Plioseeni

Geologia

Mantereet olivat plioseenilla melko lähellä nykyisiä sijaintejaan, kauden alussa noin 250 kilometrin päässä nykyisistä sijainneistaan ja kauden lopussa 70 kilometrin päässä.
Välimeri ja Panamankannas syntyivät. Alaskan ja Aasian välillä oli ajoittain maasilta nykyisen Beringinsalmen kohdalla. Panamankannas alkoi mennä mannerliikunnoissa kiinni noin 4,5 miljoonaa vuotta sitten. Sulkeutuminen eteni hitaasti ja vaivalloisesti, välillä kannas näytti syntyvän, välillä aukenevan Panamankannas avautui ainakin 3,8 – 3,4–3,3 miljoonaa vuotta sitten.
Se sulkeutui väliaikaisesti 3,1 ja lopullisesti 2,74 miljoonaa vuotta sitten. Maata lämmittänyt päiväntasaajan suuntainen merivirta katkesi kokonaan. Tällöin Maa romahti kylmään jääkausitilaan, jossa jääkaudet ja lämpimät kaudet vuorottelivat. Panamankannaksen synty aiheutti eläinkannan vaihdon Pohjois- ja Etelä-Amerikan välillä. Siinä useimmat Etelä-Amerikan pussieläimet hävisivät sukupuuttoon, kun pohjoisesta tulleet pedot söivät ne. Himalaja kohosi yhä Intian törmätessä edelleen Aasiaan. Tiibetin ylänkö nousi. Yhdysvaltain Kalliovuoret kohosivat.

Ilmasto ja kasvillisuus

Plioseenin ilmasto oli tavallisesti nykyistä lämpimämpi, kosteampi ja vuodenaikavaihtelut olivat nykyistä pienempiä ainakin keskisellä Amerikan preerialla. Yleisesti ottaen ilmasto viileni ja kuivui plioseenikaudella. Arot ja aavikot laajenivat aikaisempaa mioseenia huomattavasti enemmän varsinkin kauden loppuvaiheessa. Sahara aavikoitui merkittävästi plioseenilla. Havumetsä ja tundra valtasivat samoihin aikoihin alaa.
Kauden keskivaiheessa Maa oli melko lämmin, suuren osan ajasta nykyistä lämpimämpi. Plioseenilla oli keskilämpötila lämpimimmillään Euroopassa 4–5 °C nykyistä korkeampi ehkä huipussaan jopa 10 °C nykyistä suurempi. Lämpötila oli 10 astetta korkeampi ainakin Pohjois-Grönlanissa ja Etelämantereella. Hollannin seuduille ilmestyi eräässä vaiheessa lämpimänlauhkean lehtimetsän ja viileänlauhkean havumetsän vaihtelua. Viileinä kausina oli kuivempaa, ja lämpiminä kosteampaa. Joillain seuduilla arot ja metsät alkoivat vuorotella.
Jäätiköitä oli pohjoisella pallonpuoliskolla viimeistään 6 miljoonaa vuotta sitten. Jäätä ilmestyi Yhdysvaltain Kalifornian Sierra Nevadan, Islannin, Etelä-Amerikan, Andien ja Venäjän vuorille. Kauden alussa oli jonkin verran tai hiukan nykyistä lämpimämpää ja kuivempaa. Ilmasto kostui kauden keskivaiheilla ja kuivui taas ilmaston viiletessä kohti seuraavan kauden jääkausia. Lämpötilassa esiintyi jo huomattavia jaksollisia vaihteluja. Välimeri kuivui tällä kaudella muutamaksi miljoonaksi vuodeksi. Vielä 5 miljoonaa vuotta sitten kasvoi hetken palmuja Alppien pohjoispuolella Euroopassa. Karibianmeri alkoi viiletä noin 4,5 miljoonaa vuotta sitten, mikä liittyi Panamankannaksen alkavaan syntyyn.
Länsi-Antarktiksen jääpeite muodostui kuivattaen ja kylmentäen ilmastoa. Panamankannaksen noustua merestä noin 2,5 miljoonaa vuotta sitten Piacenzian-kaudella ehkä mannerliikuntojen, ehkä merenpinnan alenemisen takia termohaliinikierto kasvatti Atlantin suolapitoisuutta, mikä esti Golfvirran saapumisen aivan pohjoiseen. Ensimmäinen kylmäkausi oli Piacenzian-kaudella.
Plioseenilla merenpinta oli noin 3,0 miljoonaa vuotta sitten 35 metriä nykyistä korkeammalla.
Plioseenilla oli Pohjanmeressä Välimerelle tyypillisiä subtrooppisia koralleja ja nilviäisiä. 20 °C raja ulottui merivedessä noin leveysasteelle 29° ja 15 °C asteen raja leveysasteelle 40°. Varhaisplioseenilla oli Pohjanmeren rannikolla suosypressejä (Taxodium) ja tulppaanipuita (Liriodendron) ja ambrapuita (Liquidambar).

