Плиоцен

Плиоцен — это геологическая эпоха, входящая в состав неогенового периода кайнозойской эры. Она следует за миоценом и предшествует плейстоцену. Плиоцен охватывает временной интервал примерно от 5,333 до 2,58 миллиона лет назад (по данным Международной стратиграфической шкалы). Эпоха характеризуется значительным похолоданием климата, формированием ледниковых щитов в Северном полушарии и эволюционной радиацией многих групп млекопитающих, включая ранних гоминид.

Хронология и подразделение

Плиоцен делится на два яруса (века):

• Занклский ярус (5,333 — 3,600 млн лет назад). Назван по городу Занкл (Сицилия). Характеризуется началом плиоцена после мессинского кризиса солёности.
• Пьяченцский ярус (3,600 — 2,58 млн лет назад). Назван по городу Пьяченца (Италия). Включает большую часть плиоцена и завершается границей с плейстоценом.

В некоторых региональных шкалах, в частности в Северной Америке, плиоцен подразделяют на ранний, средний и поздний.

Палеогеография и тектоника

В плиоцене продолжалось движение литосферных плит, которое во многом определило современный облик Земли.

• Столкновение Африки и Евразии. Около 5,3 млн лет назад, после закрытия Гибралтарского пролива и мессинского кризиса солёности, в начале плиоцена пролив вновь открылся, и Средиземное море наполнилось водой. Продолжающееся сближение Африканской и Евразийской плит привело к поднятию Альп, Апеннин, Балкан и Кавказа.
• Формирование Панамского перешейка. Около 3,5–3,0 млн лет назад окончательно сформировался Панамский перешеек, соединивший Северную и Южную Америку. Это событие имело глобальные последствия: оно прекратило обмен вод между Тихим и Атлантическим океанами, что изменило океанические течения и привело к усилению Гольфстрима. Одновременно начался Великий межамериканский обмен — миграция наземных животных между континентами.
• Закрытие океана Тетис. Окончательное исчезновение океана Тетис, остатками которого являются Средиземное, Чёрное и Каспийское моря, произошло в плиоцене.
• Горообразование. Продолжался рост Гималаев, Анд, Скалистых гор и других горных систем. В Восточной Африке активизировалась рифтовая зона, что привело к формированию Восточно-Африканской рифтовой долины.

Климат

Климат плиоцена был в целом теплее современного, но значительно холоднее климата миоцена. Главной тенденцией было постепенное похолодание, приведшее к началу четвертичного оледенения.

• Глобальное похолодание. Средняя глобальная температура в плиоцене была на 2–3 °C выше современной, но к концу эпохи она снизилась. Основной причиной стало снижение концентрации углекислого газа в атмосфере и изменение океанической циркуляции после формирования Панамского перешейка.
• Ледниковые щиты. В конце плиоцена (около 2,7–2,5 млн лет назад) началось формирование постоянных ледниковых щитов в Гренландии и на севере Евразии и Северной Америки. Это считается началом плейстоценового оледенения.
• Зональность. Климатические зоны стали более выраженными, чем в миоцене. В высоких широтах установился холодный климат, в умеренных — смена сезонов, а в тропиках сохранялись теплые и влажные условия.
• Аридизация. Внутренние районы континентов, особенно в Азии, стали более засушливыми, что привело к расширению степей и саванн.

Флора

Растительный мир плиоцена отражал климатические изменения. В целом, флора становилась более открытой и адаптированной к сезонным изменениям.

• Леса. В умеренных широтах были распространены широколиственные леса (дуб, бук, клён, граб), а также хвойные леса (сосна, ель, пихта). В тропиках сохранялись влажные тропические леса, но их площадь сокращалась.
• Степи и саванны. Вследствие аридизации климата в умеренных и субтропических широтах расширились площади степей и саванн. Это способствовало эволюции пастбищных млекопитающих.
• Тундра. В высоких широтах, особенно вблизи формирующихся ледниковых щитов, появились первые тундровые сообщества, состоящие из мхов, лишайников и низкорослых кустарников.

