Geologische begrippen (deel 11)
EEN KORTE GEOLOGISCHE GESCHIEDENIS VAN DE AARDE (van Paleoceen tot Kwartair)
Het Cenozoïcum is het laatste era uit de geologische geschiedenis tussen 65 miljoen jaar geleden (Ma) en nu. Het wordt onderverdeeld in de Systemen/Perioden en Series/Tijdvakken:
- Quartair: (2,588 Ma - heden)
- Holoceen: (0,0115 Ma - heden)
- Pleistoceen: (2,588 - 0,0115 Ma)
- Neogeen: (23,03 - 2,588 Ma)
- Paleogeen: (65 - 23 Ma)
De era voorafgaand aan het Cenozoïcum heet het Mesozoïcum.
PALEOCEEN (66,0 – 56,0 Ma)
Het tijdperk wordt omgeven door twee belangrijke gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde. Het uitsterven van Krijt-Paleogeengrens (K-Pg), veroorzaakt door een inslag van een asteroïde (inslag van Chicxulub) en mogelijk vulkanisme), markeerde het begin van het Paleoceen en doodde 75% van de soorten, waarvan de bekendste de dinosauriërs zijn. Het einde van het tijdperk werd gekenmerkt door het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM), een belangrijke klimaatgebeurtenis waarbij ongeveer 2.500 tot 4.500 gigaton koolstof vrijkwam in de atmosfeer en oceaansystemen, wat een piek in de mondiale temperaturen en verzuring van de oceaan veroorzaakte..
In het Paleoceen waren de continenten van het noordelijk halfrond nog steeds met elkaar verbonden via enkele landbruggen; en Zuid-Amerika, Antarctica en Australië waren nog niet volledig gescheiden. De Rocky Mountains werden opgetild, Amerika was er nog niet bij aangesloten, de Indische Plaat was aan zijn botsing met Azië begonnen en de Noord-Atlantische Stollingsprovincie vormde zich tijdens de op twee na grootste magmatische gebeurtenis van de afgelopen 150 miljoen jaar. In de oceanen was de thermohaliene circulatie waarschijnlijk heel anders dan nu, met neerwaartse golven in de noordelijke Stille Oceaan in plaats van in de Noord-Atlantische Oceaan, en de waterdichtheid voornamelijk wordt gecontroleerd door zoutgehalte in plaats van temperatuur.
Het uitsterven van K-Pg veroorzaakte een bloemen- en faunavernieuwing van soorten, waarbij voorheen overvloedige soorten werden vervangen door voorheen ongebruikelijke soorten. In het Paleoceen, met een mondiale gemiddelde temperatuur van ongeveer 24–25 °C , vergeleken met 14 °C in recentere tijden, had de aarde een broeikasklimaat zonder permanente ijskappen op de polen, zoals het voorgaande Mesozoïcum. Als zodanig waren er over de hele wereld bossen – ook aan de polen – maar deze hadden een lage soorten rijkdom met betrekking tot het plantenleven Deze bossen werden bevolkt door voornamelijk kleine wezens die snel evolueerden om te profiteren van de onlangs leeggemaakte aarde. Hoewel sommige dieren een grote omvang bereikten, bleven de meeste vrij klein. De bossen groeiden behoorlijk dicht bij de algemene afwezigheid van grote herbivoren. Zoogdieren verspreidden zich in het Paleoceen en de vroegste zoogdieren worden vanaf deze tijd geregistreerd, maar de meeste taxa uit het Paleoceen hebben dubbelzinnige affiniteiten. In de zeeën kwamen vissen op om de open oceaan te domineren en de rif-ecosystemen te herstellen.
Geologie
Het Paleoceen-tijdperk is het tijdsinterval van 10 miljoen jaar direct na de K-Pg-uitstervingsgebeurtenis, die een einde maakte aan het Krijt en het Mesozoïcum, en het Cenozoïcum en het Paleogeen tijdperk inluidde. Het is verdeeld in drie tijdperken: het Danien dat zich uitstrekt van 66 tot 61,6 miljoen jaar geleden de Selandien tijdsnede zich uitstrekt van 61,6 tot 59,2 miljoen jaar geleden, en de Thanetien tijdsnede zich uitstrekt van 59,2 tot 56 miljoen jaar geleden. Het wordt opgevolgd door het Eoceen.
