Il est précédé du Crétacé et suivi de l'Éocène. Il débute par un événement bien connu : la limite Crétacé-Tertiaire, il y a 65 millions d'années. La crise biologique qui y est associée pourrait être due au recoupement des effets d'un impact météoritique (caractérisé par un pic d'iridium dans les sédiments) et d'une activité volcanique intense (mise en place des plateaux de basaltes du Deccan). On peut ajouter à cela, une régression du niveau marin (intense activité de la dorsale médio-Atlantique due à l'ouverture de l'océan) associée à un refroidissement global.
Biologie
Il y a quelque 65 Ma donc, les grands reptiles (dinosaures, ptérosauriens), les ammonites, bélemnites, foraminifères planctoniques et rudistes disparaissent de la surface de la Terre ; d'autres ordres se maintiennent, mais les populations diminuent.
Malgré cette apparente hécatombe, des représentants des 4 ordres de reptiles se maintiennent et évoluent : tortues, crocodiles, lézards et serpents.
Les victimes de l'extinction sont les espèces de grande taille ayant évolué jusqu'à une spécialisation extrême, qui les vouait à une prochaine disparition. D'ailleurs plusieurs groupes se sont sans doute éteints quelques millions d'années avant la fin du Maastrichtien.
La diversification des mammifères
Dès lors, les mammifères qui se tenaient cachés dans l'ombre des reptiles géants, vont se diversifier et se multiplier pour occuper les niches écologiques laissées vacantes par les dinosaures.
Quelques 22 nouveaux ordres apparaissent au cours des 10 millions d'années que va durer le Paléocène : Marsupiaux, Insectivores, Lémuriens, Créodontes (carnivores) et animaux à sabots, ancêtres des chevaux, rhinocéros, porcs et chameaux.
Tous ces animaux ont comme points communs d'être de petite taille, d'être des quadrupèdes plantigrades avec un museau fin et un volume crânien peu important et, pour le plupart, d'être des herbivores. Au début du Paléocène, ils sont encore extrêmement semblables à leurs ancêtres du Mésozoïque. Par la suite, les espèces vont évoluer pour atteindre de grandes tailles, qui vont être maximales de l'Éocène à l'Oligocène. Cette période offre l'un des exemples les plus marquants d'évolution au cours de l'histoire de la vie. Malgré cette explosion, c'est surtout à l'Éocène que se démarque ce nouveau règne, avec les mammifères et les oiseaux les plus grands qui aient jamais existé. Parmi ces derniers, il faut citer le Gastornis, le plus grand prédateur connu de cette époque.
Les autres animaux
Ne négligeons pas les autres classes d'êtres vivants comme les mollusques, qui subissent une phase de diversification au Danien, ceci afin de combler les niches écologiques occupées jadis par les ammonites, bélemnites et autres prédateurs de taille moyenne.
Les insectes, eux, constituent une sorte d'équivalent terrestre des Mollusques. Peu touchés par la récente crise biologique, ils poursuivent leur évolution depuis des millions d'années.
La conquête terrestre des angiospermes
Dans le règne végétal, les Angiospermes, qui étaient apparues à la fin du Crétacé, se répandent pour conquérir l'ensemble de la terre. Les premières forêts d'arbres à feuilles caduques et graminées se manifestent, mais restent peu abondantes durant la première période du Tertiaire.
Au XIXe siècle, dans les tufs de la commune de Sézanne, des fouilles ont mis au jour des restes fossilisés d'une vigne de l'âge terciaire (50 millions d'années) qui a été baptisée Vitis Sezannensis. Cette variété, disparue de l'Europe, subsiste de nos jours dans le Sud-Est du continent américain.
La tectonique
Du point de vue de la tectonique des plaques, le Paléocène représente l'étape ultime du démembrement de la Pangée avec l'ouverture de l'Atlantique Nord, il y a 100 Ma, qui sépare le Groenland du continent européen. La Terre est alors encore partagée en deux moitiés au niveau de l'équateur par l'océan téthysien.
L'Australie et l'Antarctique sont en passe d'être deux masses distinctes, ce qui va permettre la mise en place d'un courant circum-Antarctique qui va dès lors isoler le continent austral des eaux plus chaudes et engendrer son englacement.
L'Inde est déjà complètement détachée de l'Afrique, ceci depuis quelques millions d'années. Le passage à proximité d'un point chaud provoque une intense activité effusive et la mise en place des plateaux de basaltes du Deccan.
La microplaque se trouve à présent en position équatoriale. Avec elle, les continents, Africain, Indien et Australien se rapprochent de l'Eurasie, qu'ils vont rencontrer quelque 10 millions d'années plus tard.
