前是中新世,其後是更新世。如同其它許多比較老的地質時代,上新世與其它相鄰的時代的岩床的分界定義分明,但其精確的時間範圍還不十分準確。上新世與中新世之間的邊界不是一個全球性的事件,而是地區性的從比較溫暖的中新世轉化為比較寒冷的上新世,上新世與更新世之間的邊界一直被認為從更新世冰川的開始。

第三紀的第五個世。上新世時形成的地層稱上新統,位於中新統之上、第四系之下。軟體動物現生種的含量為49%。晚中新世至早上新世,為三趾馬動物群時期,三趾馬從北美遷入,草原型動物大量出現;晚上新世,真象從非洲,真馬從北美遷入歐亞大陸形成另一動物群,並逐漸演化成現今的動物群。晚第三紀初北歐還有熱帶常綠植物,西伯利亞還有溫帶闊葉林,至上新世末喜暖植物明顯南退。對於上新世上、下限的確定見晚第三紀。

2 上新世 -分類

根據不同的動物上新世又可分為三個期

上新世晚期(傑拉階) (258.8—180.6萬年)

上新世中期(皮亞琴察階)(360—258.8萬年)

上新世早期(贊克爾階)(533.2—360萬年)

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3 上新世 -氣候

上新世北冰洋

上新世時氣候開始變冷變干,四季比此前的中新世分明,有點象今天的氣候。上新世開始前後南極洲開始被冰雪覆蓋,中緯度的冰川在上新世末期前也已發展,北冰洋的冰層形成。上新世末南極洲已經終年被冰雪覆蓋。

上新世是個溫暖的時期,全球平均溫度比現今氣候溫暖約3度,除了平均溫度較高,東太平洋的斜溫層位置也較深,造成赤道太平洋的經向海溫梯度只有1.5±0.9度,類似現今聖嬰現象時的海溫分佈。同時,上新世的邊界條件也和現今的條件相當,擁有類似的洋流形態、海陸分佈、北半球的冰層覆蓋範圍、及類似的大氣CO2含量。因此溫暖的上新世是研究及對照全球暖化與聖嬰現象的最佳時期。

上新世比較溫暖的原因可以有來自熱帶地區以外的海溫變化或海水鹽度變化,或是熱帶地區本身的短期氣候變化(ENSO或大氣中CO2濃度變化)所造成的影響。理論上,亞熱帶地區的海溫或表面海水鹽度梯度若降低,會導致赤道地區的斜溫層變暖且深度變深。雖然已有觀測資料顯示上新世的亞熱帶海溫的確比較高,但是仍需更多資訊來佐證。

赤道地區的海氣結構是影響全球氣候的關鍵之一(另一個關鍵是北極地區的海冰)。溫暖的上新世代表了赤道氣候的基本形態可以有而且曾有過長期重大的改變。因此,現今氣候在長時間尺度下來看,可能不是一個穩定的狀態。當地球處於溫暖期,赤道地區的海洋--大氣結構會產生根本上的變化,例如Walker circulation勢必要改變,全球熱量會重新分配,海氣交互作用將變弱並進而減緩高頻氣候變異(例如ENSO,相對於長時間的氣候變遷)的幅度。

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4 上新世 -古地理

上新世巴拿馬地峽

上新世時大陸板塊繼續向它們今天的位置移動,上新世初它們離今天的位置約為250千米,上新世未它們離今天的位置約70千米。南美洲與北美洲通過巴拿馬地峽連接到一起,導致南美洲的有袋目動物幾乎滅絕。巴拿馬地峽的形成對地球的氣候有很大影響,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。

非洲板塊與歐洲板塊的碰撞使地中海開始形成。古地中海消失。

海面的降低使亞洲和阿拉斯加之間形成了一條地峽。

在地中海、印度和中國有上新世的海底岩石暴露,其它地方上新世的海底岩石一般在海岸附近可以找到。

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5 上新世 -植物

上新世氣候的變化對植物帶來的變化很大,全世界熱帶種類減少,落葉森林擴展,北方被松柏林和凍土地帶覆蓋,除南極洲外在所有的大陸上草原擴張。只有在赤道地區還有熱帶森林,在亞洲和非洲熱帶大草原和沙漠出現。

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6 上新世 -動物

上新世河邊,石爪獸在吃樹葉,河馬一樣的遠角犀在覓食。
體不足90厘米、身材矮小以腐肉為食的嗜骨犬
在吃像鹿一樣的駱駝——奇角鹿的死屍

不論是海生動物還是陸地動物,上新世的動物已經相當現代化了,陸地動物還有些原始。最早的類人的動物在上新世末出現。

非洲與歐亞大陸的碰撞,南北美洲之間的地峽的形成和亞洲和北美洲之間的地峽的形成導致過去分散存在的種類混合、遷徙和互相接觸。

草食動物和一些肉食動物變大。

哺乳動物

上新世是哺乳動物的繁盛時代,哺乳動物進一步分化、大型化和特化為其特徵,已與現代屬群十分相似。最特徵性的動物群是上新世早期,即歐亞大陸的蓬蒂期動物群,它廣泛分佈於中國北方和南方,向西延伸到地中海沿岸,這一動物群在北方主要發現於黃河流域的三趾馬紅層,其中有Hipparion、Chilotherium、長頸鹿、乳齒象和一些嚙齒類如Prosiphneus等;上新世中期在山西省靜樂發現較進步的中趾馬和羚羊等。