De K-Pg-grens wordt in het fossielenbestand op tal van plaatsen in de wereld duidelijk gedefinieerd door een band met een hoog iridiumgehalte, evenals door discontinuïteiten met de fossiele flora en fauna. Algemeen wordt aangenomen dat een asteroïde- inslag van 10 tot 15 km breed, die de Chicxulub-krater op het schiereiland Yucatán in de Golf van Mexico vormde, en het vulkanisme van Deccan Trap een cataclysmische gebeurtenis veroorzaakten aan de grens, resulterend in het uitsterven van 75% van alle soorten.
Het Paleoceen eindigde met het Paleoceen-Eoceen thermische maximum, een korte periode van intense opwarming en verzuring van de oceaan, veroorzaakt door het massaal vrijkomen van koolstof in de atmosfeer en oceaansystemen, wat leidde tot een massale uitsterving van 30-50%. van benthische foraminiferen – planktonsoorten die worden gebruikt als bio-indicatoren voor de gezondheid van een marien ecosysteem – een van de grootste in het Cenozoïcum. Deze gebeurtenis vond plaats rond 55,8 miljoen jaar geleden en was een van de belangrijkste perioden van mondiale veranderingen tijdens het Cenozoïcum.
Gemiddeld klimaat
Het klimaat in het Paleoceen was, net als in het Krijt, tropisch of subtropisch, en de polen waren gematigd en ijsvrij met een gemiddelde temperatuur op aarde van ongeveer 24 tot 25 ° C Ter vergelijking: de gemiddelde temperatuur op aarde in de periode tussen 1951 en 1980 bedroeg 14 °C. De temperatuurgradiënt bedroeg ongeveer 0,24 °C per breedtegraad.
De polen hadden waarschijnlijk een koel gematigd klimaat; Noord-Antarctica, Australië, het zuidelijkste puntje van Zuid-Amerika, wat nu de VS en Canada is, Oost-Siberië en Europa met een warm gematigd klimaat; Midden-Zuid-Amerika, Zuid- en Noord-Afrika, Zuid-India, Midden-Amerika en China, droog klimaat; en Noord-Zuid-Amerika, Centraal-Afrika, Noord-India, Midden-Siberië een mediterraan klimaat. Zuid Amerika en centraal Noord-Amerika had langs de kustvlakte een vochtig moessonklimaat, maar de omstandigheden waren in het westen en op grotere hoogten drroger.
De mondiale watertemperaturen in het Paleoceen varieerden waarschijnlijk van 8–12 °C, vergeleken met 0–3 °C in de moderne tijd. Op basis van de bovengrens zouden de gemiddelde temperaturen aan het zeeoppervlak bij 60 ° N en Z hetzelfde zijn geweest als de diepzeetemperaturen, bij 30 ° N en Z (ongeveer 23 ° C), en bij de evenaar ongeveer 28 ° C. In de Deense Paleocene zee waren de temperaturen koeler dan die van het voorgaande Late Krijt en het daaropvolgende Eoceen. De Paleocene foraminifera-assemblage duidt globaal op een gedefinieerde thermocline in diep water (een warmere watermassa dichter bij het oppervlak, bovenop een koudere massa dichter bij de bodem) die gedurende het hele tijdperk bleef bestaan. De Atlantische foraminiferen duiden op een algemene opwarming van de temperatuur van het zeeoppervlak – met tropische taxa aanwezig in gebieden op hogere breedtegraden – tot het late Paleoceen, toen de thermocline steiler werd en de tropische foraminiferen zich terugtrokken naar lagere breedtegraden.
