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更新世（/ ˈ p l aɪ s t ə ˌ s iː n , - s t oʊ - / PLY -stə-seen, - stoh- ; [ 4 ] [ 5 ]口語的には氷河期と呼ばれる）は、約258万年前から 11,700 年前まで続いた地質時代で、地球の最も最近の繰り返された氷河期にまたがっています。2009 年に国際地質科学連合によって変更が最終的に確認されるまで、更新世と前の鮮新世の区切りは、現在から180万 万年前 (BP)であると考えられていました。それ以前の年の出版物では、この時代の定義のどちらでも使用されている場合があります。更新世の終わりは、最後の氷河期の終わりと、考古学で使用される旧石器時代の終わりと一致します。この名前は、古代ギリシャ語で「最も」を意味するπλεῖστος ( pleîstos ) と、 「新しい、最近の」を意味するκαινός ( kainós ) に由来しています。
先行する新第三紀の乾燥化と寒冷化の傾向は更新世にも継続した。気候は氷河期の周期によって大きく変動し、寒冷な氷河期と温暖な間氷期が交互に訪れた。氷河期のピーク時には海面が現在より最大120メートル（390フィート）も低下し、ベーリンジア陸橋を介してアジアと北アメリカが周期的に繋がり、北アメリカ北部の大部分が巨大なローレンタイド氷床に覆われた。
先行する鮮新世の終わりに、それまで孤立していた北アメリカ大陸と南アメリカ大陸はパナマ地峡でつながり、両地域間で動物相の交流が起こり、海洋循環パターンが変化し、北半球では約270 万年前に氷河期が始まった。前期更新世（258万年前～80万年前）には、ホモ属の古代人類がアフリカで発生し、アフリカ・ユーラシア大陸全体に広がった。前期更新世の終わりは中期更新世移行期で、氷河周期が4万1000年周期から非対称な10万年周期に変化し、気候変動がより極端になった。後期更新世には、現代人類がアフリカ大陸以外にも広がり、他のすべての人類種が絶滅した。人類はオーストラリア大陸とアメリカ大陸にも初めて広がった。
約5万年前の後期更新世は、アフリカ大陸以外のほとんどの大型陸生動物が絶滅した時代であり、その極端なサイズ偏りから、地質学的記録において前例のない絶滅事象となった。多くの研究者は、気候変動、現代人の拡大、あるいはその両方の組み合わせが、これらの絶滅の原因であった可能性が高いと示唆している。
チャールズ・ライエルは1839年に「更新世」という用語を導入し、シチリア島の地層のうち、少なくとも70%の軟体動物が現在も生息している地層を記述しました。これは、ライエルが当初最も新しい化石岩層と考えていた、より古い鮮新世と区別するためでした。彼はギリシャ語のπλεῖστος ( pleīstos )「最も」とκαινός ( kainós (ラテン語化してcænus ) 「新しい」)から「更新世」（「最も新しい」または「最新の」）という名前を構築しました。[ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]これは、直前の鮮新世（「新しい」、πλείων（pleíōn、「より」）とkainósから）および直後の完新世（「まったく新しい」または「完全に新しい」、ὅλος（hólos、「全体」）とkainósから）とは対照的で、完新世は現在まで続いています。
更新世は、258万年前（±0.005）から1万1700年前までと年代が定められており[ 10 ]、その終期は放射性炭素年代で1万炭素14年前と表されている[11]。これは、ヤンガードリアス寒冷期を含む、繰り返された氷河期の最後の期間の大部分をカバーしている。ヤンガードリアス期の終期は、紀元前9700年頃（現在から1万1700年前）とされている。ヤンガードリアス期の終期は、現在の完新世の公式な始まりである。完新世は時代区分とみなされているが、気温の変化という点では、以前の更新世の間氷期と比べて大きな違いはなく、人新世の急速な始まりは前例のないものである。[ 12 ] ICSタイムスケールでは、更新世はゲラシアン期、カラブリアン期、チバニアン期（以前は非公式に「中期更新世」と呼ばれていた）、および後期更新世（非公式に「タランティアン期」と呼ばれていた）の4つの段階または時代に分けられています。 [ 13 ] [ 14 ] [注 1 ]これらの国際的な区分に加えて、さまざまな地域区分がよく使用されます。
