Lịch sử trái đất phần 3

Trái Đất được hình thành cùng với Hệ Mặt Trời.

                             Mặt Trời, các hành tinh và hành tinh lùn trong Hệ Mặt Trời.

4.1.5 Kỷ Than Đá hay kỷ Thạch Thán (Carboniferous): khoảng 280-359 triệu năm trước.

        Kỷ Than Đá là thời kỳ của các hoạt động kiến tạo núi tích cực, do siêu lục địa Pangaea đã hình thành. Các lục địa phía nam vẫn gắn kết cùng nhau trong siêu lục địa Gondwana, nó va chạm với Bắc Mỹ-châu Âu (Laurussia) dọc theo đường phân chia ngày nay thuộc về miền đông Bắc Mỹ. Sự va chạm lục địa này tạo ra kết quả là kiến tạo sơn Hercynian tại châu Âu và kiến tạo sơn Allegheny tại Bắc Mỹ; nó cũng kéo dài dãy núi Appalaches mới nổi lên về phía tây nam thành dãy núi Ouachita. Cùng trong khoảng thời gian này, phần lớn của phía đông mảng kiến tạo Á-Âu ngày nay cũng gắn nó với châu Âu dọc theo đường phân chia dãy núi Ural. Phần lớn của siêu lục địa Pangaea trong đại Trung Sinh vào thời gian này đã được gắn kết với nhau, mặc dù các lục địa Hoa Bắc (nó có lẽ đã va chạm vào cuối kỷ Than Đá), và Hoa Nam vẫn còn tách rời khỏi Laurasia. Pangaea vào cuối kỷ Than Đá có hình dạng tương tự chữ “O”.

       Các trầm tích than đá lớn trong kỷ Than Đá chủ yếu là do hai yếu tố. Yếu tố đầu tiên trong số này là sự xuất hiện của các cây thân gỗ có vỏ. Yếu tố thứ hai là các mực nước biển thấp hơn đã diễn ra trong kỷ Than Đá khi so sánh với các mức tương tự của kỷ Devon . Điều này đã cho phép sự phát triển của các đầm lầy và rừng rộng lớn vùng đất thấp tại Bắc Mỹ và châu Âu. Sự chôn vùi rộng lớn của cacbon sản xuất sinh học đã dẫn tới sự tạo thành một lượng ôxy dư thừa trong khí quyển; người ta ước tính khi đó nồng độ ôxy có thể lên cao tới 35% so với chỉ khoảng 21% ngày nay. Mức ôxy cao này có lẽ đã làm gia tăng các hoạt động cháy rừng cũng như tạo ra các loài côn trùng và động vật lưỡng cư khổng lồ. Sự ẩm ướt của môi trường (chủ yếu là các cánh rừng dương xỉ đầm lầy) và một thực tế là khi đó nồng độ ôxy trong khí quyển đã ở mức 40% cao hơn so với ngày nay, do đó đòi hỏi ít hơn các nỗ lực để thở và cho phép các động vật chân khớp phát triển với kích thước to lớn hơn.

Nhiều loại cá sinh sống trong các vùng biển kỷ Than Đá; chủ yếu là cá mập, cá đuối và các họ hàng của chúng (phân lớp Elasmobranchii). Các loài cá mập khác có răng sắc nhọn, như chi Symmoriida. Một số như nhóm petalodont, có răng kỳ dị hình xycloit. Phần lớn các loài cá mập sống ngoài biển, nhưng nhóm Xenacanthida đã xâm lấn các vùng nước ngọt tại các khu đầm lầy than.

Các động vật lưỡng cư kỷ Than Đá đã đa dạng và phổ biến vào giữa kỷ này, còn nhiều hơn so với chúng có ngày nay; một số loài dài tới 6 m. Những loài nào sinh sống hoàn toàn trên đất liền khi trưởng thành đều có da dạng vảy.

          Các lá lược của một vài nhóm dương xỉ kỷ Than Đá là gần như giống hệt với các lá lược của dương xỉ ngày nay. Các chi Megaphyton và Caulopteris là các cây dương xỉ thân gỗ. Bộ Equisetales bao gồm dạng khổng lồ phổ biến (chi Calamites), với đường kính thân cây khoảng 30-60 cm và cao tới 20 m. Chi Sphenophyllum là các dây leo thân mảnh dẻ với lá mọc thành vòng xoắn, chúng có lẽ có quan hệ họ hàng với cả Calamites và ngành Lycopodiophyta.

         Chi Cordaites có quan hệ họ hàng với các loài tuế và thông, bao gồm các cây cao (từ 6 tới trên 30 m) với các lá tương tự như các đai, cụm hoa dạng đuôi sóc, sinh ra các quả mọng như ở các loài thanh tùng, được gọi là Cardiocarpus. Các loài thực vật này được cho là sống trong các cánh rừng đầm lầy. Các loài cây có thể coi là thật sự thuộc về nhóm thông (chi Waichia của bộ Voltziales) xuất hiện vào cuối kỷ Than Đá. Chúng ưa thích các vùng đất cao và khô.