在北美洲,嚙齒目動物、乳齒象和鏟齒象類,負鼠依然昌盛,而有蹄類動物則變少,駱駝、鹿和馬的數量降低。犀牛、貘和爪獸類滅絕。食肉動物中鼬鼠家族種類增多,犬科和熊科也很成功。樹懶、雕齒獸和犰狳等沿巴拿馬地峽從南美洲進入北美洲。

在歐亞大陸上嚙齒動物繁榮,而靈長目的分佈範圍減小了。象、鬣齒獸和劍齒獸屬動物在亞洲繁盛。蹄兔從非洲進入亞洲,馬的分佈減少了,而爪獸類和犀牛相當成功。牛和羚羊也很繁盛,一些駱駝從北美洲進入亞洲。鬣狗和早期的劍齒虎出現。

上新世兩隻雷獸為贏得配偶和領地而斗

在非洲有蹄類動物最多,靈長目動物繼續它們的進化,上新世末期南方古猿出現。嚙齒動物和象的數量增加,牛和羚羊不斷有新的種類出現,後來它們的種類和數量多於豬的種類和數量。早期的長頸鹿出現了,駱駝從北美洲經過亞洲進入非洲。馬和現代的犀牛出現。食肉動物有熊、犬科動物、鼬鼠、貓科動物、鬣狗和香貓。在這麼多競爭者的壓力下鬣狗開始成為腐食動物。

白堊紀后北美洲的動物首次重新進入南美洲,北美洲的嚙齒動物和靈長目動物與南美洲的類似動物混合。南美洲的滑距獸、雕齒獸、樹懶和小的犰狳比較成功。

在澳大利亞最主要的哺乳動物依然是有袋目動物,其中包括食草的袋熊、袋鼠和雙門齒目動物。肉食的有袋動物有袋狼和袋獅,嚙齒動物進入澳洲,蝙蝠也很繁榮。單孔目的今天的鴨嘴獸出現了。在海洋中鯨是最大的哺乳動物。

除鯨外海洋中的哺乳動物還有海牛、海豹和海獅。

上新世是巨型鯊魚天下,不過抹香鯨類亦開始發展,品種仍繁多,跟巨型鯊魚爭奪一吋之地,當然巨型鯊魚佔優。但於500萬年前,虎鯨袓先Orca citoniensis出現,標誌巨型鯊魚時代開始走下坡。250萬年前,現今鯨豚類及鰭腳類已出現,包括虎鯨、偽虎鯨、領航鯨、還有一種巨型偽虎鯨—苑裡偽虎鯨等。虎鯨及偽虎鯨會聯群捕殺幼巨齒鯊(3-4米),甚至虎鯨會聯群捕殺成年巨齒鯊。甚至大白鯊會跟幼巨齒鯊競爭食物亦是巨齒鯊滅絕原因之一。加上冰河時期鯨魚遷徙令巨齒鯊喪失食物而絕種,眾說紛紜,總之上新世未期己是巨型鯊魚強弩之末了。

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7 上新世 -海洋

上新世的海洋依然相當溫暖,但其水溫在不斷下降。北冰洋的冰蓋形成后使得氣候變得乾燥,北大西洋上的淺寒流加劇。

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8 上新世 -生態系統研究

對人類而言,地球迄今仍然是個得天獨厚的樂園。過去一萬年以來,人類在農業、工業、科技以及文化上所取得的絕大多數成就都發生在一個十分溫和的時期。在地球自然系統的調節下,這個時期的地質、氣溫以及環境都維持在一個相對平穩的範圍內,沒有太大的波動。較之此前的「更新世」和「上新世」,這一萬年的「平靜」實屬難得,因此,學者們將其稱為地球的「全新世」。

2009年,瑞典斯德哥爾摩環境研究所所長約翰·羅克斯特倫與來自環境、地球系統領域的28位國際專家組成了一個研究小組,根據對地球系統的科學認識,研究小組確定了9個對人類生存至關重要的「地球生命支持系統」,並對目前人類的消耗水平和系統的「臨界點」進行了量化和評估。

羅克斯特倫稱,由於認知水平的限制和大量不確定因素的存在,這些「臨界點」目前還只是一種「粗略的估計」。但相對警示而言,我們更應將其看作是一個喘息的時機,一個改變的機會。因此他更願意將這些「臨界點」定義為「人類生存發展的安全空間」。

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