2009年、国際地質科学連合（IUGS）は更新世の期間の変更を確認し、開始日を180万6千年前から258万8千年前に変更し、更新世の基底としてジェラシアンの基底、すなわちモンテ・サン・ニコラGSSPの基底を受け入れた。[ 16 ]開始日は現在258万年前に切り下げられている。[ 10 ] IUGSはまだ更新世上部/完新世境界（すなわち上部境界）のタイプセクション、グローバル境界層序セクションおよびポイント（GSSP）を承認していない。提案されたセクションは、北グリーンランド氷床コアプロジェクトの氷床コア、北緯75度06分、西経42度18分です。 [ 17 ]更新世系列の下限は、正式にはマツヤマ（C2r）年代帯の基底、同位体ステージ103として磁気層序学的に定義されています。この点より上には、石灰質ナノ化石であるDiscoaster pentaradiatusとDiscoaster surculusの顕著な絶滅があります。[ 18 ] [ 19 ]更新世は、繰り返された氷河期の最近の期間をカバーしています。
鮮新世-更新世という名称は、過去には最後の氷河期を意味するために使われてきました。以前は、この2つの時代の境界は、イタリアのカラブリア州ラ・カステッラの海洋層に有孔虫種Hyalinea balticaが初めて出現した時点とされていました。 [ 20 ]しかし、更新世の開始日を258万年前に遡らせる第四紀の改訂された定義により、最近繰り返されたすべての氷河期が更新世に含まれることになりました。
放射性炭素年代測定法は完新世の年代測定には適しているが、半減期が短すぎるため更新世の年代測定には実用的ではない。そのため、地質学者は酸素同位体から導き出される海洋同位体ステージを用いて、更新世に堆積した物質の年代を測定する。
更新世の非海成堆積物は、主に河川堆積物、湖底、斜面および黄土堆積物、そして氷河によって運ばれた大量の物質中に見られます。洞窟堆積物、トラバーチン、火山性堆積物（溶岩、火山灰）は比較的まれです。更新世の海成堆積物は、主に浅い海盆に見られ、そのほとんどは（重要な例外もありますが）現代の海岸線から数十キロメートル以内の地域にあります。南カリフォルニア沿岸のような地質学的に活発な地域では、更新世の海成堆積物が数百メートルの標高で見られることもあります。
現代の大陸は更新世の間、基本的に現在の位置にありました。大陸が乗っているプレートは、おそらくこの時代の始まりから互いに100 km（62マイル）以上移動していないと考えられます。氷河期には、氷河がピークに達したときに海面が現在よりも最大120 m（390フィート）低くなり[ 21 ] 、現在の大陸棚の広範囲が陸地として露出しました。
マーク・ライナス氏（収集したデータに基づく）によれば、更新世の気候は、南太平洋の貿易風が弱まるか東に向かい、ペルー付近で暖かい空気が上昇し、西太平洋とインド洋から東太平洋に暖かい水が広がり、その他のエルニーニョ現象の兆候が見られる、継続的なエルニーニョ現象として特徴づけられる可能性がある。[ 22 ]
更新世の気候は、大陸氷河が場所によっては北緯40度まで達する氷河期の繰り返しによって特徴づけられました。氷河が最大に広がった時期には、地球表面の30%が氷に覆われていたと推定されています。さらに、永久凍土帯が氷床の縁から南に伸びており、北アメリカでは数百キロメートル、ユーラシアでは数百キロメートルに及びました。氷床の縁での年間平均気温は-6 ℃（21 °F）、永久凍土帯の縁では0 ℃（32 °F）でした。