Фауна

Фауна плиоцена была очень разнообразной и включала как вымершие, так и современные группы животных. Ключевым событием стал Великий межамериканский обмен.

Млекопитающие

• Хоботные. Были широко распространены мастодонты, гомфотерии и ранние представители рода Mammuthus (мамонты). В плиоцене появились настоящие слоны.
• Хищные. Разнообразие хищников было велико: саблезубые кошки (например, Smilodon — смилодон, появившийся в конце плиоцена), медведи, гиены, псовые (включая ранних волков и лисиц), куньи.
• Копытные. Доминировали лошади (в том числе трёхпалые гиппарионы), верблюды, олени, жирафы, антилопы и быки. В Южной Америке, до обмена, обитали уникальные копытные — токсодонты и макраухении.
• Грызуны и зайцеобразные. Были очень разнообразны и многочисленны, в том числе гигантские бобры и капибары.
• Приматы. В Африке, Европе и Азии обитали разнообразные обезьяны. В Восточной Африке в плиоцене (около 4–3 млн лет назад) жили австралопитеки (Australopithecus), которые являются предками человека.

Великий межамериканский обмен

После формирования Панамского перешейка началась массовая миграция животных между Северной и Южной Америкой. С севера на юг двинулись хищники (кошачьи, медвежьи, псовые), копытные (лошади, верблюды, олени), грызуны и зайцеобразные. С юга на север мигрировали опоссумы, броненосцы, ленивцы, муравьеды и дикобразы. Этот обмен привёл к вымиранию многих эндемичных южноамериканских видов.

Птицы, рептилии и амфибии

Птицы плиоцена были представлены как современными родами, так и вымершими формами. Появились гигантские нелетающие хищные птицы (фороракосы) в Южной Америке. Рептилии и амфибии были широко распространены, но их разнообразие снизилось в высоких широтах из-за похолодания.

Океаны

Океаны плиоцена были теплее современных, но их структура течений менялась. Формирование Панамского перешейка привело к усилению Гольфстрима, что повлияло на климат Северной Атлантики. В океанах процветали китообразные (включая гигантских усатых китов), тюлени, моржи, акулы и разнообразные рыбы. Морские беспозвоночные, такие как моллюски, фораминиферы и кокколитофориды, были широко распространены и используются для биостратиграфии.

Значение плиоцена для изучения эволюции человека

Плиоцен является ключевым периодом для понимания эволюции гоминид. В Восточной Африке, в отложениях плиоцена, были найдены останки австралопитеков, которые являются прямыми предками человека. В частности, знаменитый скелет «Люси» (вид Australopithecus afarensis) датируется 3,2 млн лет назад. Австралопитеки были прямоходящими, но сохраняли приспособления к лазанию по деревьям. В конце плиоцена (около 2,5 млн лет назад) появились первые представители рода Homo (человек умелый — Homo habilis), которые начали изготавливать каменные орудия.

Интересные факты

• Мессинский кризис солёности, произошедший на границе миоцена и плиоцена, привёл к почти полному высыханию Средиземного моря, которое затем вновь наполнилось водой.
• В плиоцене существовали гигантские ленивцы, достигавшие размеров слона.
• Формирование Панамского перешейка считается одним из важнейших событий в истории Земли, изменившим климат и биогеографию планеты.

Источники

• Международная стратиграфическая шкала (International Chronostratigraphic Chart, v2023/09).
• Gradstein, F. M., Ogg, J. G., Schmitz, M. D., & Ogg, G. M. (Eds.). (2012). The Geologic Time Scale 2012. Elsevier.
• Woodburne, M. O. (Ed.). (2004). Late Cretaceous and Cenozoic Mammals of North America: Biostratigraphy and Geochronology. Columbia University Press.
• Webb, S. D. (2006). The Great American Biotic Interchange: Patterns and Processes. Annals of the Missouri Botanical Garden.
• Behrensmeyer, A. K., & Turner, A. (Eds.). (2013). Evolutionary Paleoecology of Terrestrial Mammals. University of Chicago Press.