4.1.6 Kỷ Permi (Permian): khoảng 248-280 triệu năm trước.
         Trong kỷ Permi, tất cả các khối đất lớn của Trái Đất, ngoại trừ phần thuộc Đông Á ngày nay, đã kết hợp lại với nhau thành một siêu lục địa lớn Pangea, tạo ra các điều kiện khí hậu với sự dao động lớn về nóng và lạnh (“khí hậu lục địa”) và gió mùa với mô hình mưa có tính chất theo mùa rõ rệt. Các sa mạc dường như đã trải rộng khắp Pangea. Các điều kiện khô như thế thích hợp cho thực vật hạt trần với các hạt nằm trong các lớp bảo vệ hơn là cho các loại thực vật như dương xỉ trong việc phân tán bào tử. Các loài cây thân gỗ hiện đại đầu tiên như thông (ngành Pinophyta), bạch quả (ngành Ginkgophyta) và tuế (ngành Cycadophyta) đã xuất hiện trong kỷ Permi.

         Ba khu vực chung là đặc biệt đáng lưu ý đối với các trầm tích kỷ Permi bao gồm: dãy núi Ural (trong đó có cả Permi), Trung Quốc và miền tây nam Bắc Mỹ, trong đó thung lũng Permitại bang Texas, Hoa Kỳ được đặt tên như vậy do nó có một trong những lớp trầm tích dày nhất trong các loại đá thuộc kỷ Permi trên thế giới.

Mực nước biển trong kỷ Permi nói chung tương đối thấp, và các môi trường ven bờ biển đã bị thu hẹp bởi sự tập hợp của gần như tất cả các khối đất lớn lại với nhau thành một siêu lục địa là Pangea. Một siêu lục địa, thậm chí là rất lớn, luôn có ít đường bờ biển hơn so với từ 6 đến 8 lục địa nhỏ hơn có cùng tổng diện tích.

Các trầm tích đại dương thuộc kỷ Permi rất giàu các hóa thạch của động vật thân mềm (ngành Mollusca), động vật da gai (ngành Echinodermata) và động vật tay cuộn (ngành Brachiopoda). Sự sống trên đất liền trong kỷ Permi bao gồm các loại thực vật đa dạng, động vật chân đốt (ngành Arthropoda) và nhiều dạng khác nhau của động vật bốn chân (siêu lớp Tetrapoda) kỷ Pecmi.

Kỷ Permi bắt đầu với hệ thực vật thuộc kỷ Than đá vẫn còn phồn thịnh. Vào khoảng giữa kỷ Permi đã có sự chuyển tiếp lớn trong hệ thực vật. Trong kỷ Permi đã phát sinh nhiều nhóm cây tùng bách, bao gồm các tổ tiên của các họ tùng bách ngày nay. Bạch quả và tuế cũng xuất hiện trong thời kỳ này. Các cánh rừng rậm rạp đã xuất hiện tại nhiều nơi, với sự đa dạng các nhóm thực vật.

Một lượng các nhóm côn trùng quan trọng mới cũng xuất hiện trong thời kỳ này, bao gồm các loài thuộc các bộ như bộ Cánh cứng (Coleoptera) và bộ Hai cánh (Diptera). Động vật bốn chân kỷ Permi bao gồm các loại động vật lưỡng cư (lớp Amphibia) như bộ Temnospondyli, phân lớp Lepospondyli và Batrachosauria và bò sát như lớp Sauropsida vàSynapsida (các bộ Pelycosauria và Therapsida). Thời kỳ này cũng là giai đoạn phát triển của các loại động vật sống hoàn toàn trên cạn và sự xuất hiện của động vật ăn cỏ và ăn thịt lớn đầu tiên. Vào cuối kỷ Permi thì các loại bò sát thuộc nhóm Archosauriformes đầu tiên đã xuất hiện (họProterosuchidae, bộ Thecodontia); trong kỷ tiếp theo (kỷ Trias) thì chúng đã tiến hóa thành các dạng nhiều ưu thế hơn, cuối cùng thành khủng long (Dinosaur). Cũng xuất hiện vào cuối kỷ Permi là các loài thuộc phân bộ Cynodontia đầu tiên, và chúng có lẽ đã tiến hóa thành động vật có vú trong kỷ Trias.

Kỷ Permi kết thúc với sự kiện tuyệt chủng rộng lớn nhất được ghi lại trong cổ sinh vật học: Sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi-kỷ Trias. 90% đến 95% các loài sinh vật biển đã tuyệt chủng, cũng như khoảng 70% loài sinh vật trên cạn. Ở mức độ riêng rẽ, có lẽ tới 99,5% số lượng các loại sinh vật khác nhau đã biến mất do hậu quả của sự kiện này.

