全新世

全新世

全新世(Holocene)是最年輕的地質年代,從11700年前開始。根據傳統的地質學觀點,全新世一直持續至今,但也有人提出工業革命後應該另分為人類世。其名稱源自希臘語"ὅλος"(holos,完全的)和"καινός"(kainos,新的),意即"完全新近的"。

全新世氣候變化與人類社會的發展有密切的關系,因此詳細研究全新世的氣候和環境變化至關重要。研究全新時氣候變化的主要材料包括高緯度和高海拔冰芯,湖泊沉積物紀錄,樹輪,石筍及其他洞穴沉積物,高沉積速率的深海沉積物等。

  • 中文名稱
    全新世
  • 外文名稱
    Holocene
  • 時    間
    1850年
  • 提    出
    P.熱爾韋

定義

地質時代最新階段,第四紀二分的第二個世,開始于12000~10000年前持續至今。這一時期形成的地層稱全新統,它覆蓋于所有地層之上。全新世是1850年由哲爾瓦(P.Gervais)提出的,並為1885年國際地質大會正式通過。全新世時間短,沉積物厚度小,但分布範圍廣。由于距今時代短,可套用幾種有效的年代測定方法,因此,其地層劃分比較詳細、精確。全新世與更新世的界限,以第四紀冰期一次亞冰期結束、氣候轉暖為標志,因此又稱為冰後期。全新世氣候有輕微波動。海面變化與氣候相一致,冰後期海面迅速上升,到距今11000年上升到-60米位置。距今6000年海面已接近現今位置,其後僅有輕微的變化。全新世時,人類已進入現代人階段。

全新世 模擬圖全新世 模擬圖
第四
年代 (萬年)



第四紀全新世0-1.17
更新世晚更新期1.17-12.6
中更新期12.6-78.1
早更新期78.1-180.6
格拉斯期180.6-258.8
新近紀上新世皮亞琴察期以前

時代劃分

冥古宙太古宙元古宙顯生宙




















古元古代中元古代新元古代古生代中生代新生代








































古近紀新近紀第四紀















地質年代名稱。第四紀最新的一個世。約11000年前至今。其地層稱全新統。下限年代有一定爭議。國際地層委員會將格陵蘭島GRIP冰芯記錄中新仙女木事件結束的時間定為全新世的開始。根據該冰芯的紋層計數,其年齡為距今("今"指公元1950年)大約11,700年前 (Walker et al., 2009;並 參見2010 年國際地層表)。因處晚更新世武木(Würm)冰期結束之後,又稱冰後期。英國地質學家萊伊爾(C.Lyell)1839年稱這一時期為近代世(Recent Epoch)。由于生物界已近現代面貌,法國古生物學家哲爾瓦(P.Gervais)于1860年提出"全新世"一詞,並于1885年國際地質學大會上通過。全新世氣候普遍轉暖,中、高緯度的冰川大量消融,海平面迅速上升,喜暖動植物逐漸向較高緯度和較高山遷移,全球自然地理環境完全演進到現代面貌。農業的出現以及生產工具的不斷進步,促進了社會發展,人類與自然環境的關系日益密切。全新世氣候變化具有一定的波動性。

斷裂全新世斷裂全新世

挪威人布利特(A.Blytt)和瑞典人塞南德爾(R.Sernan- der)根據北歐沼澤地層中的植物化石和孢粉譜研究,1909年建立北歐冰後期氣候分期,包括:

①前北方期(距今 10300~9500年前),由寒冷轉向溫涼;

②北方期(距今9500~7500年前),溫幹;

③大西洋期(距今7500~5000年前),溫暖濕潤,又稱氣候適宜期;

④亞北方期(距今5000~2700年前),溫幹;

⑤亞大西洋期(距今2700年前至今),涼爽濕潤。

這一分期方案至今仍被各國採用,並不斷得以補充。為概括上述變化,孢粉學家波斯特隊(L.von Post)在1946年把全新世氣候變化分作3個時期,即Ⅰ期--溫度上升、Ⅱ期--溫度最高、Ⅲ期--溫度下降。1953年安蒂夫斯(E.Antevs)也作了類似的劃分,分別稱為升溫期、高溫期和中溫期,相當于全新世早、中、晚期。在高溫期,北半球中緯度地區的年均氣溫高于現今3~5℃,沿海地帶海侵達最大規模。在降溫期或中溫期,氣溫稍呈波動式下降,許多山岳冰川有不同程度的前進。20世紀60~80年代,許多學者利用歷史和考古材料,進一步揭示亞北方期和亞大西洋期以世紀為時間尺度的氣候、環境變化。中國科學家竺可楨按考古時期(公元前3000~1000年)、物候時期(公元前1000~公元1400年)和方志時期(公元1400~1900 年),總結了近5000年來中國的氣候變化。隨著測試、分析手段的進步,全新世氣候、水文、植被及各種地貌過程的變化,已趨向定量分析和預測研究。