Au niveau de l'Europe, la collision entre les plaques eurasienne et africaine a commencé, ce qui entraîne les premières phases de déformation compressive. La Téthys est toujours présente, mais en phase de fermeture. Elle laisse deviner la position de la future Méditerranée. Plusieurs micro-continents sont déjà partis en subduction vers le sud, comme le briançonnais.
L'océan valaisan est alors ouvert et les premiers flysch, se sont accumulés à la marge nord de la plaque apulienne.
En Amérique, l'événement géologique majeur du Paléocène est la formation de la chaîne des Rocheuses, une chaîne de 3 500 km de long, d'orientation Nord-Sud qui s'étend à l'Ouest du Canada et des États-Unis d'Amérique.
Le niveau marin au Paléocène fluctue : après une chute à la limite KT, il y a progradation, jusqu'à un très haut niveau, puis à ~60 Ma, une nouvelle chute de quelque –20 mètres, se produit, pratiquement identique à la précédente. Ensuite, jusqu'à la limite avec l'Eocène, le niveau remonte progressivement jusqu'à +15 mètres. Cette évolution est celle de l'ensemble du globe et correspond un stade de haut niveau marin. En Europe, la plupart des terres sont immergées.
Le climat
Le climat était sensiblement plus chaud au Paléocène (et au début de l'Eocène) que pendant tout le reste du Tertiaire ; un climat sub-tropical régnait sur l'ensemble de la terre. Une flore tropicale s'étendait jusqu'à 50° de latitude de part et d'autre de l'équateur, même en Alaska des traces de flore fossile témoignent de cette ampleur. Des saisons peu marquées expliquent en partie ce climat. Et si l'on accepte l'hypothèse de la météorite marquant la fin de l'ère Mésozoïque, elle pourrait expliquer cette « anomalie ». Le Paléocène correspond donc à une phase de haut niveau marin : presque toute l'Europe est submergée.
La crise climatique de la fin du Paléocène
À la fin du Paléocène, il y a environ 55 millions d'années, le climat devint encore plus chaud, comportant un maximum thermique local et provoquant des changements dans la végétation. Les forêts se transformèrent en véritables forêts tropicales, denses ; et certains primates ne résistèrent pas au changement. Les faunes les plus touchées furent : le micro-plancton marin, les foraminifères benthiques et les mammifères terrestres. Les fluctuations touchent particulièrement les hautes latitudes. Le réchauffement est provoqué par un dégagement massif de méthane et marque la limite avec la période suivante : l'Eocène, durant laquelle les primates évoluèrent pour se rapprocher des espèces plus modernes.
L'origine de cette crise climatique serait un dégagement massif de dioxyde de carbone dû au volcanisme intense causé par l'ouverture de l'Atlantique Nord (Islande) ayant entraîné la fonte des hydrates de méthane, un gaz qui une fois relâché, aurait augmenté la temperature de au moins 5 degrés Celsius . Elle aurait duré 100 000 ans et serait selon certains auteurs, d'une ampleur comparable à celle qui risque de débuter, si les humains continuent à produire autant de gaz à effet de serre.
L’Éocène est la deuxième époque du Paléogène et aussi la deuxième de l’ère Cénozoïque. Il suit le Paléocène et précède l’Oligocène. Il s’étend d'il y a 55,8 ± 0,2 à 33,9 ± 0,1 millions d’années. Le début de l’Éocène est marqué par l’émergence des premiers Mammifères modernes, sa fin par une extinction massive qui est peut être liée à l’impact d’un météorite en Sibérie ou celui qui a formé le cratère de la baie de Chesapeake, aux États-Unis.
Son nom provient du grec ἠώς (eos, aube) et καινός (kainos, nouveau) qui est une référence aux nouvelles espèces de mammifères apparaissant durant cette époque.
Comme pour toutes les époques géologiques anciennes les couches stratigraphiques de référence sont connues avec précision mais leurs datations exactes sont sujettes à variations.
Subdivisions
Cette période est souvent divisée en Éocène supérieur, moyen et inférieur. Les divisions données pour le Bassin de Paris sont tirées, entre autres, de Pomerol et Feugueur.
Climat
Au début de l’Éocène se produit un réchauffement global, l’un des plus extrêmes identifiés de nos jours. Cet événement se produit assez rapidement et dure moins 100 000 ans. La température moyenne augmente d’au moins 7 °C dans les latitudes hautes, voir jusqu’à 15 °C pour la température de surface des océans dans les latitudes basses de l’hémisphère sud, des modèles expliquent la température élevée par un transport de chaleur via les courants océaniques entre les latitudes hautes et basses, le gradient de température entre ces latitudes est bien moindre qu’aujourd’hui. Ce réchauffement provoque une extinction massive qui permet de distinguer nettement la faune du Paléocène et de l’Éocène. Le climat reste globalement chaud durant toute cette période bien que se refroidissant lentement. Deux causes principales sont évoquées pour expliquer le climat chaud, l’augmentation du niveau de gaz à effet de serre, tel que le méthane et une circulation des courants océaniques différentes de celle des périodes précédentes.