Ở đây cũng có các chứng cứ đáng kể cho thấy sự ngập lụt rộng khắp gây ra bởi đá bazan nóng chảy từ sự phun trào macma đã gây ra sức ép môi trường và dẫn tới sự tuyệt chủng hàng loạt. Sự suy giảm môi trường sống ven biển và độ khô cằn tăng lên cũng góp phần vào sự kiện này. Một giả thuyết khác cho rằng đó là do sự phun trào khí sulfua hiđrô từ lòng biển cả. Các phần của đại dương bị mất ôxy hòa tan trong nước theo chu kỳ đã cho phép các chủng loại vi khuẩn sống không cần ôxy có thể phát triển mạnh mẽ và tạo ra một lượng lớn khí sulfua hiđrô. Nếu một lượng lớn khí này được tích lũy trong khu vực thiếu ôxy thì nó có thể thoát ra ngoài khí quyển.

Các loại khí có tính ôxi hóa trong khí quyển có thể triệt tiêu loại khí độc này nhưng sulfua hiđrô có lẽ đã tiêu thụ hết tất cả khí trong khí quyển có thể chuyển hóa nó. Nồng độ sulfua hiđrô đã tăng lên một cách đáng kể trong vài trăm năm.
Mô hình hóa sự kiện như thế đã chỉ ra rằng khí này có thể tiêu hủy ozon trong các tầng trên của khí quyển, làm cho bức xạ tia cực tím lại tiếp tục giết chết nốt các loài đã sống sót sau sự phun trào khí độc này (Kump và những người khác, 2005). Tất nhiên, còn tồn tại những loài có thể chuyển hóa sulfua hiđrô.

Thậm chí người ta còn đưa ra một giả thuyết mang tính suy đoán nhiều hơn là các bức xạ mãnh liệt từ các siêu tân tinh cận kề là nguyên nhân gây ra sự tuyệt chủng này. Tôm ba lá đã phát triển thịnh vượng kể từ kỷ Cambri, cuối cùng đã bị tuyệt chủng trước khi kỷ Permi kết thúc.

Năm 2006, một nhóm các nhà khoa học Hoa Kỳ từ Đại học Tiểu bang Ohio thông báo rằng có chứng cứ cho thấy tồn tại một hố do thiên thạch (hố vùng đất Wilkes) gây ra với đường kính khoảng 500 km tại châu Nam Cực. Hố này nằm ở độ sâu 1,6 km phía dưới lớp băng của khu vực vùng Wilkes ở miền đông châu Nam Cực. Các nhà khoa học đã suy đoán là va chạm mạnh này có thể đã gây ra sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi-kỷ Trias, mặc dù niên đại của nó là dao động trong khoảng 100-500 triệu năm trước. Họ cũng suy doán là nó cũng góp phần bằng một cách thức nào đó đối với sự chia tách của Australia ra khỏi khối đất Nam Cực, mà khi đó cả hai đều là các phần của siêu lục địa Gondwana.

4.2 Đại Trung Sinh (Mesozoic): khoảng 65-251 triệu năm trước.

Đại Trung sinh là thời kỳ của các hoạt động kiến tạo và tiến hóa. Các lục địa dần dần chuyển từ trạng thái liên hệ, gắn kết với nhau thành các trạng thái như ngày nay; sự chuyển dịch này tạo ra tiền đề cho sự hình thành loài và các phát triển tiến hóa quan trọng khác. Khí hậu khi đó là rất nóng trong toàn bộ khoảng thời gian của đại này và nó cũng đóng vai trò quan trọng trong sự tiến hóa và đa dạng hóa của các loài động vật mới. Vào thời gian cuối của đại này, các nền tảng của sự sống hiện đại đã chiếm vị trí.

Đại Trung sinh là một trong những thời kỳ tăng cường các hoạt động kiến tạo. Nó bắt đầu khi tất cả các lục địa trên thế giới tập hợp lại với nhau thành một siêu lục địa gọi là Pangea. Pangea dần dần tách ra thành lục địa phía bắc là Laurasia và lục địa phía nam là Gondwana. Vào cuối đại này, các lục địa này đã tách tiếp thành hình dạng gần giống như ngày nay. Laurasia trở thành Bắc Mỹ và đại lục Á-Âu, trong khi Gondwana tách ra thành Nam Mỹ, châu Phi, Australia, châu Nam Cực và tiểu lục địa Ấn Độ, tiểu lục địa này sau đó va chạm với châu Á để hình thành nên dãy núi Himalaya.