氷河が前進するたびに、厚さ1,500 ～3,000メートル（4,900～9,800フィート）にも及ぶ大陸氷床に膨大な量の水が閉じ込められ、地球表面全体で一時的に100メートル（300フィート）以上の海面低下が生じた。現在のような間氷期には、海岸線が水没することがよくあったが、一部の地域では地殻均衡運動やその他の地殻変動によってその影響は緩和された。
氷河作用の影響は地球規模であった。南極大陸は更新世だけでなく、その前の鮮新世も氷に覆われていた。アンデス山脈の南側はパタゴニア氷床に覆われていた。ニュージーランドとタスマニアにも氷河が存在した。現在、東アフリカと中央アフリカのケニア山、キリマンジャロ山、ルウェンゾリ山脈に見られる衰退しつつある氷河は、当時よりも規模が大きかった。エチオピアの山々や、西のアトラス山脈にも氷河が存在していた。
北半球では、多くの氷河が合体して一つの氷河となった。コルディレラ氷床は北アメリカ北西部を覆い、東部はローレンタイド氷床に覆われていた。フェノ・スカンディア氷床はイギリスの大部分を含む北ヨーロッパに、アルプス氷床はアルプス山脈に存在した。シベリアと北極棚には、点在するドーム状の氷床が広がっていた。北の海は氷に覆われていた。
氷床の南では、流出口が塞がれ、冷たい空気によって蒸発が遅くなったため、大きな湖が形成された。ローレンタイド氷床が後退すると、北アメリカ中北部はアガシス湖に完全に覆われた。現在では干上がっているか、ほぼ干上がっている100以上の盆地が、北アメリカ西部で溢れかえっていた。例えば、ボンネビル湖は、現在のグレートソルトレイクがある場所に存在していた。ユーラシア大陸では、氷河からの流出水によって大きな湖が形成された。河川はより大きく、流量も豊富になり、網状になった。アフリカの湖は、蒸発量の減少により、より満ちていた。一方、砂漠はより乾燥し、より広範囲に広がった。海洋からの蒸発やその他の蒸発量の減少により、降雨量は減少した。
更新世の間、東南極氷床は少なくとも500メートル薄くなり、最終氷期最盛期以降の薄化は50メートル未満であり、おそらく約14,000年前以降に始まったと推定されている。 [ 23 ]
更新世の250 万年の間に、ヨーロッパと北アメリカでは、氷河期(第四紀氷河期) と呼ばれる多数の寒冷期、つまり大陸氷床の大幅な前進が、約 40,000 年から 100,000 年間隔で発生しました。長い氷河期の間には、より温暖で短い間氷期があり、これは約 10,000 ～ 15,000 年続きました。最後の氷河期の最後の寒冷期は約 10,000 年前に終了しました。[ 24 ] 11 を超える主要な氷河イベントと、多数の小規模な氷河イベントが特定されています。[ 25 ]主要な氷河イベントは、一般的な氷河の移動であり、「氷河期」と呼ばれます。氷河期は「間氷期」によって区切られています。氷河期の間、氷河は小規模な前進と後退を経験します。小規模な移動は「氷期」と呼ばれます。氷期と氷期の間の時期は「間氷期」と呼ばれます。
これらの事象は、緯度、地形、気候によって異なる氷河の歴史を持つ氷河域の地域ごとに定義が異なります。異なる地域の氷河の間には概ね対応関係が見られます。ある地域の氷河地質が解明されつつある段階では、研究者たちはしばしば名称を相互に交換します。しかし、ある地域の氷河の名称を別の地域に適用することは、一般的には誤りです。
20世紀の大半において、研究対象となった地域はごくわずかで、氷河の名前も比較的少なかった。今日では、各国の地質学者が更新世の氷河学にますます関心を寄せている。その結果、氷河の名前の数は急速に増加しており、今後も増え続けるだろう。氷河の前進期や氷期の中には、まだ名前が付けられていないものも多い。また、それらのいくつかは、より大きな氷河によって地上の痕跡が消し去られたり、覆い隠されたりしているが、周期的な気候変動の研究から得られた証拠は残っている。
以下の表の氷期は歴史的な用法を示しており、気候と地形のより複雑な変動サイクルを単純化したもので、一般的にはもはや使用されていません。「氷期 1」から「氷期 4」の見出しは、最も新しい 4 つの氷期を示す名称で、「氷期 4」が最も新しいものです。これらの名称は、多くの相関関係が不正確または間違っていることが判明し、歴史的な用語が確立されて以来 4 つ以上の主要な氷期が認識されているため、数値データに置き換えられました。[ 25 ] [ 26 ] [ 27 ]