Paléogéographie
Les continents ont continué leurs mouvements, les rapprochant de leur position moderne. Les montagnes présentes en Amérique du Nord-Ouest commencent leur formation.
Au début de cette période l’Australie et l’Antarctique restent connectés et les eaux chaudes des tropiques se mélangent à celle de l’Antarctique. Quand ces deux continents se séparent, il y a environ 44 millions d’années les courants équatoriaux chaud sont défléchis et le transport de chaleur entre le pôle Sud et l’équateur diminue, l’Antarctique se refroidit et commence à se couvrir de glace. D’autres causes sont avancées pour expliquer ce refroidissement, par exemple le diminution de gaz à effet de serre dans l’atmosphère.
En Europe la mer Téthys finit de disparaître, tandis que la montée des Alpes isole ses derniers restes sous la forme de la mer Méditerranée. Une mer peu profonde couvre l’Europe du Nord. Bien que l’Atlantique Nord continue de s’ouvrir, une connexion entre l’Europe et l’Amérique du Nord existe, leur faune restant très similaire.
L’Inde continue à s’éloigner de l’Afrique, sa collision avec l’Asie provoque l’élévation de l’Himalaya.
Au début de l’Éocène, les températures élevées et les océans chauds créent un environnement humide et doux, avec des forêts s’étendant d’un pôle à l’autre, hormis dans quelques désert arides, les forêts sont dominantes sur les terres.
Les forêts arctiques sont étendues. Des fossiles et des restes préservés d’arbres, tel que des Metasequoia et des Glyptostrobus, sont communs sur l’île d'Ellesmere, situés seulement quelques degrés plus au sud qu’actuellement, dans l’arctique canadien, ce ne sont pas des fossiles mais des restes préservés dans de l’eau pauvre en oxygène. On trouve aussi des fossiles sub-tropicaux, voir tropicaux datant de l’Éocène au Groenland, en Alaska; les forêts tropicales poussent en Europe ; des fossiles de palmiers sont découverts en Alaska et en Europe du Nord durant le début de l’Éocène, ils deviennent moins abondants lorsque le climat se rafraîchit.
Le climat se refroidit à partir de l’Éocène moyen, le climat continental devient plus sec et les forêts s’éclaircissent nettement dans certaines régions. Les Poaceae sont confinés aux berges des rivières et des lacs et ne se sont pas encore étendus aux plaines et savanes. Le refroidissement conduit à l’expansion des arbres à feuilles caduques, plus résistants au changement de température, qui prennent la place des plantes sempervirentes. À la fin de l’Éocène les forêts composées de caducs couvrent de larges parties des continents. L’Antarctique vers la fin de cette période est nettement plus froid, la flore tropicale a disparu et au début de l’Oligocène de vastes étendues de toundra y sont présentes.
Les plus vieux fossiles de mammifères modernes apparaissent durant une brève période au début de l’Éocène. Dans le même temps, plusieurs nouveaux groupes de mammifères arrivent en Amérique du Nord, tels que les Artiodactyles, Périssodactyles et des Primates, avec des membres fins, des pieds, des mains capables d’attraper et des dents capables de mâcher. Tous ces nouveaux ordres de mammifères sont petits, en dessous de 10 kg : en se basant sur la taille des dents, les mammifères de l’Éocène sont plus petits de 60 % que ceux du Paléocène et sont aussi plus petits que ceux qui les ont suivis pendant l’Oligocène. Ces différences de taille sont probablement reliées au climat chaud et au problème de conservation de la chaleur pour les grands mammifères.
En raison de leur rayonnement entre l’Europe et l’Amérique du Nord, les deux groupes d’ongulés (Artiodactyle et Périssodactyle) sont devenus dominants à cette époque. D’autre formes de mammifères sont aussi apparus durant l’Éocène : chauve-souris, proboscidiens, rongeurs et primates.
Les formes plus primitives de mammifères ont décliné en nombre et variété. On trouve des représentants de cette faune en Amérique du Nord, Europe, Patagonie, Égypte et Asie du Sud-Est. La faune marine est mieux représentée en Asie du sud et au sud-est des États-Unis.
Pendant l’Éocène, les plantes et la faune marine ont évolué vers des formes plus modernes. De nombreuses formes modernes d’oiseaux, ainsi que des mammifères marins sont eux aussi apparus.
La limite Eocène-Oligocène, il y a ~34 Ma, est marquée sur les terres émergées par un remaniement faunique très important, qui lui a valu, d'abord pour les terrains d'Europe, le nom de "Grande Coupure". Aujourd'hui, on constate qu'il s'agit, pour les faunes mammaliennes en particulier, d'un bouleversement global.