Kỷ Trias nói chung là khô, một xu hướng đã bắt đầu vào cuối kỷ Than đá, và có tính chất theo mùa rất cao, đặc biệt là phần sâu bên trong của Pangea. Mực nước biển thấp cũng làm gia tăng thêm sự chênh lệch nhiệt độ. Nước có vai trò như chất ổn định nhiệt độ do nhiệt dung riêng lớn của nó, và các vùng đất gần các khu vực nhiều nước, đặc biệt là các đại dương, ít bị thay đổi nhiệt độ hơn. Do nhiều vùng đất của Pangea nằm khá xa đại dương nên nhiệt độ thay đổi rất nhiều và có lẽ phần bên trong của Pangea đã bao gồm nhiều khu vực sa mạc mở rộng. Các chứng cứ đa dạng về các tầng đá trầm tích màu đỏ và các mỏ muối đã ủng hộ cho giả thuyết này.

Mực nước biển bắt đầu tăng lên trong kỷ Jura, có lẽ là do sự nâng lên của đáy biển. Sự hình thành lớp vỏ mới gần bề mặt đã chiếm chỗ của nước đại dương và làm cho mực nước biển dâng lên, cao hơn khoảng 200 m so với ngày nay và làm ngập lụt các khu vực ven biển. Ngoài ra, Pangea bắt đầu nứt ra thành các lục địa nhỏ hơn, làm cho nhiều vùng đất tiếp xúc với đại dương nhờ sự hình thành của biển Tethys. Nhiệt độ vẫn tiếp tục tăng và bắt đầu ổn định. Độ ẩm cũng tăng với sự tiếp giáp gần hơn của nước và các sa mạc co dần lại.

Khí hậu trong kỷ Creta không được biết một cách rõ ràng và gây tranh cãi nhiều trong giới học giả ngày nay. Một phần là do nồng độ điôxít cacbon cao hơn trong khí quyển, nên gradient nhiệt độ từ Bắc tới Nam trở nên gần như là phẳng: nhiệt độ đã gần như là bằng nhau trên cả hành tinh. Nhiệt độ trung bình cũng cao hơn ngày nay, vào khoảng 10 °C. Trên thực tế, vào giữa kỷ Creta, các vùng nước gần xích đạo có lẽ là quá nóng ấm, tới 20 °C tại các đại dương sâu thẳm, và như thế là quá nóng đối với sự sống trong đại dương, và các khu vực đất liền cận kề xích đạo có thể đã là các sa mạc, mặc dù chúng rất gần với nguồn nước biển. Sự luân chuyển ôxy tới các đại dương sâu có thể đã bị phá vỡ. Vì lý do này, một lượng lớn các chất hữu cơ đã tích tụ lại do chúng không bị phân hủy và cuối cùng đã trở thành các trầm tích như đá phiến dầu.

Tuy nhiên, không phải mọi dữ liệu đều khẳng định các giả thuyết này. Mặc dù tổng thể là ấm áp, nhưng các dao động về nhiệt độ có lẽ là đủ lớn để có thể cho phép tồn tại các chỏm băng vùng cực và các sông băng, nhưng điều này cũng không có chứng cứ rõ nét. Các mô hình định lượng cũng không thể tái tạo lại sự bằng phẳng của gradient nhiệt độ trong kỷ Creta. Sự tuyệt chủng gần như toàn bộ các loài động vật vào cuối kỷ Permi đã cho phép nhiều dạng mới của sự sống ra đời. Tuy nhiên, sự sống động vật trong đại Trung sinh chủ yếu là các loại bò sát lớn thuộc nhóm Archosauria đã xuất hiện vài triệu năm sau sự tuyệt chủng kỷ Permi như khủng long (siêu bộ Dinosauria), bò sát bay (bộ Pterosauria) và các loài bò sát sống dưới nước như thằn lằn cá (phân bộ Ichthyosauria), thằn lằn rùa cổ rắn (phân bộ Plesiosauroidea) và thằn lằn sông (họ Mosasauridae).

Khi nhiệt độ tại các đại dương tăng lên thì các loài động vật lớn đã phát triển mạnh thời kỳ đầu đại Trung sinh dần dần biến mất trong khi các loài động vật nhỏ hơn, bao gồm thằn lằn, rắn, và có lẽ cả tổ tiên của động vật có vú tới tận linh trưởng cũng đã bắt đầu tiến hóa. Sự kiện tuyệt chủng kỷ Creta-phân đại đệ Tam đã làm gia tăng xu hướng này. Các loài Archosauria lớn bị tuyệt chủng, trong khi chim và động vật có vú lại phát triển mạnh, giống như chúng đang có ngày nay.