Kohti jääkausia

Viidestä kuuteen miljoonaa 2,5:een miljoonaan vuotta sitten oli lämmintä, vaikka Grönlanti oli jo jäässä. Plioseenin alussa oli 5 °C nykyistä lämpimämpää pohjoisilla leveyksillä. Väitetään Etelämantereella olleen vielä 4 miljoonaa vuotta sitten vaivaispuumetsiä. Islannissa tapahtui pieniä jäätiköitymisiä jo 5–6 miljoonaa vuotta sitten, mutta ne voimistuivat vasta noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten, jolloin oltiin kylmässä jääkausitilassa.
Lämpimimmillään plioseeni oli 4–3 miljoonaa vuotta sitten, korkeilla leveyksillä oli silloin 10 astetta nykyistä lämpimämpää. Plioseeni oli erityisen lämmin 4,6–3,2 miljoonaa vuotta sitten, nimenomaan 3–4 miljoonaa vuotta sitten. Lämpimällä keskiplioseenilla jäätä oli tietokonelaskujen mukaan Grönlannissa vain sen pohjoispuoliskon puolikkaassa. Niin sanotun Brunssumn-eläimistövaiheen A lopussa mammuttipetäjien tyyppinen Sequoia-kasvillisuus oli yleistä Alankomaissa. Seuraavalla B-kaudella se väheni minimiin, mutta palasi taas kahteen otteeseen Brunssum C-kaudella.
Jäätä ajelehti merillä ainakin 4,8 ja 4,3–4,2 miljoonaa vuotta sitten. Nämä liittyivät ajoittaisiin, pieniin jäätiköitymisiin korkeilla leveysasteilla. 4,2 miljoonaa vuotta sitten Saharan pölymäärä kasvoi äkkiä, mikä viittaa aavikon laajenemiseen, ilmaston kylmenemiseen ja kuivumiseen.
Noin 4,0 miljoonaa vuotta sitten Pohjois-Atlantilla jonkin alkaa ajelehtinut merijää viittaa ainakin paikoittaisiin ja ajoittaisiin mereen päättyviin vuoristojäätiköihin Grönlannissa ja/tai Skandinaviassa Norjassa. Näihin aikoihin ehkä Beringinsalmi avautui. Pohjois-Amerikan Kaskadivuorten sadekatvealueiden metsä vaihtui pensaskasvillisuuteen noin 4 miljoonaa vuotta sitten, ja aavikot laajenivat Great Basinissa ajanjaksolla 4–3 miljoonaa vuotta sitten.
Islannissa oli erään olettamuksen mukaan 4–3 miljoonaa vuotta sitten ajoittain jäätiköitä, joiden läpimitta oli puolet nykyisestä.
Maapalloa viilensi myös muun muassa Tiibetin ylängön yhä jatkuva kohoaminen. Himalajan ja Tiibetin alue nousi noin 3,75 miljoonaa vuotta sitten. Jotkut lähteet väittävät Panamankannaksen menneen tällöin kiinni. Tällöin ilmasto kuivui merkittävästi ja merenpinnan korkeusvaihtelut voimistuivat. Tämä viittaa joidenkin napajäätiköiden kasvuun. Pohjois-Grönlanti jäätyi 3,5–3 miljoonaa vuotta sitten. Merijäätä oli hiukan 3,45–3,4 miljoonaa vuotta sitten.
Sahara kuivui merkittävästi 3,5–3,2 miljoonaa vuotta sitten viitenä kylmiä kausia vastaavina aaltoina.
Keskiplioseenilla noin 3,2 miljoonaa vuotta sitten merivesi oli 10 °C nykyistä lämpimämpää eteläisen Länsi-Afrikan Benguelan lähellä. Merenpinta oli 30 metriä nykyistä korkeammalla.
Noin 3,3 (3,3–3,37) miljoonaa vuotta sitten koettiin lämpötilan äkillinen putoaminen lyhyeksi aikaa kylmemmäksi kuin koskaan kenotsooisella maailmankaudella. Putoaminen oli kaksiosainen ja koostui piikeistä nimeltä MG2 ja M2. Tällöin pohjoisen pallonpuoliskon jäätiköt laajenivat merkittävästi. Koillis-Islannissa syntyi jäätiköiden voimalla tilliittejä noin 3,2–3,1 miljoonaa vuotta sitten. Näihin aikoihin ilmaantui merenpohjaan huomattava määrä jäätikön kuljettamaa ainesta. Samaan aikaan 3,2–3,0 miljoonaa vuotta sitten Luoteis-Välimeren kostean ilmanalan sypressit korvautuivat tammilla ja muilla kuivuutta ja vuodenaikavaihteluja sietävillä lajeilla. Samoihin aikoihin Luoteis-Euroopan palmut hävisivät Brunssum-vaiheen päättyessä. Välimeren seudun meriveden lämpötila laski 2–4 °C.
Voidaan sanoa ilmaston olleen 3,2 miljoonaa vuotta sitten yleensä lämpimämpi kuin pleistoseenilla. Noin 3,1 miljoonaa vuotta sitten alkoi näkyä selviä Milankovićin jaksoja jotka ovat Maan akselin kiertymisestä, akselikallistumasta jne. johtuvia vaihteluja Maan lämpötilakäyrässä. Noin 100 000 vuoden viileä kausi koettiin hieman alle 3,1 miljoonaa vuotta sitten. Noin kolme miljoonaa vuotta sitten pohjoinen napameri jäätyi.