Vie marine
Les océans de l’Éocène sont chauds, les poissons y sont abondants.
L’Oligocène est une époque géologique qui s’étend de 33,9 ± 0,1 à 23,03 ± 0,05 Ma. Elle suit l’Éocène et précède le Miocène. C’est la troisième époque de l’ère Cénozoïque et aussi la troisième du Paléogène. Son nom se réfère à la rareté d’apparition de nouveaux mammifères modernes en comparaison de leur rapide apparition durant l’Éocène.
Le début de l’Oligocène est marqué par une extinction massive qui est peut être liée à l’impact d’un météorite dans la baie de Chesapeake aux États-Unis et/ou un autre impact en Sibérie. Sa limite supérieure avec le Miocène est moins précisément définie par un événement global, mais plutôt par le climat relativement plus froid du Miocène.
Subdivisions
Paléogéographie et Paléoclimatologie
La dérive des continents continue à les rapprocher de leurs positions actuelles. L’Amérique du Sud et l’Antarctique se séparent en ouvrant le passage de Drake, le courant circumpolaire antarctique se met en place ce qui conduit à un refroidissement très net de l’Antarctique qui se couvre de glaces. Ce refroidissement va se poursuivre durant le Néogène pour culminer pendant les glaciations du Pléistocène.
Les montagnes présentes dans l’ouest de l’Amérique du Nord continuent leur formation. La plaque africaine a continué sa poussée vers le nord isolant les restes de Téthys et formant la Méditerranée ; les Alpes sont aussi le résultat de cette collision.
Une incursion marine brève se produit en Europe au début de l’Oligocène. La présence d’une faune similaire en Europe et en Amérique du Nord indique la présence d’un isthme les reliant.
Biotopes
On retrouve des traces de vie datant de l’Oligocène sur tous les continents. La faune marine et terrestre est devenue plus moderne, en raison de l’extinction de formes plus anciennes plutôt que de l’apparition de nouvelles formes.
L’Amérique du Sud est apparemment isolée des autres continents et héberge une faune distincte durant cette époque.
Les Angiospermes ont continué leur expansion. De nombreuses forêts tropicales et inter-tropicales ont été remplacées par des forêts tempérées d’arbres à feuilles caduques. Les graminées s’étendent depuis les berges des rivières et des lacs mais sans encore former des savanes .Les plaines ouvertes et les déserts deviennent plus fréquents.
En Amérique du Nord, des espèces subtropicale dominent avec des anacardiers, des Litchi, des hêtres et des pins. Les légumineuses, joncs et fougères ont continué à se diversifier.
Faune
Le début de l’Oligocène est marquée par un refroidissement général, une aridité croissante et le développement des habitats ouverts de type savane aux dépens des milieux forestiers. Ces modifications de l’environnement affectent directement les faunes, particulièrement dans l’hémisphère Nord. L’Europe connait elle une extinction massive et un flux d’animaux d’origine asiatique. S’en suit une radiation évolutive comme par exemple celles de la mégafaune d’herbivores mammifères brouteurs des périssodactyles et artiodactyles. Les reptiles restent abondants, les serpents et les lézards se diversifient mais les Choristodera disparaissent, peut-être à cause du climat.
L’Amérique du sud, isolée des autres continents, développe une faune très particulière, tandis que l’on ne trouve en Australie aucun fossile terrestre. La faune marine évolue et les vertébrés deviennent prééminents. Les cétacés dentés apparaissent ainsi que les Carcharhinidae (requins).
À l’Oligocène inférieur pratiquement toutes les familles de mammifères modernes sont établies. Il existe fort peu de fossiles d’animaux marins de cet époque en Amérique du Nord.
Le Paléogène est une période géologique de l'ère Cénozoïque, suivant le Crétacé et précédant le Néogène ; il regroupe les époques du Paléocène, de l'Éocène et l'Oligocène depuis -65,5 ± 0,3 jusqu'à -23,03 ± 0,05 millions d'années. La limite avec le Crétacé correspond aux extinctions du Crétacé.
Le Paléogène est synonyme du Nummulitique défini par Adolphe d'Archiac.
Paléogéographie
Les mers intérieures d'Amérique du Nord se sont rétrécies. La dérive des continents s'est poursuivie sans changements notables par rapport à la période précédente.
Climat
Globalement le climat se refroidit, mais la fin du Paléocène et le début de l'Éocène est marqué par une remontée des températures, la montée des températures à la limite de ces deux époques est particulièrement rapide, la température de surface des océans augmente de 5 °C à 8 °C en quelques milliers d'années.
