Kvaternaar

Kvaternaar ehk antropogeen on uusaegkonna (kainosoikumi) kolmas periood geokronoloogilises skaalas. Kvaternaar on nii kronostratigraafiline üksus (ladestu) kui ka geokronoloogiline üksus (ajastu). Kvaternaarile eelnes neogeen. Kvaternaar algas 2,588 ± 0,005 miljonit aastat tagasi ning kestab ka praegu. Kvaternaari iseloomustavad kliima järsk jahenemine ja tsüklilised muutused, liustike kujundatud pinnavormid ning inimese suurenenud mõju. Inimtegevus on suuresti muutnud keskkonda, sh mõjutanud ja kujundanud maastikku ning elu Maal. Kliimamuutused on kiirendanud taimestiku, loomastiku ja inimese evolutsiooni.
Kvaternaargeoloogia on geoloogia haru, mis uurib Maad viimase 2,5 miljonit aasta jooksul. Kvaternaari geokronoloogias kasutatakse palju radiosüsiniku meetodit ja paleomagnetismi. Kliima rekonstrueerimiseks kasutatakse dendroklimatoloogiat, hapniku stabiilsete isotoopide suhet jääpuursüdamikes (vt ka isotoopgeoloogia) ning isegi õietolmuanalüüsi.
Ajalugu.
Termini "kvaternaar" on võtnud 19. sajandil kasutusele prantsuse geoloog Jules Desnoyers. Ta nimetas nii Pariisi nõo nooremaid setetteid. 1830. aastal jagas šoti geoloog Charles Lyell kvaternaari kaheks ajastikuks: holotseen ja pleistotseen. 1948. aasta rahvusvahelisel geoloogiakongressil Londonis määrati kindlaks pleistotseeni ladestiku alumine piir. Selleks kasutati stratotüübina (ehk tüüpläbilõikena) paljandit, mis asub Calabrias Lõuna-Itaalias.
Kvaternaari uurimisel on tekkinud jääaja teooria, mida esialgu ei toetatud. Jääajale viitavad tõendid tõi 1877. aastal esile James Geikie. Ta kirjeldas nelja jääaja settekihti Ida-Inglismaal. Nende kihtide vahele jäid jäävaheagade settekihid. On ka bioloogilisi tõendeid, mis kinnitavad kliima muutusi kvaternaaris. James Smith on tõestanud kodade fossiilide põhjal, et minevikus oli meri külmem Lääne-Šotimaa piirkonnas.
Ajastikud.
Pleistotseen on kvaternaari esimene ja kainosoikumi kuues ajastik, mis vältas 2 588 000 kuni 11 700 aastat tagasi. Pleistotseeni lõpp ühtib viimase, Weichseli jäätumisega Põhja-Euroopas. Pleistotseen on jagatud neljaks eaks ehk lademeks: Gelasia, Calabria, Ionia ja Tarantia. Kõik need lademed on määratletud Lõuna-Euroopas. Mandrite nüüdne asend sarnaneb pleistotseenis olnuga. Pleistotseenis esines El Niño Vaikse ookeani lõunaosas koos lõunasuunaliste passatidega. Seetõttu liikus soe vesi Vaiksel ookeanil läänest itta.
Pleistotseeni kliimas esinesid korduvad jäätumised ja jäävaheajad. Liustikukeeled ulatusid 40. laiuskraadini, mis tähendab, et 30% Maa pinnast oli kaetud jääga. Liustiku paksus ulatus 1500–3000 meetrini, maailmamere veetase langes seejuures vähemalt 100 meetri võrra. Liustik kattis niihästi kogu Antarktika ja Gröönimaa kui ka Põhja-Euroopa ning suurema osa Põhja-Ameerikast. Jäätumise haripunktis oli kogu Baltika jääga kaetud. Jääkilpide ette oli tekkinud igikeltsa vöönd, mis haaras sadu ruutkilemeetreid Põhja-Ameerikast ning Euraasiast. Keskmine temperatuur ulatus liustikul −6 kraadini ning liustiku lähivööndis 0 kraadini.
Pleistotseeni maismaa- ja mereloomastik oli põhijoontes nüüdisaegne. Olulised kliimamuutused mõjutasid suuresti floorat ja faunat. Iga jää pealetung sundis taimestikku ja loomaastikku taganema lõuna poole. Imetajate suurim väljasuremine algas hilispleistotseenis ning jätkus holotseenis. Sel ajavahemikul algas "Homo neanderthalensise" ehk neandertallase väljasuremine. 
