在整个新生代，发生了气候变冷、旱化的趋势。低纬度与高纬度地区的温度梯度增大，各地区水分条件的差异加大，导致全球自然环境的多样化。

简介

降温与第四纪冰期的来临(始新世 渐新世 中新世 晚中新世 上新世)

旱化趋势(板块运动 撒哈拉沙漠的形成 晚新生代的变冷和干旱化 第四纪全球环境干旱化)

自然地带分布的复杂化

简介

新生代包括第三纪和第四纪，历时6500万年。新生代期间，环境呈变冷、变干的趋势性变化，称为新生代衰落。

新生代衰落导致了第四纪冰期的出现，构成了第四纪全球变化的背景。

降温与第四纪冰期的来临

新生代之初，大体上保持中生代时期的暖热大洋环流形式，大洋环流较弱，无寒冷的底层水，表层流以纬向为主。由于南北美大陆之间、非洲、印度与（当时的）欧亚大陆之间、澳大利亚与印度支那之间存在着海洋通道，可能存在着环绕全球的赤道流。大洋微体化石、陆上植物和氧同位素资料表明，当时的气候温暖而均一，南极是无冰的。用氧同位素复原的古温度表明，南极附近的海区相当温暖，可能达18℃，在很高纬度的地区都有森林生长，北半球的热带植物在北美西海岸扩展到45°N，温带植物在阿拉斯加湾扩展到60°N。极地和赤道之间的温度梯度较小，可能不足现在的一半。伴随着非洲和印度大陆的北移，特提斯洋海道逐渐缩窄。北大西洋和北冰洋之间有少量的表层水流通，较暖的海水通过拉布拉多海道进入北冰洋。

在整个新生代期间，发生了变冷的趋向。在变冷的过程中，可以识别出一系列的快速降温事件。很难用单一的因素解释所有的变化，其中的解释之一是，新生代期间每一次降温均可与现代海陆演化的发展阶段相联系。因此，可能是一些关键地区的板块运动及相应的大洋环流结构的调整，构成了随后变冷的关键环节。

始新世

大约在距今5000万年前之后（始新世期间），澳大利亚从南极洲分离向北运动，南大洋开始增宽，形成了具有重要意义的南大洋通道，使得西风环流能够建立起绕极环流。这一环流完全绕南极运动，对低纬地区来的暖流起到了阻碍作用，尽管由于在南大洋中和杜累克海峡还存在浅坎（Shallow barriers），绕极环流尚未达到最大深度，但由于绕极环流的发展对向极的显热输送的阻碍作用，这一地区经历着变冷的过程。这一事件对热带地区可能并未构成影响，因此赤道与极地之间的温度梯度开始增大，从而加强了大气环流。

距今3800万年前之后（始新世末期）有一次重要的急速变冷事件，对全球生物界造成重要影响，称始新世末期事件。这一事件发生在大约10万年的短暂时间里，导致深部海水温度下降了4－5℃，并导致南极海域表层水温度的大幅度降低，在环南极地区海面形成冰冻环境并第一次出现大规模的海冰，寒冷的高盐度海水正常，形成南极底层水，温盐环流出现，南北半球的高纬度地区的陆地温度可能下降10℃左右。3800万年前南极地区大规模海冰的出现可能与南极洲和澳大利亚之间的进一步分离有某种关系，当时南极已牌孤立、隔绝的状态，随着塔斯马尼亚海道的开启，南印度洋与太平洋之间通过塔斯马尼亚海道进行表层水交流，南印度洋寒冷的表层水通过海道进入罗斯海，注入罗斯海的冷水触发了冰冻作用，形成海冰，盐度较高的冷水下沉又形成了底层水。

渐新世

渐新世早期，印度大陆向欧亚大陆的接近有效地中断了古新世和始新世时期存在的赤道环流，几乎同时的南大洋和杜累克海峡的增宽使得包括底层水在内的绕极环流得到充分发展。3000万年前杜累克海峡的张开，加强了绕极环流，导致进一步变冷，冰川在南极大陆上逐步发育起来。始新世末以来的迅速变冷可能反映了由于海面下降、陆地冰川增长、海冰扩大造成反射率增大的正反馈作用的影响。

从始新世末到渐新世的环境变化是新生代衰落的重大转折时期，许多现代环境特征都是在此时期形成的。温度低、有冰盖、温度梯度大、大洋环流加强、出现寒冷的底层水、表层洋流以经向为主（特提斯洋关闭而贯通北冰洋和南大洋的大西洋展宽），在此之后出现的上述晚第三纪－现代气候与大洋环流特点，与新生代之初的气候与环流特征形成鲜明的对照。海洋生物也在此期间发生了早第三纪类型为晚第三纪类型所替代的显著变化过程。在高纬度地区，浮游有孔虫发生重大变化，至渐新世初期已具有现代组合的特征，其形态简单，分异度低；中低纬度地区，浮游微体生物大批绝灭，在渐新世出现独特的少数种型海洋生物模式，底栖有孔虫遭受的打击尤为严重。气候变化也对陆地植物产生重大影响，在北半球的中高纬度地区尤为明显，原来生长常绿阔叶林的地区在很短的时间内为落叶阔叶林所取代。

中新世

中新世时期，大洋的形状和海陆分布已与现代十分相似。在中新世早期的短暂变暖后，中期（距今约2000万年前后）的古气候记录再次显示出显著的变冷，大规模的南极冰盖已经存在。至中新世晚期，深海沉积中　冰漂碎屑（ice rafted derbies）存在，意味着冰川已扩展到海面，达到现在的规模。上前尚不清楚为什么直至中新世中、晚期冰盖才扩展到现在的大小。冰盖扩展的显著后果是由于赤道与极地之间的温度梯度加大造成风力增强，导致大洋环流加强。强化的大洋环流又增强了水体的上升作用以及表层的生物活动。