Faune et flore
L'extinction du Crétacé a laissé la place à de nombreuses niches écologiques. Les mammifères évoluent depuis des formes simples en des espèces plus complexes. Certains d'entre eux se spécialisent dans des formes géantes. Les oiseaux évoluent eux aussi considérablement durant cette période. La plupart des autres branches du vivant sont restées relativement stables.
Le Miocène est la première époque du Néogène et la quatrième de l’ère Cénozoïque. Elle s’étend de 23,03 ± 0,05 à 5,332 ± 0,005 millions d’années, est suivie par le Pliocène et précédée par l’Oligocène. Elle a été nommée ainsi par Charles Lyell à partir du grec μείων (meioon, moins) et καινός (kainos, nouveau), moins récent car cette période comporte moins d’invertébrés marins modernes que le Pliocène.
Ses bornes ne sont pas identifiées à un évènement global mais plutôt au refroidissement continu depuis l’Oligocène qui se poursuivra pendant le Pliocène.
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Paléogéographie
Les continents ont poursuivi leur mise en place. La principale différence avec la géographie actuelle est la séparation de l’Amérique du Nord avec l’Amérique du Sud. L’Amérique du Sud se rapproche de la zone de subduction ouest de l’océan Pacifique provoquant l’élévation de la cordillère des Andes et l’extension vers le sud de la péninsule mésoaméricaine.
Les montagnes jeunes du nord-ouest de l’Amérique et en Europe ont continué leur formation. Les dépôts datant du miocène sont communs partout dans le monde. Les affleurements marins se retrouvent dans des zones proches des côtes modernes.
La plaque indienne continue sa collision avec l’Asie, l’Himalaya continue son élévation, processus encore en cours de nos jours. La mer Téthys finit de disparaître pour laisser la place à la Méditerranée, vers la fin du Miocène le détroit de Gibraltar se ferme et la Méditerranée s’assèche, épisode qui marque la crise de salinité messinienne. Cet épisode se termine au début du Pliocène par l’ouverture du détroit de Gibraltar.
Le climat devient plus sec durant le Miocène, la température baisse et l’humidité de l’air diminue, l’Australie devient semi-aride.
Vie
Les forêts tropicales africaines régressent en laissant la place à des savanes, les graminées se diversifient. De nouvelles espèces capables d’assimiler plus efficacement le dioxyde de carbone apparaissent.
Durant une partie au moins du Miocène (de - 10 à - 11 millions d’années avant nos jours) le Sahara était au moins localement couvert de forêts humides. Ceci a été confirmé par la découverte de millier de dents de petits mammifères trouvées dans des pelotes de régurgitation de rapaces. (Ces dents appartenaient notamment à une dizaine d'espèces de lémuriens qui vivaient dans les arbres et elles étaient accompagnées de restes de grenouilles, de petits reptiles (proche des caméléons) et de rongeurs . Ces restes évoquent un milieu enforesté et humide (500 mm à 1200 mm d’eau/an) avec des clairières assez grandes et nombreuses pour que s'y développent de petits rongeurs. Martin Pickford pense que cette forêt a commencé à reculer il y a 10 millions d’années avec l’extension de la calotte arctique (fin du Miocène) qui aurait induit une aridification de cette zone avant que - vers -7 millions d’années environ - les forêts humides ne se recentrent entre les tropiques vers l’équateur, alors que l’Egypte entamait elle aussi une phase d'aridification
Faune
Les faunes marine et terrestre sont quasiment modernes bien que les mammifères marins soient moins nombreux qu’actuellement. On peut reconnaître des loups, chevaux, castors, cerfs, chameaux, corbeaux, canards, hiboux, baleines vivant à cette époque.
Toutes ou presque toutes les familles d’oiseaux existent à la fin du Miocène. Les quelques oiseaux fossiles post Miocène qui ne peuvent être placés dans la classification sont simplement trop abîmés plutôt qu’équivoques dans leurs caractères. Les oiseaux marins atteignent leur plus grande diversité durant le Miocène.
Les algues brunes appelés Kelp prolifèrent, supportant ainsi de nouvelles espèces, des loutres de mer, des poissons et des invertébrés. Les requins modernes apparaissant ainsi que les megalodons. Les cétacés se diversifient, avec entre autres l’apparition des cachalots et l’évolution de Dauphins, baleines et marsouins, leur ancêtre, les Archaeoceti, disparaissent, les Pinnipèdes évoluent vers des formes plus adaptées à un environnement aquatique.
Seules l’Amérique du Sud et l’Australie, tout deux isolés, présentent des faunes différenciées.