氷河期と間氷期という用語に対応して、多雨期と間雨期という用語が用いられています（ラテン語：pluvia、雨）。多雨期は降水量が増える温暖な時期であり、間雨期は降水量が減少する時期です。かつては、氷に覆われていない地域では多雨期が氷河期に相当すると考えられており、実際にそうなる場合もあります。降水量も周期的に変化します。多雨期と間雨期は広く分布しています。
しかしながら、多雨期と氷河期の間には体系的な対応関係は存在しない。さらに、地域的な多雨期も世界的に互いに対応しているわけではない。例えば、エジプトの文脈で「リス多雨期」という用語が用いられることもある。こうした一致は、地域的な要因による偶然の産物である。限られた地域における多雨期の名称のうち、地層学的に定義されているものはごくわずかである。
地球表面に作用する過渡的要因の総和は周期的である。気候、海流やその他の動き、風の流れ、気温などが挙げられる。波形応答は、地球の根底にある周期的な動きから生じ、最終的にはすべての過渡的要因をそれらと調和させる。更新世に繰り返された氷河期も、同じ要因によって引き起こされた。
約100万年前の中期更新世移行期には、41,000年の周期が支配的な低振幅の氷河サイクルから、100,000年の周期が支配的な非対称な高振幅サイクルへと変化した。[ 28 ]
しかし、2020年の研究では、中期更新世移行期以降、北半球の夏がより強くなったことから、氷河期の終焉は地軸の傾斜角の影響を受けた可能性があると結論づけている。[ 29 ]
更新世の氷河作用は、周期的な気候変動を反映した氷期と間氷期、寒冷期と寒冷期の連続でした。気候サイクルの主な要因は、現在ではミランコビッチサイクルであると考えられています。これは、地球の運動の繰り返しの変化によって引き起こされる、地球に到達する地域的および惑星的な太陽放射の周期的な変動です。ミランコビッチサイクルの影響は、大気中の二酸化炭素濃度と地球のアルベドの増加に関連するさまざまな正のフィードバックによって増幅されました。[ 30 ]
ミランコビッチサイクルは、気候変動の原因となる唯一の要因とはなり得ません。なぜなら、鮮新世から更新世にかけての長期的な寒冷化傾向も、グリーンランド氷床コアに見られるダンスガード・オシュガーイベントやハインリッヒイベントといった千年周期の変動も説明できないからです。ミランコビッチサイクルは、10万年、4万年、2万年の周期を持つ氷河期イベントを最もよく説明できると考えられます。このようなパターンは、酸素同位体コアから得られる気候変動に関する情報とよく一致しているようです。
酸素同位体比分析では、 18の比率の変動0歳から16歳海洋コア試料のカルサイト中に存在する酸素同位体（2種類）の質量比（質量分析計で測定）は、古代の海洋温度変化、ひいては気候変動の診断指標として用いられる。冷たい海洋は酸素同位体（18）の含有量が多い。Oは、方解石を生成する微生物（有孔虫）の検査に含まれています。
サンプリングプロセスのより新しいバージョンでは、現代の氷河の氷床コアが利用されています。18世紀にはそれほど豊富ではありませんでしたが、海水よりも、氷河に毎年降る雪には18Oと16Oは、年間平均気温に依存する比率で存在していた。
気温と気候変動は、気温と時間のグラフにプロットすると周期的に変化します。気温の座標は、今日の年間平均気温をゼロとして、そこからの偏差として表されます。この種のグラフは、別の同位体比と時間の関係に基づいています。比率は、標準平均海水（SMOW）で見られる比率からのパーセント差に変換されます。
どちらの形式のグラフも、倍音を含む波形として表示されます。周期の半分は海洋酸素同位体ステージ（MIS）に相当します。これは氷期（氷点下）または間氷期（氷点上）を示します。倍音は氷期または間氷期を表します。