4.2.1 Kỷ Trias hay kỷ Tam Điệp (Triassic): khoảng 200-251 triệu năm trước.

Trong kỷ Trias, gần như toàn bộ phần đất liền của Trái Đất đã hội tụ thành một siêu lục địa duy nhất có trung tâm ở gần khu vực xích đạo, gọi là Pangea. Nó có dạng của một “PC Man” khổng lồ với “miệng” quay về phía đông, tạo thành biển Tethys, một vịnh biển rộng mênh mông được mở rộng về phía tây vào giữa kỷ Trias, do sự co rút lại của đại dương Paleo-Tethys, một đại dương đã tồn tại trong Đại Cổ Sinh. Phần còn lại là một đại dương được biết dưới tên gọi Panthalassa. Tất cả các trầm tích sâu dưới đáy biển đã trầm lắng xuống trong kỷ Trias đã biến mất do sự sụt xuống của các địa tầng đại dương; vì thế, người ta biết rất ít về sự sống trong các đại dương thuộc kỷ Trias.

             Siêu lục địa Pangaea bị rạn nứt trong kỷ Trias, đặc biệt là vào cuối kỷ, nhưng vẫn chưa bị tách ra; các trầm tích biển đầu tiên trong vết nứt sớm nhất, là vết nứt đã chia tách New Jersey ra khỏi Maroc ngày nay, có nguồn gốc vào cuối kỷ Trias. Do đường bờ biển hữu hạn của một khối siêu lục địa duy nhất nên các trầm tích đại dương kỷ Trias là tương đối khan hiếm, ngoại trừ sự đa dạng tại Tây Âu, là nơi mà người ta nghiên cứu kỷ Trias lần đầu tiên. Khí hậu đầu kỷ Trias nói chung là khô và nóng, tạo ra các tầng đá đỏ điển hình gồm đá cát và evaporit. Không có chứng cứ cho thấy có sự tồn tại của sông băng tại hay gần các cực; trên thực tế, các khu vực miền địa cực dường như là ẩm ướt và mát mẻ, một khí hậu thích hợp cho các sinh vật dạng bò sát. Kích thước lớn của Pangea đã hạn chế hiệu ứng làm dịu của đại dương; khí hậu lục địa của nó có tính phân chia theo mùa rõ ràng, với mùa hè rất nóng và mùa đông lạnh giá .

Trong các môi trường đại dương thì các kiểu san hô mới và hiện đại đã xuất hiện vào thời kỳ Tiền Trias, tạo thành các mảng đá ngầm có kích thước khiêm tốn hơn so với các hệ thống san hô lớn của kỷ Devon hay của đá ngầm ngày nay. Các động vật chân đầu (lớp Cephalopoda) có vỏ, gọi chung là con cúc (phân lớp Ammonoidea) đã phục hồi, đa dạng hóa từ một nhánh duy nhất còn sống sót sau sự kiện tuyệt chủng cuối kỷ Permi. Các loài cá khá đồng nhất, phản ánh một thực tế là còn rất ít các họ cá sống sót sau sự kiện tuyệt chủng này. Khi đó cũng tồn tại nhiều dạng bò sát sinh sống trong các đại dương. 

Trên đất liền, những loại thực vật còn sống sót là ngành Lycopodiophyta (thạch tùng, thông đất), thống lĩnh là tuế (ngành Cycadophyta), ngành Ginkgophyta (đại diện ngày nay là bạch quả (Ginkgo biloba)) và dương xỉ có hạt. Thực vật có hạt thống lĩnh mặt đất. Ở bán cầu bắc, các loài thông là chủ yếu. Glossopteris (dương xỉ có hạt) đã thống trị bán cầu nam vào đầu kỷ Trias.

Động vật lưỡng cư bộ Temnospondyli thuộc nhóm các sinh vật sống sót sau sự kiện tuyệt chủng kỷ Permi-Trias, một số nòi giống (ví dụ cận bộ Trematosauria) đã thịnh vượng trong một thời gian ngắn thời Tiền Trias, trong khi các nhóm khác (ví dụ siêu họ Capitosauroidea) vẫn duy trì được thành công trong toàn kỷ, hoặc chỉ phát triển mạnh vào thời Hậu Trias (ví dụ các siêu họ Plagiosauroidea, Metoposauroidea). Đối với các nhóm lưỡng cư khác, các loài thuộc phân lớp Lissamphibia đầu tiên được biết đến từ thời Tiền Trias, nhưng nhóm này về tổng thể chưa phổ biến cho tới tận kỷ Jura, khi các lưỡng cư Temnospondyli đã trở nên rất hiếm.