Hominidés
Plus de 100 espèces d’hominidés existent durant le Miocène. C’est durant cette période que la lignée humaine et la lignée des chimpanzés et autres grands singes se séparent. Le plus ancien fossile de la lignée humaine, le fossile Toumaï (Sahelanthropus tchadensis), est daté d’environ 7 millions d’années. La classification de Toumaï comme ancêtre de la lignée humaine ne fait pas l’unanimité chez les spécialistes. Dans ce cas Toumaï serait seulement très proche de la séparation de la lignée des grands singes actuels et des homininés sans être un ancêtre de l’homme moderne. Les analyses moléculaires montrent que la séparation de ces deux lignées remonte entre 5 et 14 millions d’années.
Le Pliocène est la seconde époque de la période du Néogène. Elle s’étend de 5,332 ± 0.005 à 1,806 ± 0.005 millions d’années, est suivie par le Pléistocène et précédée par le Miocène. Elle a été nommée ainsi par Charles Lyell à partir du grec πλεῖον (pleion, "plus") et καινός (kainos, "nouveau"), plus récent en référence aux mammifères déjà essentiellement modernes.
Les bornes du Pliocène ne sont pas identifiées à un événement global, mais plutôt au refroidissement continu depuis l’Oligocène. La borne supérieure avait été située pour marquer le début des glaciations du Pléistocène mais est maintenant considérée comme trop récente, les dates des premières glaciations ayant été reculées depuis.
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Paléogéographie
Au début de cette époque les continents sont à moins de 250 km de leur position actuelle pour s’en situer à moins de 70 km vers la fin.
Le principal changement est la connexion de l’Amérique du Nord et de l’Amérique du Sud conduisant à une extinction presque complète des marsupiaux distincts de l’Amérique du Sud. La formation de cet isthme entraîne la disparition des courants équatoriaux chaud et ainsi un cycle de refroidissement de l’Atlantique. Le climat devient globalement plus froid et sec mais avec des cycles plus chaud entre 3,2 et 2,0 Ma, le maximum de température apparait vers 3,05 , l'inlandsis de l'Antarctique s'épaissit tandis qu'apparait celui du Groenland, des glaciers apparaissent aux latitudes moyennes durant le Gélasien, premières des glaciations qui vont se poursuivre pendant tout le Pléistocène.
La collision de la plaque africaine et de l’Europe se poursuit, les Alpes continuent leur orogenèse. Cette orogenèse ainsi que les mouvements tectoniques de surrection des montagnes rocheuses ont augmenté les phénomènes d'érosion et le piégeage du CO2 atmosphérique sous forme de carbonate, diminuant ainsi la concentration du CO2 atmosphérique de 400 à 280 ppm (pour l'année 2008, 384 ppm), ce qui a, de manière déterminante, poussé le climat mondial dans une époque glaciaire.
On trouve des terrains de cette époque en Méditerranée, Inde et Chine ainsi que dans des zones proches des côtes actuelles.
Flore
Les forêts tropicales continuent à se réduire et n’occupent plus qu’une étroite bande autour de l’équateur, laissant la place à des savanes, les graminées conquièrent tous les continents. Les forêts tempérées d'arbres à feuilles caduques s’étendent aux latitudes moyennes. Les conifères et la Toundra couvrent les latitudes élevées de l’hémisphère nord, l’Antarctique devient un désert glacé.
Faune
Les faunes marines et terrestres sont quasiment moderne, bien qu’un peu plus primitive. Les premiers primates Hominini apparaissent durant le Pliocène tardif. La jonction de l’Amérique du Nord et de du Sud provoque le grand échange inter-américain, les herbivores deviennent plus grand ainsi que leurs prédateurs.
Mammifères
En Amérique du Nord, les rongeurs, de grands mastodontes et Gomphotherium, et des opossums continuent à être communs tandis que les ongulés déclinent tel les chameaux, cerfs et chevaux. Les rhinocéros, tapirs et Chalicothère s’éteignent. Les familles de carnivores se diversifient, mustela, chiens, ours, canidés. Des paresseux vivant au sol, des Glyptodons et des tatous émigrent vers le nord en traversant l’isthme de Panamá.
En Eurasie, les rongeurs prospèrent tandis que la distribution des primates diminuent. En Asie les éléphants, stégodon et gomphotherium sont nombreux et les Hyracoidea émigrent d’Afrique vers le nord. La diversité des équidés diminuent, les tapirs et les rhinocéros se comportent plutôt bien. Les bovidés et antilopes s’étendent, des espèces de chameau émigrent depuis l’Amérique du Nord. Les hyènes et les tigres à dents de sabre apparaissent.
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L’Afrique est dominé par les ongulés, les primates continuent leur évolution, les premiers hommes apparaissent pendant le Gélasien. Les rongeurs sont prospères, la population des éléphants augmente. Le nombre d’espèces de bovidés augmente et devient supérieur à celle des porcins. Les premières girafes apparaissent, les premiers chameaux émigrent via l’Asie depuis l’Amérique du Nord. Les ursidés, canidés et mustélidés, eux aussi originaires d’Amérique du Nord, se joignent aux félidés, hyènes et civettes d’Afrique, forçant les hyènes à se spécialiser en nécrophage.