Romahdus kylmään jääkausitilaan

Keskiplioseenilla noin 3 miljoonaa vuotta sitten Euroopassa oli noin 5 °C nykyistä lämpimämpää ja 400–1000 mm/v nykyistä sateisempaa. Islannin matala oli nykyistä syvempi, mikä voimisti länsituulia ja niiden mukana kulkevaa Eurooppaa lämmittävää Golf-virtaa.
Maan siirtyminen kylmään jääkausitilaan liittyi Panamankannaksen lopulliseen nousuun merestä. Tällöin Atlantti eristyi Tyynestämerestä ja muuttui suolaisemmaksi. Samalla koko maapallon kiertänyt lämmin merivirta katkesi lopullisesti. Kun merien vedet eivät enää kiertäneet jatkuvasti lämpimillä seuduilla vaan viileiden ja lämpimien alueiden välillä, Maa viileni huomattavasti. Nyt Maan radanmuutokset ja akselikallistuman vaihtelut saattoivat aiheuttaa jääkausia häiritsemällä termohaliinikiertoa, jonka osa Golf-virta lämmittää pohjoisia leveysasteita.
Hyvin lämmintä oli vielä 2,91–3,08 miljoonaa vuotta sitten, ja noin 3,1–2,95 miljoonaa vuotta sitten valtamerien pohjavesi oli 3,5 astetta nykyistä lämpimämpi.
Noin kolme miljoonaa vuotta sitten suosypressimetsät, lat. Taxodium alkoivat harventua Ranskan seuduilta.
Viimeistään 2,9 miljoonan vuoden takaisissa merenpohjanäytteissä näkyy voimakkaita lämpötilan vaihteluita, niin sanottuja Dansgaard-Oeschgerin tapahtumia, jotka viittaavat suurehkoon jäätiköitymiseen. Todellinen kylmeneminen lähti käyntiin noin 2,75 miljoonaa vuotta sitten, jolloin ajelehtivan jään määrä lisääntyi merkittävästi esimerkiksi Grönlannin jäätikön puskiessa jäävuoria mereen, jotka kantoivat merenpohjaan jäästä irronnutta soraa. 2,7 miljoonaa vuotta sitten ilmestyi ilmastokäyrään maan selvästi näkyvä akselikallistuman vaihtelusta johtuva 41 000 vuoden jakso. Tällöin Panamankannas oli mennyt kokonaan kiinni ja Atlantin suolapitoisuus noussut. Termohaliinikierto oli nykyisen kaltainen, ja Maan rata- ja akselimuutokset saattoivat häiritä sitä tehokkaasti. Kanadan jääkilpi syntyi ensimmäistä kertaa noin 2,9–2,58 miljoonaa vuotta sitten.
Maapallon siirtyminen jääkausitilaan tapahtui pääosin noin 2,75–2,57 miljoonaa vuotta sitten.Skandinavian jääkenttä kehittyi johonkin kokoon ehkä 3–2,5 miljoonaa vuotta ensimmäistä kertaa, varmaa tämä ei ole. Noin 3,1–2,4 miljoonaa vuotta sitten merenpinta laski 40 metriä. 2,95 miljoonaa vuotta sitten ilmestyi nykyistä holoseenia kylmempiä kausia.
Lämpötila putosi ensimmäisen kerran jääkauden kynnykselle 2,95–2,82 miljoonaa vuotta sitten vaiheessa MIS G17-G10. 2,90 miljoonaa vuotta sitten lämpötila laski huomattavasti jäi joksikin aikaa tälle tasolle ja alkoi värähdellen nousta. Samoihin aikoihin merijäätä ajelehti hieman normaalia enemmän. Elettiin kautta MIS G6-g10.
Mutta 2,79 miljoonaa vuotta sitten lämpötila putosi uudestaan mutta palautui hieman.
Baikalin seuduilla tuli kylmää ensi kerran noin 2,8–2,5 miljoonaa vuotta sitten. Maa alkoi pudota kohti pleistoseenikaudelle tyypillistä tilaa 2,76–2,75 miljoonaa vuotta sitten merenpohjan kerrostumien kaudella MIS G6.