この証拠によれば、地球は前期更新世ジェラシアン期（約258万8000年前）に始まり、102のMISステージを経験した。前期更新世のステージは浅く、頻繁に発生した。最新のステージは最も激しく、最も間隔が広かった。
慣例として、氷期は完新世（MIS1）を起点として番号が付けられます。氷期には偶数、間氷期には奇数が割り当てられます。最初の主要な氷期は、約85,000～11,000年前のMIS2-4でした。最大の氷期は2、6、12、16でした。最も温暖な間氷期は1、5、9、11でした。MIS番号と各氷期の名称との対応については、それぞれの名称に関する記事を参照してください。
海洋動物相と大陸動物相は基本的に現代的でしたが、マンモス、マストドン、ディプロトドン、スミロドン、トラ、ライオン、オーロックス、短顔クマ、巨大ナマケモノ、ギガントピテクス属の種など、大型陸生哺乳類がはるかに多く存在していました。オーストラリア、マダガスカル、ニュージーランド、太平洋の島々などの孤立した陸塊では、大型の鳥類や、エピオルニス、モア、ハーストイーグル、クインカナ、メガランニア、メイオランニアなどの爬虫類が進化しました。
更新世の始まりは、後期中新世以降に起こっていた有蹄類の機能的多様性の低下が約250万年前に著しく加速した時期と一致しており、これはおそらく両極氷河の開始とそれに伴う地球規模の乾燥化の結果であると考えられる。[ 31 ]
氷河期の激しい気候変動は、動植物に大きな影響を与えた。氷が前進するたびに、大陸の広範囲で無人化が進み、前進する氷河の前に南へ後退する動植物は、途方もないストレスに直面した。最も深刻なストレスは、劇的な気候変動、生活空間の減少、食料供給の減少によって生じた。マンモス、マストドン、サーベルタイガー、グリプトドン、ケブカサイ、シヴァテリウムなどのキリン科動物、地上ナマケモノ、アイルランドオオツノジカ、ホラアナライオン、ホラアナグマ、ゴンフォテリウム、アメリカライオン、ダイアウルフ、ショートフェイスベアなどの大型哺乳類（メガファウナ）の大規模な絶滅は、更新世後期に始まり、完新世まで続いた。ネアンデルタール人もこの時期に絶滅した。最後の氷河期の終わりに、変温動物、アカネズミのような小型哺乳類、渡り鳥、オジロジカのような俊敏な動物が大型動物に取って代わり、北へ移動した。後期更新世のオオツノヒツジは、今日の子孫よりも細身で脚が長かった。科学者たちは、後期更新世の絶滅後の捕食動物相の変化により、種が速度よりもパワーを増すように適応した結果、体型が変化したと考えている。[ 32 ]
これらの絶滅はアフリカにはほとんど影響を与えなかったが、北アメリカでは特に深刻で、在来種の馬やラクダが絶滅した。
2018年7月、ロシアの科学者チームがプリンストン大学と共同で、約4万2000年前の永久凍土に凍結していた2匹の雌線虫を蘇生させたと発表した。当時、この2匹の線虫は地球上で確認された最古の生きている動物だった。[ 33 ] [ 34 ]
解剖学的に現代人の進化は更新世に起こった。[ 36 ] [ 37 ]更新世の初めにはパラントロプス属や初期の人類の祖先がまだ存在していたが、旧石器時代前期には姿を消し、化石記録に残る唯一のヒト科種は更新世の大部分においてホモ・エレクトスである。アシュール石器はホモ・エレクトスとともに約180万年前に出現し、アウストラロピテクス・ガルヒや初期のホモ属が使用していたより原始的なオルドワン石器に取って代わった。中期旧石器時代には、約30万年前にホモ・サピエンスが出現するなど、ホモ属内でより多様な種分化が見られた。 [ 38 ]現代人の行動に関連する遺物は、4万～5万年前から明確に証明されている。[ 39 ]
ミトコンドリアの年代測定法によると、現代人は中期旧石器時代のエーミアン期にリス氷河期後にアフリカから移住し、更新世後期に氷のない世界全体に広がった。[ 40 ] [ 41 ] [ 42 ] 2005年の研究では、この移住で人類は更新世後期までにアフリカの外にすでに存在していた古代人類と交配し、古代人類の遺伝物質を現代人の遺伝子プールに取り込んだとされている。[ 43 ]