De atmosferische CO2-niveaus in het vroege Paleoceen in wat nu Castle Rock, Colorado is, werden berekend op tussen de 352 en 1.110 delen per miljoen (ppm), met een mediaan van 616 ppm. Op basis hiervan en de geschatte plantgas wisselkoersen en de mondiale oppervlaktetemperaturen werd de klimaatgevoeligheid berekend op +3 °C wanneer het CO2 -niveau verdubbelde, vergeleken met 7 °C na de vorming van ijs aan de polen. Het CO2 -niveau alleen kan onvoldoende zijn geweest voor het in stand houden van het kasklimaat, en er moeten positieve feedbacks actief zijn geweest, zoals een combinatie van wolken, aerosolen of vegetatiegerelateerde processen. Een studie uit 2019 identificeerde veranderingen in de excentriciteit van de baan van dfe aarde als de dominante factoren voor het klimaat tussen het late Krijt en het vroege Eoceen.
NEOGEEN (23,03 - 2,588 Ma)
Geografie
De continenten in het Neogeen bevonden zich zeer dicht bij hun huidige posities. De landengte van Panama vormde zich en verbond Noord- en Zuid-Amerika met elkaar. Het Indiase subcontinent bleef in botsing komen met Azië en vormde de Himalaya. De zeespiegel daalde, waardoor landbruggen ontstonden tussen Afrika en Eurazië en tussen Eurazië en Noord-Amerika.
Klimaat
Het mondiale klimaat werd meer seizoensgebonden en zette de algehele droog- en afkoelingstrend voort die begon tijdens het Paleogeen. Het vroege Mioceen was relatief koel; De zeewatergradiënten op de middelste breedtegraad in het vroege Mioceen en de thermische gradiënten op het continent leken al sterk op die van nu. Tijdens het Midden-Mioceen ging de aarde een warme fase binnen die bekend staat als het Midden-Mioceen Climatic Optimum (MMCO), die werd aangedreven door de plaats van de Columbia River Basalt Group. Rond 11 miljoen jaar geleden maakte het warme interval in het Midden-Mioceen plaats voor het veel koelere Late Mioceen. De ijskappen op beide polen begonnen te groeien en dikker te worden, een proces dat werd versterkt door positieve feedback van de toegenomen vorming van zee-ijs. Tussen 7 en 5,3 miljoen jaar geleden volgde een daling van de mondiale temperaturen, ook wel de Late Miocene Cooling (LMC) genoemd, (Het late Mioceen kende een trend van een geleidelijke verdere afkoeling, die in het Plioceen zou doorgaan en uiteindelijk tot het Kwartaire ijstijdvak zou leiden. Omdat koude lucht minder vocht kan opnemen zorgde de Miocene afkoeling ook voor minder neerslag en wereldwijde verdroging van het klimaat. Regionaal zorgden ook andere factoren voor verdroging. Door Laat-Miocene tektonische opheffing in oostelijk Afrika zou het regenwoud in die regio kleiner worden. De noordwaartse beweging van Australië maakte dat dit continent in een steeds drogere klimaatzone terechtkwam, zodat ook hier bossen plaatsmaakten voor steppen). Dit kwam door de concentraties van de kooldioxide. Tijdens het Midden-Plioceen vond er opnieuw een warm interval plaats, waardoor de trend van afkoeling op langere termijn werd onderbroken. Tegen het einde van de periode begon de eerste van een reeks ijstijden van de huidige ijstijd.
KWARTAIR (2,588 Ma - heden)
Geologie
De 2,58 miljoen jaar van het Kwartair vertegenwoordigen de tijd waarin herkenbare mensen bestonden. Gedurende deze geologisch korte periode is er relatief weinig verandering geweest in de verdeling van de continenten als gevolg van de platentektoniek Het geologische archief van het Kwartair is gedetailleerder bewaard gebleven dan dat van eerdere perioden.
De belangrijkste geografische veranderingen gedurende deze periode waren onder meer tijdens ijstijden, het onstaant van de Straat van Bosporus en het Skagerrak, die respectievelijk de Zwarte Zee en de Oostzee in zoetwatermeren veranderden, gevolgd door hun overstromingen (en terugkeer naar zout water) door het stijgende zee niveau; het periodiek opvullen van het Kanaal, waardoor een landbrug werd gevormd tussen Groot-Brittannië en het Europese vasteland; de periodieke sluiting van de Beringstraat, die de landbrug vormt tussen Azië en Noord-Amerika en de periodieke plotselinge overstromingen door gletsjerwater van Scablands in het Amerikaanse noordwesten. De huidige omvang van de Hudsonbaai, de Grote Meren en andere grote meren van Noord-Amerika zijn een gevolg van de aanpassing van het Canadese Schild sinds de laatste ijstijd.
