지질학적 특징

제4기는 지구 전역에 걸쳐 기후가 반복적으로 변화한 것이 특징이다. 반복적인 기후변화에 의해 북아메리카와 북서 유라시아 중위도의 방대한 지역에 빙상이 반복적으로 침입했기 때문에, 이 시기를 종종 제4기 빙하시대라고 부른다(빙하작용). 이 빙하시대는 본격적인 기후의 냉각과 함께 시작되었는데, 현재에는 그러한 기후의 냉각이 약 250만 년 전의 제3기 플라이오세부터 시작된 것으로 알려져 있다.

제4기의 빙하가 팽창하는 동안에는 해수면의 높이가 현재보다 약 100m 하강했다. 최근의 170만 년 동안 기후조건이 평균기후보다 더워지거나 추워지는 주요변동이 있었으며, 이 현상은 지구 전체에 영향을 미쳤다. 이러한 기후의 변동은 중위도 대륙에 기록된 간빙기와 빙기 지층들의 반복적인 순환과 일치한다. 이러한 순환에서 간빙기의 기간은 상대적으로 짧았으며(1만~3만 년) 기후가 온화했고, 식생이 오늘날과 비슷했다.

가장 최근의 빙하확장(약 1만~3만 년 전)은 북아메리카와 북부 유럽의 양 지역에 잘 나타나 있다. 보다 오래되고 광역적인 빙하의 전진이 50만 년 전 유럽과 70만 년 전 북아메리카에서 일어났음이 알려지고 있다.

강수의 변화는 제4기 동안 호수면의 상승과 하강으로 기록된다. 이런 현상은 열대지방뿐만 아니라 오스트레일리아, 중앙 아시아, 미국 서부의 그레이트 베이슨에 명확하게 기록되어 있다. 그러나 강수변화에 의한 많은 변동은 중위도 지역에서의 빙기-간빙기의 반복과 시간적으로 명확하게 일치하지는 않는다. 제4기 기후변화의 근본 원인들은 복잡하고, 논쟁의 여지가 아직 많이 남아 있다.

빙기-간빙기의 반복은 열대와 아열대 지역에서 높은 산 위의 빙하를 수축·팽창시켜 고도에 따른 식물변천을 야기시켰다. 이 위도상에서 가장 중요한 기후와 환경의 변화는 강수의 변화와 관계된다(강수형). 습윤하고 강수량이 많은 기후와 건조하고 강수량이 적은 기후가 번갈아 나타나서 열대우림, 사바나, 그리고 보다 건조한 식생대 사이 경계의 변동을 수반했다.

아마도 해류와 대기의 흐름에 대한 대륙 이동의 효과, 태양 복사열 변화의 영향 및 화산분화의 효과들이 크게 또는 작게 영향을 주었다. 심해저 퇴적물 내에 기록되어 있는 주요변동의 주기는 태양 주위를 도는 지구 공전궤도의 장기간에 걸친 기하학적 변화와 밀접한 관계가 있는 것으로 보인다.

생물학적 특징

충적세는 가장 최근의 제4기 간빙기로 간주된다. 보다 오랫동안 지속되는 빙기 동안(7만~8만 년)에는, 남아메리카 남부와 뉴질랜드뿐만 아니라 북아메리카와 유라시아의 넓은 지역이 빙하와 빙상으로 덮이거나, 현재 북극 근처의 캐나다와 시베리아에서 부분적으로 발견되는, 건조하고 상당히 추운 주(周)빙하 기후조건에 놓이게 되었다. 이러한 기후변동의 결과 특히 북반구에서는 식생대와 그에 상응하는 식물군의 대규모적이고 반복적인 변천이 있었다.

생물학적 관점에서 제4기의 주요특징은 인류의 진화와 다양화이다(사람과). 사실 소련의 과학자들은 제4기를 인류기원시대로 본다. 초기와 중기 홍적세 동안 초기 인류인 호모 에렉투스가 아프리카에서 아시아와 유럽으로 퍼져나갔고, 현대 인류인 호모 사피엔스가 마지막 빙기 동안 아메리카 대륙과 오스트레일리아에 상륙했다.

제4기 동안 기후와 환경의 격렬한 변화는 빠른 속도로 생물의 진화와 멸종을 야기시켰는데, 특히 포유류의 경우가 심했다. 남북아메리카와 유라시아에서 마지막 빙기말로 가는 동안 일어난 큰 포유류들의 멸종은, 그당시 인류의 빠른 영토확장과도 관련이 있었던 것으로 보인다.