Các loài bò sát trông tựa như cá sấu thuộc cận lớp Archosauromorpha – đặc biệt là nhóm Archosauria – đã thay thế mạnh mẽ cho các loài bò sát giống thú thuộc lớp Cung thú (Synapsida) đã thống trị trong kỷ Permi. Mặc dù bò sát răng chó (chi Cynognathus) đã từng là động vật ăn thịt hàng đầu vào thời kỳ đầu kỷ Trias (Olenekia và Anisia) tại Gondwana, và cả các loài bò sát hai răng chó (họ Kannemeyeriidae thuộc cận bộ Dicynodontia) lẫn bò sát một răng chó (gomphodont thuộc cận bộ Cynodontia) vẫn là các động vật ăn cỏ quan trọng trong phần lớn thời gian của kỷ này, nhưng vào cuối kỷ Trias thì các bò sát giống thú này chỉ đóng vai trò không đáng kể. Trong khoảng thời kỳ Carnia (phần đầu của Hậu Trias), một số Cynodontia còn ưu thế đã tiến hóa thành các động vật có vú đầu tiên. Cùng thời gian đó thì các bò sát cổ chim (nhóm Ornithodira), cho đến lúc đó vẫn còn ít và không có ảnh hưởng đáng kể, đã tiến hóa thành thằn lằn có cánh (bộ Pterosauria) và các chủng loại khủng long (siêu bộ Dinosauria). Bò sát mắt cá chân chéo (nhóm Crurotarsi) là một nhánh quan trọng khác của Archosauria, và trong thời kỳ Hậu Trias chúng cũng đạt tới đỉnh cao của sự đa dạng, với các nhóm khác biệt, bao gồm các bộ Phytosauria, Aetosauria, một vài nòi giống riêng biệt của bộ Rauisuchia, và các bò sát dạng cá sấu (bộ Crocodylia) đầu tiên (nhánh Sphenosuchia).

Trong lúc ấy thì các loài bò sát hai cung (bộ Rhynchosauria) ăn cỏ to lớn và các loài bò sát thuộc bộ Prolacertiformes ăn côn trùng hay ăn cá có kích thước từ nhỏ đến trung bình đã là các nhóm bò sát Archosauromorpha cơ sở quan trọng trong phần lớn kỷ Trias. Trong số các bò sát khác, các loài rùa biển sớm nhất thuộc siêu họ Chelonioidae, như các chi Proganochelys và Proterochersis, đã xuất hiện trong thời kỳ Noria (thời kỳ giữa của Hậu Trias). Bò sát thuộc cận lớp Lepidosauromorpha – đặc biệt là bộ Sphenodontia, lần đầu tiên được biết tới trong các mẫu hóa thạch có niên đại sớm hơn một chút (trong thời kỳ Carnia).Procolophonidae là một nhóm quan trọng các động vật ăn cỏ kích thước nhỏ giống như thằn lằn.
Kỷ Trias kết thúc với sự tuyệt chủng hàng loạt, đặc biệt nghiêm trọng trong các đại dương; các loài động vật có xương sống với răng nón thuộc lớp Conodonta đã biến mất, cũng giống như là gần như toàn bộ các loài bò sát biển, ngoại trừ thằn lằn cá (Ichthyosauria) và thằn lằn chân chèo (Plesiosauria). Các động vật không xương sống như ngành Tay cuốn(Brachiopoda), lớp Chân bụng (Gastropoda) thuộc ngành thân mềm (Mollusca) bị ảnh hưởng nặng nhất. Trong lòng đại dương, 22 % các họ động vật biển và có lẽ khoảng một nửa các chi đã biến mất.

Tuy vậy, sự kiện tuyệt chủng kết thúc kỷ Trias đã tàn phá không đồng đều ở mọi nơi các hệ sinh thái trên đất liền, một vài nhánh quan trọng các bò sát Crurotarsi (bò sátArchosauria lớn trước đó đã được nhóm cùng nhau như là Thecodontia) đã biến mất, giống như phần lớn các động vật lưỡng cư nhóm Labyrinthodontia to lớn, một số các nhóm bò sát kích thước nhỏ và một vài loài bò sát nhóm Synapsida (ngoại trừ các loài tiền-động vật có vú). Một số các khủng long nguyên thủy thời kỳ đầu cũng bị tuyệt chủng, nhưng các nhóm khủng long khác, dễ thích nghi hơn thì đã sống sót để tiến hóa trong kỷ Jura. Các loài thực vật sống sót để thống lĩnh thế giới trong Đại Trung Sinh có các loài thông, tùng, bách hiện đại và thực vật dạng tuế.
Người ta vẫn chưa chắc chắn điều gì đã gây ra sự tuyệt chủng Hậu Trias này, được kèm theo nó là các phun trào núi lửa lớn vào khoảng 208-213 triệu năm trước, sự kiện phun trào núi lửa lớn nhất được ghi nhận lại kể từ khi Trái Đất đã nguội đi và ổn định, do siêu lục địa Pangaea bắt đầu tách ra. Các nguyên nhân có thể là sự lạnh đi toàn cầu hoặc thậm chí là va chạm của sao băng, mà miệng hố va chạm còn được thấy gần hồ chứa nước Manicouagan , Quebec , Canada . Tuy nhiên, tại miệng hố va chạm Manicouagan, nghiên cứu gần đây đã chỉ ra rằng các loại đá nóng chảy do va chạm trong miệng hố có niên đại khoảng 214±1 Ma trong khi niên đại của ranh giới Trias-Jura cũng đã được xác định chính xác hơn trong thời gian gần đây là khoảng 202±1 Ma. Cả hai niên đại này đều thu được độ chính xác bằng cách sử dụng các dạng chính xác hơn của phương pháp xác định niên đại bằng phóng xạ, cụ thể là sự phân rã của urani thành chì trong ziriconi được hình thành do va chạm. Vì thế chứng cứ này gợi ý là va chạm Manicouagan đã xảy ra trước sự kết thúc của kỷ Trias khoảng 12±2 Ma. Vì vậy nó khó có thể là nguyên nhân trực tiếp của sự tuyệt chủng hàng loạt đã quan sát.