Klimaat
Het klimaat was er een van periodieke ijstijden, waarbij continentale gletsjers zich tot wel 40 graden noorderbreedte van de polen verwijderden. De ijstijd vond herhaaldelijk plaats tijdens de Kwartaire ijstijd - een term die in 1839 door Schimper werd bedacht en die begon met het begin van het Kwartair rond 2,58 Mya en die tot op de dag van vandaag voortduurt.
In 1821 presenteerde een Zwitserse ingenieur, Ignaz Venetz, een artikel waarin hij de aanwezigheid suggereerde van sporen van de passage van een gletsjer op aanzienlijke afstand van de Alpen. Dit idee werd aanvankelijk betwist door een andere Zwitserse wetenschapper, Louis Agassiz, maar toen hij het probeerde te weerleggen, bevestigde hij uiteindelijk de hypothese van zijn collega. Een jaar later opperde Agassiz de hypothese van een grote ijstijd die verstrekkende algemene gevolgen zou hebben gehad. Dit idee leverde hem internationale bekendheid op en leidde tot de oprichting van de Glaciale Theorie.
Dankzij de verfijning van de geologie is in de loop van de tijd aangetoond dat er verschillende perioden van opmars en terugtrekking van de gletsjers waren en dat de temperaturen in het verleden op aarde heel anders waren dan die van vandaag. In het bijzonder zijn de Milankovitch-cycli van Milutin Milankovitch gebaseerd op het uitgangspunt dat variaties in de binnenkomende zonnestraling een fundamentele factor zijn die het klimaat op aarde controleert. Gedurende deze tijd rukten aanzienlijke gletsjers op en trokken zich terug over een groot deel van Noord-Amerika en Europa, delen van Zuid-Amerika en Azië, en heel Antarctica.
- Quartair: (2,588 Ma - heden)
- Holoceen: (0,0115 Ma - heden)
- Pleistoceen: (2,588 - 0,0115 Ma)
- Neogeen: (23,03 - 2,588 Ma)
- Paleogeen: (65 - 23 Ma)
De era voorafgaand aan het Cenozoïcum heet het Mesozoïcum.
PALEOCEEN (66,0 – 56,0 Ma)
Het tijdperk wordt omgeven door twee belangrijke gebeurtenissen in de geschiedenis van de aarde. Het uitsterven van Krijt-Paleogeengrens (K-Pg), veroorzaakt door een inslag van een asteroïde (inslag van Chicxulub) en mogelijk vulkanisme), markeerde het begin van het Paleoceen en doodde 75% van de soorten, waarvan de bekendste de dinosauriërs zijn. Het einde van het tijdperk werd gekenmerkt door het Paleoceen-Eoceen Thermisch Maximum (PETM), een belangrijke klimaatgebeurtenis waarbij ongeveer 2.500 tot 4.500 gigaton koolstof vrijkwam in de atmosfeer en oceaansystemen, wat een piek in de mondiale temperaturen en verzuring van de oceaan veroorzaakte..
In het Paleoceen waren de continenten van het noordelijk halfrond nog steeds met elkaar verbonden via enkele landbruggen; en Zuid-Amerika, Antarctica en Australië waren nog niet volledig gescheiden. De Rocky Mountains werden opgetild, Amerika was er nog niet bij aangesloten, de Indische Plaat was aan zijn botsing met Azië begonnen en de Noord-Atlantische Stollingsprovincie vormde zich tijdens de op twee na grootste magmatische gebeurtenis van de afgelopen 150 miljoen jaar. In de oceanen was de thermohaliene circulatie waarschijnlijk heel anders dan nu, met neerwaartse golven in de noordelijke Stille Oceaan in plaats van in de Noord-Atlantische Oceaan, en de waterdichtheid voornamelijk wordt gecontroleerd door zoutgehalte in plaats van temperatuur.