摩索水母化石圖摩索水母化石圖

氣候變化

過去認為全新世(Holocene)開始于1萬年前(10kaBP),那是根據C測定的,稱為C年。後來發現C年要經過樹輪校正,才能得到正確的實際的年代,即日歷年。校正後全新世開始的日歷年為11.5kaBP。全新世對于人類具有十分重要的意義。人類的文明社會,當前社會的一切繁榮、富強、發展、進步都發生在全新世。因此,認識全新世的氣候變化有重要的意義。為了說明全新世在地球歷史上的地位,有必要簡略回顧一下地球氣候的歷史,至少近兩百萬年的歷史。盡管這對于有46億年歷史的地球而言幾乎隻相當于一天中幾分鍾短暫時間。

全新世中國火山分布圖全新世中國火山分布圖

第四紀

大約240多萬年前地球進入所謂第四紀,其氣候特點是冰期-間冰期交替,地質學家稱之為旋回。旋回的時間即周期以萬年計,但是並不穩定。近70萬年來以10萬年周期為主。在南極的冰芯氧同位素變化中表現最清楚,在深海沉積、黃土堆積中也有一致的反映。一般認為冰期-間冰期旋回的形成與地球軌道要素的變化有關。由于這是米蘭克維奇發現的,所以也稱為米蘭克維奇周期。一個旋回開始于約12萬年前,那時地球氣候與現代的溫暖程度相當。到2.3萬年前達到最冷,稱為末次冰盛期。在每個10萬年左右的冰期-間冰期旋回中,溫暖時期是比較短暫的,一般約1-2萬年。而更多的時間處于降溫過程中。但是溫度的下降不是直線的,而是由一系列的波動組成。直到20世紀中葉大多數科學家還相信冰期的氣候是持續的寒冷。但是後來發現冰期中也有相對溫暖的時期。認識到冰期氣候的不穩定性是古氣候研究的一項重要成果。

冰消期

末次冰盛期之後處于冰消期,北美的勞倫泰冰蓋,北歐的斯堪的那維亞冰蓋相繼瓦解。但是,就在氣候已回暖到接近現代的情況下,又發生了一次激烈的氣候波動,稱為"新仙女木"事件。以北大西洋北部為中心,氣候迅速變冷。但是寒冷僅持續了1千年左右,又快速後暖,所以稱為氣候突變。溫度變化的幅度達到了冰期-間冰期旋回的3/4。這是末次冰期中最後1次氣候突變。"新仙女木"事件之後,即進入全新世。

20世紀後期

盡管在20世紀後期人們已經認識到冰期氣候的不穩定性,不再把冰期看成持續的寒冷時期,也不再認為第四紀僅有4-5次冰期。但是,仍認為全新世的氣候溫暖而平和,沒有大的氣候波動。1995年O′Brien等首先根據格陵蘭冰芯中海鹽與陸源塵粉的變化,指出全新世可能有一系列的冷事件。以後國際上開始了一系列的研究。最著名的是Bond等(1997)根據北大西洋深海沉積中冰島火山玻璃和染赤鐵礦等浮冰碎屑(IRD)確定的冷事件年表。冰島及揚馬延島等地的冰川下滑到海中形成冰山,冰底攜帶了碎石顆粒,其中包括火山活動形成的玻璃和與赤鐵礦摩擦而染紅的碎石。當冰山融化時,冰底的碎石沉入海底。因此分析北大西洋深海沉積的IRD,可以判斷何時有大量流冰傾瀉入北大西洋,也就是冷事件。在愛爾蘭以西的地區沉積率超過了10cm/ka,所以隔0.5-1.0cm取樣,使得沉積記錄的時間解析度達到50-100年。根據Bond等的研究全新世共發生9次冷事件,小冰期約出現于0.4kaBP。