Lämpötila putosi hiljalleen sykkien laajalla alueella kohti suurjäätiköitymisiä ja tundra levittäytyi laajalle ja vuorille syntyi ajoittain isoja jäätiköitä. Samaan aikaan meressä ajelehtivan jään määrä lisääntyi rajusti, mikä näkyy hiekkana merenpohjan kerrostumissa. Jäätikköhän hioo hiekkaa alustastaan ja purkautuu jäävuorina mereen. Pohjoisessa meressä romahti lämpimästä kertovan planktonin määrä.
Unkarin Pula Maarista otetuista näytteissä tehdyistä siitepölytutkimuksista nähdään, miten subtrooppinen lajisto hävisi melko nopeasti keskimäärin 2,712 miljoonaa vuotta sitten välillä 2,76–2,65 miljoonaa vuotta sitten. Tällöin elettiin kautta MIS G6.
Jäätiköt laajenivat merkittävästi pohjoisella pallonpuoliskolla 2,75–2,5 miljoonaa vuotta sitten. Noin 2,75 miljoonaa vuotta sitten Norjanmerellä ajelehti jäätä, jota ei edeltävänä kautena siellä nähty.
Maa oli kylmässä, pitkällä aikavälillä kylmiä ja lämpimiä kausia vuorottelevassa tilassa viimeistään 2,73 miljoonaa vuotta sitten. Tälle tilalle on tyypillistä suuri Atlantin suolapitoisuus, joka mahdollisti Maan lämpöä tasaavan termohaliinikierron häiriöt Maan ratamuutosten ja akselikallistuman jaksollisten vaihtelujen takia. Kylmänä kautena suolaisen, raskaan meriveden alaspainumiskohta siirtyi kauas etelään, pohjoinen kylmeni ja syntyi jääkausi.
Tällöin oli meren pohjan kerrostumien kausi MIS G6, jolloin Atlantin porausreiästä ODP 984 otetuissa näytteissä näkyy 2,73 miljoonaa vuotta sitten tapahtunut hyppäyksenomainen muutos lämpimän meren planktonlajistosta kylmän lajeihin.
Noin 2,70 miljoonaa vuotta sitten Euroopan ilmasto oli lähellä nykyistä ja 2,65 miljoonaa vuotta sitten jäätiköt laajenivat laajemmalle kuin koskaan aiemmin.
Pohjois-Atlantilla lähellä ajelehti jäätä noin 2,7–2,4 miljoonaa vuotta sitten, napaseuduilla oli merkittävästi kylmempää kuin holoseenilla. Mutta vielä 2,7–2,4 miljoonaa vuotta sitten ajoittaiset jäätiköt olivat melko pieniä.
Sahara kuivui taas merkittävästi 2,6 miljoonaa vuotta sitten, suunnilleen siihen aikaan jolloin oli jääkausi MIS 104, joka muistuttaa Pohjois-Atlantin kerrostumissa viime jääkauden MIS 2:ta ja MIS 3:a.
Pre-Tiglia-kylmäkaudella levisi tundra Hollantiin 2,57–2,44 miljoonaa vuotta sitten kolmeen otteeseen. Heinäkuun keskilämpötila romahti Hollannissa kolmeksi jaksoksi tundralämpötiloihin noin +6 °C:hen. Keski-Eurooppaan tulivat boreaaliset tai subarktiset olot. Silloin olivat jääkaudet MIS 100, MIS 98 ja MIS 96. Jäätiköt levittäytyivät 2/3 laajuuteen pleistoseenin suurten jäätiköiden alasta. Kylmeneminen myös kuivatti ilmastoa monilla seuduilla. Samoihin aikoihin Euroopan eläimistöön ilmestyi noin 2,6 miljoonaa vuotta sitten arolajistoa. 2,5 miljoonaa vuotta sitten ilmasto viileni nopeasti, palautui ja alkoi taas viiletä. Ainakin Norjan vuoristo jäätyi tällöin kokonaan, ja jää saattoi levitä laajemmallekin.
Samoihin aikoihin noin 2,5 miljoonaa vuotta sitten suosypressimetsät (laji Taxodium) hävisivät Ranskan seuduilta. Tämä liittyi ilmaston kuivumiseen ja lopulta kylmenemiseen. Tammi ja mänty tulivat suosypressien tilalle. Ilmastoheiluri heilui nyt monilla seuduilla voimakkaasti kylmästä ja kuivasta ja kasvillisuus vastaavasti lämpimään ja kosteaan, arosta metsään. Kylmä Pretegelen päättyi 2,45 miljoonaa vuotta sitten.