Holotseen on kvaternaari ajastu teine ning ühtlasi kainosoikumi aegkonna seitsmes ajastik, mis algas 11 700 aastat tagasi ning kestab ka praegu. Holotseen on jäävaheaeg (interglatsiaal) pärast viimast (Weichseli) jäätumist. Liustike sulamisega on kaasnenud maailmamere veetaseme 100-meetrine tõus. Põhjapoolkeral tekkis maismaa glatsioisostaatiline liikumine, mis jätkub tänapäeval. See liustikujärgne isostaatiline liikumine on kujundanud ka Läänemerd ning kutsub esile nõrku maavärinaid. 
Holotseeni kliima on olnud üsna stabiilne. Jääpuursüdamikest saadud teave näitab, et ajastikule eelnes kliima soojenemise ja jahenemise periood. Loomastik ja taimestik ei ole holotseeni jooksul palju muutunud, kuid liikide areaalid on nihkunud. Ajastiku alguses hakkasid välja surema Põhja-Ameerika loomastiku esindajad: mammutid, mastodonid, smilodonid, mõõkhambulised tiigrid. Megafauna väljasuremist on seostatud indiaanlaste esivanemate saabumisega. 
Kvaternaari jäätumised.
Viimane jäätumine.
Viimane jäätumine esines pleistotseenis 110 000 – 10 000 aastat tagasi. Jäätumise kestel esines liustikujää pealetunge ja taandumisi. Jäätumise haripunkt oli 18 000 aastat tagasi. Liustiku jaotus oli Euroopas ja Põhja-Ameerikas erinev. Seetõttu eristatakse ka eri piirkonnades eri jäätumisi, kõrvutades (korreleerides) seejuures neid omavahel. Jäätumiste nimed on pandud piirkonna järgi: Frasese, Pinedale, Wisconsini (Põhja-Ameerikas), Devensia (Briti saartel), Midlandia (Iirimaal), Würmi (Alpides), Weichseli (Põhja-Euroopas), Valdai (Ida-Euroopas) Zõrjanka (Siberis), Llanquihue (Tšiilis), Otira (Uus-Meremaal).
Viimase jäätumise ajal katsid tohutud jäämassiivid Põhja-Ameerikat, Euraasiat, Siberit. Märgatavalt olid jääga kaetud Himaalaja, Andid ja Alpid. Hüdroloogiline tsükkel katkes, sest vee tsirkulatsioon oli peatunud jäämassiivide tõttu. Jäätumiste vahel olid lühemad soojemad perioodid ehk interglatsiaalid, mis siiski ei põhjustanud liustiku taandumist. Interglatsiaale määratakse mullaprofiilide ning jää- ja jõesetete järgi, sest jää pealetungiga muutus settimise keskkond. 
Liustiku serva ees võisid jääajal tekkida jõevõrgustikud, kus veevoolud haarasid kaasa kivimimaterjali. Kui veevool aeglustus, kuhjusid kokku eriteralised, vähe sorteeritud setted, moodustades liustikujõelisi pinnavorme, näiteks oose. Jää taandumisel võisid liustiku ette kujuneda elustikuvaesed jahedad jääpaisjärved, mille veetase kõikus, olenedes jää pealetungist või taandumisest. Soojematel aastaaegadel kanti järvedesse purdsetteid. Jämedateralisemad setteosakesed nagu liiv ja aleuroliit settisid järve põhja. Peeneteralisem komponent ehk savi settis jääga kaetud veekogudes talvel. Sedasi tekkis eriilmeline liustikujärvesete viirsavi. 
Mandrijää lihvis ja kujundas liikumisel enda all olevaid kivimeid. Jäämassiivi surve all tekkisid eriomased kulutusvormid, näiteks kaljuvoored või jääkriimud kivimite pindadel. Viimased näitavad liustiku liikumissuunda. Liustiku all olevad kaljud said voolujoonelise kuju, moodustades omakorda oinapäid ja silekaljusid. Laiemalt levisid mandrijää kaasa haaratud ja välja sulanud sorteerimata purdsetted. Need omakorda moodustasid moreentasandikke.