晚中新世

晚中新世（距今约1000万年）气候进一步显著变冷。在变冷的同时发生大规模的海退过程，全球海面下降40－50m。这一海退再加上构造运动对地中海产生巨大影响，使得地中海与世界其它大洋隔绝开来，只留有一个小入口。封闭盆地中的蒸发作用导致水位进一步降低，盐分浓缩，最终形成巨厚的蒸发矿床。这一发生在620－500万年前，由于因此导致了海洋生物群毁灭，而被称为“Messinian 盐度危机”（ Messinian 是当地一个地层的名字）。包括波斯湾和红海在内的其它海域也受到类似的影响。根据盐分沉积的体积推算，该时期被蒸发掉的水的体积是地中海盛水量的40倍。海水流入到盆地中后被蒸发掉，全球大量的被集中到地中海并贮存在那时，从而导致开放的大洋的盐度下降约6%。由于盐度降低，海水冻结温度提高，造成高纬地区的海冰进一步扩展，成为加速变冷的又一正反馈过程。

上新世

在上新世的轻微转暖之后，进一步变冷。到晚上新世（约300万年前），北半球的气候变冷导致冰川的显著扩展，此后在北大西洋中发现有冰漂碎屑存在，这一现象标志着作为第四纪特征的冰盖迅速增长与消融的时期的开始。目前尚不清楚为什么北半球冰盖生成的时间晚于南半球，一个可能的原因是，南北美洲之间的通道在此时期关闭，导致墨西哥湾暖流增强，从而将更多的水汽输送到高纬度地区，促进了那时的降雪过程。81F3第四纪开始时（240万年前），北半球冰盖已到达中等规模，其影响已在海洋沉积中有所反映：就在此时，由于冰川漂运的陆源硅质碎屑的输入，碳酸盐的比例出现显著的、不规则的下降。

旱化趋势

板块运动

板块运动一方面通过海陆分布与地形变化改变了大气环流，另一方面使得一些陆地或区域移动到热带干旱区，最显著的是澳大利亚和北非。

撒哈拉沙漠的形成

撒哈拉沙漠的形成与好几个独立的构造运动事件有关。中生代和新生代非洲板块的北移使得北非的大部分地区从湿润的赤道地区移动到干燥的热带地区。另外有两个因素加剧了北非地区晚新生代的干旱化，一是随着始新世之后南大洋和北大西洋的变冷，高纬地区冰盖的逐步扩大，南极大陆上的大冰盖的规模在1000万年前达到最大，北半球冰盖的体积在250万年前突然增大。冰盖建立的影响之一是增大赤道和极地之间的温度和气压梯度，导致贸易风的风速增大，加大的风速更利于把日益变干的撒哈拉地区地表的冲积物改造为沙丘。石英质沙丘于第三纪末期出现于乍得盆地。另一个因素是晚第三纪青藏高原的隆起以及因此出现的东风急流，导致干燥空气在巴基斯坦、阿拉伯、索马里、埃塞俄比亚、撒哈拉等初期沙漠地区正常。在巴基斯坦的帕特瓦高原，δ13C的分析结果显示，730－700万年前期间动植物群发生了戏剧性的变化，在730万年之前，C3植物占优势指示森林与乔木环境；700万年前之后，C4植物最为丰富，指示热带草原在森林的空间中迅速扩展。撒哈拉地区也发生类似的变化。在古新世和始新世期间，南撒哈拉地区的大部分为赤道雨林所覆盖，到渐新世和中新世，现代撒哈拉的大部分地区已墨迹为疏林和萨王纳树林，至上新世时期许多现代撒哈拉地区的植物成分都已经出现。

晚新生代的变冷和干旱化

晚新生代的变冷和干旱化不仅限于从西撒哈拉经阿拉伯到印度西北部的广阔热带干旱带，也不限于北半球。世界许多地区在晚第三纪时发生了森林植被为草原植被所取代的过程，与之相适应，动物组合的分异和演化也朝着草食动物发展。北美变干的时间与巴基斯坦地区同时，在南美、南非和澳大利亚地区，地貌学、地球化学、动植物方面的证据均表明新第三纪干旱化的趋向。

第四纪全球环境干旱化

在第四纪开始的240万年前前后，全球环境干旱化过程进一步加强。非洲的干旱导致森林退缩而草原面积扩大。孢粉信息显示，埃塞俄比亚的OMO谷地地区，260－240万年前的气候比现代温暖湿润，但随后变得比现代更为冷干。阿尔及利亚、乍得和肯尼亚也发生了类似的变化。大量来自东非原始人类遗址的土壤中的碳同位素样品显示，在约250万年前之后不再有郁闭的森林，而出现了森林草原环境。中国从240万年前开始出现黄土沉积，地中海地区的夏季干旱也在此时出现。热带安第斯地区的植物群于250万年前发生显著变化。

自然地带分布的复杂化

随着全球环境变冷变干，低纬地区与高纬地区的温度梯度增大，各地区水分条件的差异也明显加大，由此导致自然地带分异的复杂化与环境类型的多样化。早第三纪时，全球环境分异十分简单，总体以热带亚热带环境为主。至渐新世时，地带分异增强，出现了热带亚热带干旱气候带和热带干湿季气候，高纬度地区出现亚极地气候。至第四纪，呈现现代自然地带格局。