Het uitsterven van K-Pg veroorzaakte een bloemen- en faunavernieuwing van soorten, waarbij voorheen overvloedige soorten werden vervangen door voorheen ongebruikelijke soorten. In het Paleoceen, met een mondiale gemiddelde temperatuur van ongeveer 24–25 °C , vergeleken met 14 °C in recentere tijden, had de aarde een broeikasklimaat zonder permanente ijskappen op de polen, zoals het voorgaande Mesozoïcum. Als zodanig waren er over de hele wereld bossen – ook aan de polen – maar deze hadden een lage soorten rijkdom met betrekking tot het plantenleven Deze bossen werden bevolkt door voornamelijk kleine wezens die snel evolueerden om te profiteren van de onlangs leeggemaakte aarde. Hoewel sommige dieren een grote omvang bereikten, bleven de meeste vrij klein. De bossen groeiden behoorlijk dicht bij de algemene afwezigheid van grote herbivoren. Zoogdieren verspreidden zich in het Paleoceen en de vroegste zoogdieren worden vanaf deze tijd geregistreerd, maar de meeste taxa uit het Paleoceen hebben dubbelzinnige affiniteiten. In de zeeën kwamen vissen op om de open oceaan te domineren en de rif-ecosystemen te herstellen.Geologie
Het Paleoceen-tijdperk is het tijdsinterval van 10 miljoen jaar direct na de K-Pg-uitstervingsgebeurtenis, die een einde maakte aan het Krijt en het Mesozoïcum, en het Cenozoïcum en het Paleogeen tijdperk inluidde. Het is verdeeld in drie tijdperken: het Danien dat zich uitstrekt van 66 tot 61,6 miljoen jaar geleden de Selandien tijdsnede zich uitstrekt van 61,6 tot 59,2 miljoen jaar geleden, en de Thanetien tijdsnede zich uitstrekt van 59,2 tot 56 miljoen jaar geleden. Het wordt opgevolgd door het Eoceen.
De K-Pg-grens wordt in het fossielenbestand op tal van plaatsen in de wereld duidelijk gedefinieerd door een band met een hoog iridiumgehalte, evenals door discontinuïteiten met de fossiele flora en fauna. Algemeen wordt aangenomen dat een asteroïde- inslag van 10 tot 15 km breed, die de Chicxulub-krater op het schiereiland Yucatán in de Golf van Mexico vormde, en het vulkanisme van Deccan Trap een cataclysmische gebeurtenis veroorzaakten aan de grens, resulterend in het uitsterven van 75% van alle soorten.
Het Paleoceen eindigde met het Paleoceen-Eoceen thermische maximum, een korte periode van intense opwarming en verzuring van de oceaan, veroorzaakt door het massaal vrijkomen van koolstof in de atmosfeer en oceaansystemen, wat leidde tot een massale uitsterving van 30-50%. van benthische foraminiferen – planktonsoorten die worden gebruikt als bio-indicatoren voor de gezondheid van een marien ecosysteem – een van de grootste in het Cenozoïcum. Deze gebeurtenis vond plaats rond 55,8 miljoen jaar geleden en was een van de belangrijkste perioden van mondiale veranderingen tijdens het Cenozoïcum.
Gemiddeld klimaat
Het klimaat in het Paleoceen was, net als in het Krijt, tropisch of subtropisch, en de polen waren gematigd en ijsvrij met een gemiddelde temperatuur op aarde van ongeveer 24 tot 25 ° C Ter vergelijking: de gemiddelde temperatuur op aarde in de periode tussen 1951 en 1980 bedroeg 14 °C. De temperatuurgradiënt bedroeg ongeveer 0,24 °C per breedtegraad.