Dường như khi đó đã có một vài kiểu cách tuyệt chủng cuối thời Carnia, khi một vài nhóm bò sát dạng Archosauromorpha ăn cỏ bị tiêu diệt, trong khi các loài bò sát Therapsida lớn hơn và ăn cỏ như các loài bò sát hai răng chó họ Kannemeyeriidae và bò sát một răng chó họ Traversodontidae đã bị suy giảm nhiều ở nửa phía bắc của Pangaea (Laurasia).

Các đợt tuyệt chủng trong phạm vi kỷ Trias vào thời điểm kết thúc của nó đã cho phép khủng long mở rộng tầm ảnh hưởng của chúng tới nhiều khu vực còn bỏ trống. Khủng long có lẽ đã là thống trị, đa dạng và phổ biến ngày càng tăng và chúng còn duy trì được điều này trong 150 triệu năm tiếp theo. “Kỷ nguyên Khủng long” thực sự là kỷ Jura và kỷ Phấn trắng(Cretaceous), chứ không phải kỷ Trias.

4.2.2 Kỷ Jura (Jurassic): khoảng 146-200 triệu năm trước.
Trong thời kỳ Jura sớm, siêu lục địa Pangea đã bị chia tách ra thành Bắc Mỹ, Eurasia và Gondwana. Đại Tây Dương khi đó còn tương đối hẹp. Vào thời kỳ Hậu Jura thì lục địa phía nam, Gondwana, bắt đầu tách ra và biển Tethys đã khép lại, lòng chảo Neotethys đã xuất hiện. Khí hậu khi đó ấm áp, do không có chứng cứ cho thấy có sự tồn tại của sự đóng băng.

             Hồ sơ địa chất kỷ Jura là khá tốt ở miền tây châu Âu, tại đây các chuỗi trầm tích đại dương rộng lớn được tìm thấy dọc theo các bờ biển, bao gồm cả di sản thế giới bờ biển Jurassic nổi tiếng. Các tầng của kỷ này cũng được đặc trưng bởi các hóa thạch nổi tiếng như Holzmaden và Solnhofen. Ngược lại, các hồ sơ địa chất ở Bắc Mỹ thuộc kỷ Jura là nghèo nàn nhất trong Đại Trung Sinh, với chỉ một ít phần trồi lên bề mặt. Mặc dù biển Sundance khá nông đã để lại các trầm tích tại một số nơi thuộc đồng bằng miền bắc Hoa Kỳ và Canada trong thời kỳ cuối kỷ Jura, nhưng phần lớn trầm tích trong giai đoạn này đều mang tính lục địa, chẳng hạn như các trầm tích phù sa của kiến tạo núi Morrison.

Các khối đá batholith lớn đầu tiên đã xuất hiện ở miền bắc Cordillera bắt đầu vào giữa kỷ Jura, tạo ra sự hình thành núi ở Nevada . Các phần lộ ra quan trọng thuộc kỷ Jura cũng được tìm thấy ở Nga, Ấn Độ, Nam Mỹ, Nhật Bản, Australasia và Vương quốc Anh hiện nay. Trong kỷ Jura, các dạng ‘cao nhất’ của sự sống đã sinh trưởng trong các đại dương là cá và các loài bò sát biển. Nhóm bò sát bao gồm thằn lằn cá (Ichthyosauria), thằn lằn cổ rắn chân chèo (Plesiosauria) và cá sấu biển (Crocodilia) thuộc các họ Teleosauridae và Metriorhynchidae.

Trên đất liền, các loài bò sát lớn thuộc nhóm Archosauria vẫn thống trị. Các loài khủng long hông thằn lằn lớn ăn cỏ (cận bộ Sauropoda) sinh sống trên các thảo nguyên và ăn dương xỉ và các loài tuế có hình dáng giống cây dừa cũng như nhóm Bennettitales. Chúng bị các khủng long thuộc cận bộ Theropoda lớn (Ceratosaurs, Megalosaurs và Allosaurs) săn bắt. Tất cả các loài khủng long này đều thuộc nhóm ‘hông thằn lằn’ hay bộ Saurischia. Vào thời kỳ Jura muộn thì các loài chim đầu tiên đã tiến hóa từ khủng long nhỏ thuộc cận bộ Coelurosauria. Khủng long thuộc bộ Ornithischia ít chiếm ưu thế hơn so với khủng long bộ Saurischia, mặc dù một vài nhóm như Stegosaur và Ornithopoda nhỏ đã đóng vai trò quan trọng như là các động vật ăn cỏ có kích thước từ nhỏ, trung bình tới lớn (nhưng không có kích thước như Sauropoda). Trong không gian, thằn lằn  chim (Pterosauria) là phổ biến, thực hiện nhiều vai trò sinh thái như chim hiện nay.