Plioseenin lopun rajusti vaihteleva ilmasto

Kylmää tuli myös 2,42 miljoonaa vuotta sitten noin 50 000 vuodeksi. Jäätiköt laajenivat ajoittaisesti pohjoisella pallonpuoliskolla erään tiedon mukaan huomattavasti ja voimakkaasti noin 2,4–2,3 miljoonaa vuotta sitten. 2,4 miljoonaa vuotta sitten hävisi subtrooppinen kasvillisuus Englannista. Viimeistään 2,4 miljoonaa vuotta sitten meren sedimenteistä päätellen jäätiköiden kielekkeet purkivat jäätä mereen ja Grönlantiin oli kasvanut valtava jääkupu. 2,4 miljoonaa vuotta sitten Alaskassa oli tundraa merenpinnan lähellä. Välimerellä yleistyi viileän ilmanalan planktoneliö Neogloboquadrina atlantica 2,4 ja 2,35 miljoonaa vuotta sitten. Väitetään, että 2,4–2,2 miljoonaa vuotta sitten olisi ollut keskisessä Pohjois-Amerikassa suuria jäätiköitä.
Calabrium-kauden alussa alkoi Italian kerrostumissa esiintyä kylmästä jääkautisesta ilmastosta kertovia simpukoita, esimerkiksi nykyään Pohjois-Norjassa viihtyvää laji Arctica islandica.
2,3–1,5 miljoonaa vuotta sitten näkyi pääasiallisena jäätiköitymisen syynä maan kaltevuudesta johtuva 41 000 vuoden vaihtelu.
Noin 2,3 miljoonaa vuotta sitten lämpötilat romahtivat Hollannissa, ja lauhkean vyöhykkeet metsät hävisivät. Samalla 2,3 miljoonaa vuotta sitten hävisivät Luoteis-Euroopasta lämpimän ilmaston lajit Pseudolarix (kultalehtikuusi), Liquidambar (ambrapuut) ja Zelkova (selkovat). Koivu ja mänty sekä leppä ja arot valtasivat alaa.
Noin 2,3–2,0 miljoonaa vuotta sitten jääkaudet heikkenivät. Luultavasti kuivumisen tai ehkä myös jonkun muun katastrofin takia hävisi 15 % Euroopan maanisäkkäistä noin 2 miljoonaa vuotta sitten. Suuria jäätiköitä oli 2,1 ja 1,9 miljoonaa vuotta sitten, pienempiä 2,2 ja hyvin pieniä 2,0 miljoonaa vuotta sitten. 1,6 miljoonaa vuotta sitten oli laajoja jääkenttiä Kanadassa.