Le grand échange inter-américain permet aux espèces nord-américaines de se mélanger avec celle de l’Amérique du Sud pour la première fois depuis le Crétacé, les rongeurs et primates nord-américains ainsi que des mustélidés et des coatis émigrent vers le sud. Les litopternes et les Notoungulata déjà présent continuent à prospérer tout comme les glyptodons, des paresseux et des tatous
En Australie les marsupiaux restent dominants, ceux-ci incluent des wombats et des kangourous. Leurs principaux prédateurs sont des Dasyuromorphia, Thylacinidae et Thylacoleo. Les ornithorynques apparaissent.
Le Pléistocène (du grec ancien pleistos, nombreux, et kainos, récent) est la troisième époque du système Néogène et la sixième du Cénozoïque. La fin du Pléistocène correspond à la fin du Paléolithique utilisé en archéologie. Il couvre la plupart des glaciations récentes, incluant le Dryas récent qui est une brève fluctuation froide de la dernière déglaciation.
Il est précédé du Pliocène et suivi de l'Holocène. Il est divisé en Pléistocène inférieur (1,8 Ma à 780 ka[2]), moyen (780 ka à 130 ka) et supérieur (130 ka à 11 ka).
Depuis le 29 juin 2009, le Gélasien a été transféré du Pliocène au Pléistocène, ce qui remonte la limite de celui-ci à 2,588 Ma.
Datation
Avec le Gélasien, le Pléistocène débute il y a 2,588 million d'années (± 5 000 ans) ; sa fin, il y a 11 430 ± 130 ans BP, est définie comme 10 000 fois une année radiocarbone. L'année zéro conventionnelle des datations absolues étant 1950, la fin du Pléistocène se situe vers 9 600 ans av. J.-C.
L'International Commission on Stratigraphy a confirmé les dates mais n'a pas encore officialisé le choix d'une séquence type comme marqueur stratigraphique global (GSSP) pour la limite Holocène/Pléistocène. La séquence proposée se situe au Groenland par 75º 06' N 42º 18' W.[4]. La séquence stratigraphique de référence pour le début du Pléistocène est située à Vrica, à 4 km au sud de Crotone en Calabre.
Lors de sa création, le Pléistocène couvrait toutes les récentes glaciations connues mais certaines glaciations découvertes depuis se situent au Pliocène. En 2006, des discussions furent menées au sein de la communauté scientifique pour savoir s'il fallait reculer la date de début du Pléistocène vers 2,58 millions d'années qui a abouti à l'incorporation du Gélasien.
Paléogéographie
Les continents sont quasiment à leurs positions actuelles au début du Pléistocène, leurs positions relatives a changé de moins de 100 km depuis le début de cette période.
Climat
Glaciation
Le climat est caractérisé par des cycles de glaciation pendant lesquels des glaciers continentaux sont descendus jusqu'au 40e parallèle. Lors de l'extension maximale des glaces, 30 % de la surface de la Terre en est couverte. Le permafrost s'étend de la limite des glaces à plusieurs centaines de kilomètres plus au sud. La température annuelle à la limite des glaces est de - 6° C et de 0° C à la limite du permafrost.
Les effets des glaciations sont globaux. Dans l'hémisphère sud, l'Antarctique est couvert par les glaces durant tout le Pléistocène ainsi que pendant le Pliocène précédent. Le sud de la Cordillère des Andes est couvert par le glacier de Patagonie ; il existe des glaciers en Nouvelle-Zélande et Tasmanie ; les glaciers du mont Kenya, du Kilimandjaro et du Rwenzori dont il ne reste plus rien ou seulement des traces étaient très étendus. Les montagnes éthiopiennes et la chaîne de l'Atlas comportent aussi des glaciers.
Dans l'hémisphère nord de nombreux glaciers fusionnent pour former des glaciers continentaux. L'inlandsis scandinave s'étend jusqu'en Grande-Bretagne. Deux inlandsis couvrent une partie de l'Amérique du Nord. Les glaciers alpins descendent jusqu'à Lyon. Les avancées glaciaires produisent des glaciers continentaux d'une épaisseur de 1 500 à 3 000 mètres. Le volume de glace emprisonné est la cause de la chute du niveau de la mer de 100 m ou plus. Pendant les périodes interglaciaires les côtes noyées par la remontée des eaux sont fréquentes ; cette remontée des eaux est atténuée dans certaines régions par le rebond isostatique du plateau continental.