De polen hadden waarschijnlijk een koel gematigd klimaat; Noord-Antarctica, Australië, het zuidelijkste puntje van Zuid-Amerika, wat nu de VS en Canada is, Oost-Siberië en Europa met een warm gematigd klimaat; Midden-Zuid-Amerika, Zuid- en Noord-Afrika, Zuid-India, Midden-Amerika en China, droog klimaat; en Noord-Zuid-Amerika, Centraal-Afrika, Noord-India, Midden-Siberië een mediterraan klimaat. Zuid Amerika en centraal Noord-Amerika had langs de kustvlakte een vochtig moessonklimaat, maar de omstandigheden waren in het westen en op grotere hoogten drroger.
De mondiale watertemperaturen in het Paleoceen varieerden waarschijnlijk van 8–12 °C, vergeleken met 0–3 °C in de moderne tijd. Op basis van de bovengrens zouden de gemiddelde temperaturen aan het zeeoppervlak bij 60 ° N en Z hetzelfde zijn geweest als de diepzeetemperaturen, bij 30 ° N en Z (ongeveer 23 ° C), en bij de evenaar ongeveer 28 ° C. In de Deense Paleocene zee waren de temperaturen koeler dan die van het voorgaande Late Krijt en het daaropvolgende Eoceen. De Paleocene foraminifera-assemblage duidt globaal op een gedefinieerde thermocline in diep water (een warmere watermassa dichter bij het oppervlak, bovenop een koudere massa dichter bij de bodem) die gedurende het hele tijdperk bleef bestaan. De Atlantische foraminiferen duiden op een algemene opwarming van de temperatuur van het zeeoppervlak – met tropische taxa aanwezig in gebieden op hogere breedtegraden – tot het late Paleoceen, toen de thermocline steiler werd en de tropische foraminiferen zich terugtrokken naar lagere breedtegraden.
De atmosferische CO2-niveaus in het vroege Paleoceen in wat nu Castle Rock, Colorado is, werden berekend op tussen de 352 en 1.110 delen per miljoen (ppm), met een mediaan van 616 ppm. Op basis hiervan en de geschatte plantgas wisselkoersen en de mondiale oppervlaktetemperaturen werd de klimaatgevoeligheid berekend op +3 °C wanneer het CO2 -niveau verdubbelde, vergeleken met 7 °C na de vorming van ijs aan de polen. Het CO2 -niveau alleen kan onvoldoende zijn geweest voor het in stand houden van het kasklimaat, en er moeten positieve feedbacks actief zijn geweest, zoals een combinatie van wolken, aerosolen of vegetatiegerelateerde processen. Een studie uit 2019 identificeerde veranderingen in de excentriciteit van de baan van dfe aarde als de dominante factoren voor het klimaat tussen het late Krijt en het vroege Eoceen.
NEOGEEN (23,03 - 2,588 Ma)
Geografie
De continenten in het Neogeen bevonden zich zeer dicht bij hun huidige posities. De landengte van Panama vormde zich en verbond Noord- en Zuid-Amerika met elkaar. Het Indiase subcontinent bleef in botsing komen met Azië en vormde de Himalaya. De zeespiegel daalde, waardoor landbruggen ontstonden tussen Afrika en Eurazië en tussen Eurazië en Noord-Amerika.Klimaat
Het mondiale klimaat werd meer seizoensgebonden en zette de algehele droog- en afkoelingstrend voort die begon tijdens het Paleogeen. Het vroege Mioceen was relatief koel; De zeewatergradiënten op de middelste breedtegraad in het vroege Mioceen en de thermische gradiënten op het continent leken al sterk op die van nu. Tijdens het Midden-Mioceen ging de aarde een warme fase binnen die bekend staat als het Midden-Mioceen Climatic Optimum (MMCO), die werd aangedreven door de plaats van de Columbia River Basalt Group. Rond 11 miljoen jaar geleden maakte het warme interval in het Midden-Mioceen plaats voor het veel koelere Late Mioceen. De ijskappen op beide polen begonnen te groeien en dikker te worden, een proces dat werd versterkt door positieve feedback van de toegenomen vorming van zee-ijs. Tussen 7 en 5,3 miljoen jaar geleden volgde een daling van de mondiale temperaturen, ook wel de Late Miocene Cooling (LMC) genoemd, (Het late Mioceen kende een trend van een geleidelijke verdere afkoeling, die in het Plioceen zou doorgaan en uiteindelijk tot het Kwartaire ijstijdvak zou leiden. Omdat koude lucht minder vocht kan opnemen zorgde de Miocene afkoeling ook voor minder neerslag en wereldwijde verdroging van het klimaat. Regionaal zorgden ook andere factoren voor verdroging. Door Laat-Miocene tektonische opheffing in oostelijk Afrika zou het regenwoud in die regio kleiner worden. De noordwaartse beweging van Australië maakte dat dit continent in een steeds drogere klimaatzone terechtkwam, zodat ook hier bossen plaatsmaakten voor steppen). Dit kwam door de concentraties van de kooldioxide. Tijdens het Midden-Plioceen vond er opnieuw een warm interval plaats, waardoor de trend van afkoeling op langere termijn werd onderbroken. Tegen het einde van de periode begon de eerste van een reeks ijstijden van de huidige ijstijd.