一系列的古氣候研究表明亞非季風區的降水量變化也同冷事件有關。當北大西洋出現冷事件時,季風降水減少,即弱季風事件。例如Gupta等(2003年)對阿曼灣沉積的研究就很有代表性。深海沉積中儲存了浮遊有孔蟲的記錄。有的有孔蟲的紀錄與海水溫度有線性關系,而海水溫度取決于涌升,涌升的強度則依賴于海表的風力大小,也就是季風強度。因此,人們可以從過去近萬年的有孔蟲記錄來推測當時季風的強度,確定弱季風事件。用大氣環流模式所做的模擬研究表明,THC減弱北大西洋變冷,可能是亞非季風減弱的原因。因此,冷事件與弱季風事件出現時間的一致,可能並不是偶然的。

實際上我國至少是最早註意到全新世氣候不穩定性的國家之一。施雅風、孔昭宸主編的《中國全新世大暖期氣候與環境》(1992年)一書就明確指出4次冷事件,其出現的時間與Bond等在5年之後發表的北大西洋冷事件的14C年表十分接近。以後中國的諸多作者,根據冰芯、泥炭、孢粉、黃土、湖泊、冰川、雪線及考古資料做了大量的研究,並且有不少是高解析度的古氣候序列,證明全新世中國弱季風事件年表與北大西洋冷事件有很大的一致性。

冷事件以及弱季風

全新世中的冷事件以及季風區的弱季風事件是與全新世的基本氣候特征背道而馳的。全新世作為間冰期氣候溫暖濕潤,但是不斷為冷幹氣候事件打斷。這些冷幹事件一般隻有幾百年,短的也許隻有1-2百年。但是對人類社會的發展卻有很大的影響。8.2kaBP的冷事件就可能促進了農牧業的發展。因為,在全新世中各地先後進入新石器時代,人口也迅速成長。發生氣候突變時,採集、狩獵不再能滿足生活需要,再加上人口的壓力,就可能成為推動農牧業發展的動力。據吳文祥、劉東生的研究5.5kaBP的氣候變冷在四大文明古國:兩河流域、埃及、印度及中國的文明中有重要的推動作用。4.2-4.0kaBP的氣候變幹正當兩河流域的阿卡德王國解體、埃及處于混亂的第1中間期、印度哈拉帕文明衰落。中華古文明也處于交替時期,經過動亂,于公元前2070年建立夏朝。愈來愈多的證據表明,人類社會的發展與全新世大約出現于8kaBP、6kaBP以及4kaBP的3次氣候突變有密切的聯系。

消失物種

渡渡鳥、旅鴿、袋狼類、歐洲野牛石南雞卡羅來納長尾小鸚鵡大海雀葡萄牙山羊、斑驢、爪哇虎、北海牛、儒伊鴿巴巴裏獅子日本狼北美海豹波利尼西亞蝸牛巴切爾熱帶草原斑馬多索森林馴鹿瓜達魯貝美洲大鷹卡羅拉依那鸚哥等。

在過去1萬年的大部分時間裏,人們生活的世界上盛產各種植物和動物。至少在沒有現代人類捕獵者定居的地方是如此。僅僅200年以前,巨大的旅鴿群還在北美大陸上空飛翔。龐大的水牛群在曠野上漫遊,不會飛的大型鳥類棲息在南半球的島嶼上。這些生靈對持槍的人類並不感到恐懼,它們要是知道恐懼就好了。在過去的1萬年中,人類消滅動物的速度比地球歷史上任何時候動物消失的速度都快。

人為造成絕滅的原因很多。為了獲得食物、衣著和樂趣而進行的捕獵、捕魚隻是我們消滅整個物種的某些最直接的方式。通過引入新的陌生的捕獵動物,我們擾亂了脆弱的環境,尤其是那些生物長時間在隔離狀態下進化的島嶼。但是對于各類生命的最大傷害發生在我們毀壞動物棲息地的時候。城市擴張、污染、耕種、放牧和伐木都毀壞了數千種動物賴以生存的荒野。如今,我們正處在一個巨大的絕滅事件的中期。動物正以自然界正常速率的一百至一千倍的速度永久地消失。在世界範圍內,特別是在熱帶雨林中,動物的生命受到嚴重威脅。熱帶雨林隻佔陸地面積的10呈窄的帶狀分布,其中生活了現生生物的一半以上。雨林正在以很快的速度消失。在今後的50年中,大部分熱帶雨林很可能永遠消失。如果雨林遭到破壞,多達300萬種的大小動物可能隨之絕滅。

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