Lors de la dernière période interglaciaire de grands lacs se forment en Amérique du Nord. Le lac Bonneville, qui disparaît par évaporation et dont il ne reste de nos jours que des vestiges, se forme il y a 32 000 ans. Le lac Agassiz, de formation plus récente (13 000 ans), couvre plus de 400 000 km² et se vide périodiquement vers le golfe du Mexique ou la Baie d'Hudson. Les apports en eau douce froide vers l'Atlantique Nord ont un impact sur le climat.
Les dépôts continentaux de cette période sont trouvés principalement dans les grottes et le fonds des lacs ainsi que dans les grandes quantités de matériaux déplacés par les glaciers. Les dépôts marins sont localisés dans une zone de quelques dizaines de kilomètres des côtes actuelles. Dans quelques zones géologiques actives comme la côte sud de la Californie, ces dépôts marins peuvent se retrouver à une altitude de plusieurs centaines de mètres.
Évènements
Quatre glaciations majeures ont été identifiées, séparées par des périodes interglaciaires. Ces événements sont définis différemment suivant les régions étudiées ; ils dépendent de la latitude, du terrain et du climat de la région. Il y a une certaine correspondance chronologique entre les glaciations des diverses régions, raison pour laquelle on parle d'événements climatiques globaux et que les noms qui se rapportent à des régions spécifiques ont longtemps été utilisés pour dénommer l'événement global lui-même. Cette classification est toutefois abandonnée aujourd'hui au profit de la chronologie isotopique.
Paléocycles
Les glaciations du Pléistocène présentent un caractère cyclique. L'hypothèse du forçage climatique par des variations de l'orbite terrestre est ancienne et est soutenue par des données expérimentales cohérentes. Le facteur principal des changements climatiques cycliques du Pléistocène est dû aux cycles de Milankovitch mais ces cycles ne peuvent être la seule explication des variations climatiques : ils n'expliquent pas le début de ces glaciations successives.
Le nombre exact de glaciations pendant le Pléistocène est sujet à débat, tandis que quatre glaciations majeures sont clairement identifiées : les mesures du ratio des isotopes de l'oxygène, O18/O16, qui varie en fonction de la température des océans, présent dans les calcites provenant de carottages océaniques montrent un bien plus grand nombre de variations climatiques depuis 2,5 millions d'années.
Faune
Les faunes marines et continentales étaient essentiellement modernes. Plusieurs espèces de grands mammifères telles que les mammouths, les mastodontes et les tigres à dents de sabre, ont disparu durant le pléistocène. Les extinctions ont été plus nombreuses en Amérique du Nord où, par exemple, les chevaux et les chameaux ont été éliminés.
Hominidés
Les premiers représentants du genre Homo apparaissent au Gélasien, il y a 2 à 2,5 millions d'années. Pour survivre, ils évoluaient en petits groupes sociaux d'une dizaine d'individus. Durant le Pléistocène, le genre Homo se diversifie et plusieurs espèces coexistent. À l'exception d’Homo sapiens, les représentants de ce genre disparaissent avant la fin du Paléolithique supérieur. Les déplacements de population durant le Pléistocène sont tributaires des grandes glaciations. Les méthodes de taille simples utilisées pendant l'Oldowayen sont remplacées par des méthodes plus complexes durant l'Acheuléen. La domestication du feu a lieu il y a environ 400 000 ans et est le fait d’Homo erectus.
La découverte récente d'un fragment de mandibule humaine vieux de 1,1 à 1,2 million d’années, sur le site d’Atapuerca en Espagne, a récemment fait reculer de 400 000 ans la date certaine de la présence humaine en Europe . Le fossile européen humain le plus ancien connu auparavant - découvert sur le même site - datait de 780 000 ans. Il pourrait s'agir dans les deux cas d'Homo antecessor, ancêtre possible de l'Homme de Néandertal. Le nouveau fragment étant proche de l'Homo georgicus, fossile plus ancien (1,8 million d'années) découvert depuis 1983 à Dmanisi (Géorgie, Caucase), il pose la question d'une colonisation pré-humaine de l'Europe occidentale depuis l'Est plutôt que depuis le Sud.
Le Néogène est le dernier système de l'ère Cénozoïque. Il commence il y a 23,03 ± 0,05 millions d'années[1]. Il suit le Paléogène, et se subdivise en Miocène, Pliocène. Le statut du Pléistocène et de l'Holocène comme partie du Néogène est moins clair, ces époques ne font pas encore partie du Néogène mais l'International Commission on Stratigraphy (ICS), a proposé d'étendre le Néogène jusqu'à nos jours incluant ainsi ces deux époques. On trouve donc fréquemment ces deux époques groupées dans le Néogène ou bien faisant partie du Quaternaire
Subdivisions
Le statut de l'Holocène et Pléistocène n'étant pas bien défini, ils sont omis de ce tableau. Le Gélasien est actuellement inclus dans le Pliocène mais des discussions sont en cours pour son déplacement dans le Pléistocène.