KWARTAIR (2,588 Ma - heden)
Geologie
De 2,58 miljoen jaar van het Kwartair vertegenwoordigen de tijd waarin herkenbare mensen bestonden. Gedurende deze geologisch korte periode is er relatief weinig verandering geweest in de verdeling van de continenten als gevolg van de platentektoniek Het geologische archief van het Kwartair is gedetailleerder bewaard gebleven dan dat van eerdere perioden.
De belangrijkste geografische veranderingen gedurende deze periode waren onder meer tijdens ijstijden, het onstaant van de Straat van Bosporus en het Skagerrak, die respectievelijk de Zwarte Zee en de Oostzee in zoetwatermeren veranderden, gevolgd door hun overstromingen (en terugkeer naar zout water) door het stijgende zee niveau; het periodiek opvullen van het Kanaal, waardoor een landbrug werd gevormd tussen Groot-Brittannië en het Europese vasteland; de periodieke sluiting van de Beringstraat, die de landbrug vormt tussen Azië en Noord-Amerika en de periodieke plotselinge overstromingen door gletsjerwater van Scablands in het Amerikaanse noordwesten. De huidige omvang van de Hudsonbaai, de Grote Meren en andere grote meren van Noord-Amerika zijn een gevolg van de aanpassing van het Canadese Schild sinds de laatste ijstijd.
Klimaat
Het klimaat was er een van periodieke ijstijden, waarbij continentale gletsjers zich tot wel 40 graden noorderbreedte van de polen verwijderden. De ijstijd vond herhaaldelijk plaats tijdens de Kwartaire ijstijd - een term die in 1839 door Schimper werd bedacht en die begon met het begin van het Kwartair rond 2,58 Mya en die tot op de dag van vandaag voortduurt.
In 1821 presenteerde een Zwitserse ingenieur, Ignaz Venetz, een artikel waarin hij de aanwezigheid suggereerde van sporen van de passage van een gletsjer op aanzienlijke afstand van de Alpen. Dit idee werd aanvankelijk betwist door een andere Zwitserse wetenschapper, Louis Agassiz, maar toen hij het probeerde te weerleggen, bevestigde hij uiteindelijk de hypothese van zijn collega. Een jaar later opperde Agassiz de hypothese van een grote ijstijd die verstrekkende algemene gevolgen zou hebben gehad. Dit idee leverde hem internationale bekendheid op en leidde tot de oprichting van de Glaciale Theorie.
Dankzij de verfijning van de geologie is in de loop van de tijd aangetoond dat er verschillende perioden van opmars en terugtrekking van de gletsjers waren en dat de temperaturen in het verleden op aarde heel anders waren dan die van vandaag. In het bijzonder zijn de Milankovitch-cycli van Milutin Milankovitch gebaseerd op het uitgangspunt dat variaties in de binnenkomende zonnestraling een fundamentele factor zijn die het klimaat op aarde controleert. Gedurende deze tijd rukten aanzienlijke gletsjers op en trokken zich terug over een groot deel van Noord-Amerika en Europa, delen van Zuid-Amerika en Azië, en heel Antarctica.