4.2.3 Kỷ Creta hay kỷ Phấn Trắng (Cretaceous): khoảng 65-146 triệu năm. Trong kỷ Creta, siêu lục địa Pangaea có từ cuối đại Cổ Sinh – đầu đại Trung Sinh đã hoàn thành việc chia tách nó ra thành các châu lục như ngày nay, mặc dù vị trí của chúng là khác đáng kể so với hiện nay. Khi Đại Tây Dương mở rộng ra, các kiến tạo sơn lề hội tụ đã bắt đầu từ kỷ Jura vẫn tiếp tục tại dãy núi Bắc Mỹ, chẳng hạn kiến tạo sơn Nevada đã được kế tiếp bởi các kiến tạo sơn như kiến tạo sơn Sevier và Laramide.

Mặc dù Gondwana vẫn không bị ảnh hưởng vào đầu kỷ Creta, nhưng tự nó đã tách ra do Nam Mỹ, châu Nam Cực và Australia đã trôi dạt ra khỏi châu Phi (mặc dù Ấn Độ và Madagascar vẫn còn dính với nhau); vì thế, Ấn Độ Dương và phần phía nam của Đại Tây Dương là các đại dương mới được hình thành. Hoạt động trôi dạt như vậy đã nâng các chuỗi núi lớn ngầm dưới biển dọc theo các đường viền, nâng mực nước biển chấn tĩnh trên khắp thế giới. Về phía bắc của châu Phi thì biển Tethys tiếp tục thu hẹp lại. Các biển nông rộng lớn chiếm ưu thế dọc theo miền trung Bắc Mỹ (biển nội địa miền Tây) và châu Âu, và sau đó bắt đầu rút xuống, để lại các trầm tích đại dương dày xen vào giữa các tầng than.

Kỷ Creta chính xác là nổi tiếng vì đá phấn của nó; thực vậy, đã có nhiều đá phấn được hình thành trong kỷ này hơn so với bất kỳ thời kỳ nào của liên đại Hiển Sinh. Hoạt động tạo lằn gợn đại dương—hay đúng hơn là, sự lưu thông của nước biển qua các lằn gợn mở rộng—làm giàu thêm canxi cho các đại dương; điều này làm cho nước biển trở nên bão hòa hơn, cũng như làm tăng hiệu lực sinh học của nguyên tố này đối với các tảo phù du đá vôi. Chúng làm loang rộng các trầm tích cacbonat cũng như các loại trầm tích khác, làm cho các mẫu đá kỷ Creta là đặc biệt mịn. Các hóa thạch quan trọng khác có tại châu Âu và Trung Quốc. Tại khu vực ngày nay là Ấn Độ, các tầng dung nham khổng lồ gọi là Deccan Traps đã sụt xuống vào cuối kỷ Creta và đầu thế Paleocen.

Khí hậu là rất ấm trong kỷ Creta đến mức không có băng tại hai địa cực. Mực nước biển cao hơn nhiều so với ngày nay và các khu vực lớn của lớp vỏ Trái Đất đã bị các biển nông bao phủ; các phần lõi trầm tích chỉ ra rằng các biển nhiệt đới có thể có nhiệt độ cao hơn khoảng 9-12° so với ngày nay, trong khi nhiệt độ của lòng đại dương có thể cao hơn tới 15-20° so với ngày nay. Biển Tethys đã nối các đại dương vùng nhiệt đới từ tây sang đông, điều này làm cho khí hậu toàn cầu cân bằng hơn. Các hóa thạch thực vật đã thích nghi với khí hậu nóng ấm được tìm thấy tại các khu vực xa về phía bắc tới tận Alaska và Greenland, trong khi các hóa thạch khủng long cũng đã được tìm thấy trong phạm vi 15° kể từ Nam cực của kỷ Creta.

4.3 Đại Tân Sinh (Cenozoic): 0-65 triệu năm trước.
Đại Tân sinh là thời đại của động vật có vú. Trong đại Tân sinh, động vật có vú đã chia nhánh từ một vài dạng tổng quát, nhỏ và đơn giản thành một tập hợp đa dạng các loài động vật sống trên đất liền, trong lòng đại dương và những động vật biết bay. Đại Tân sinh cũng có thể coi là thời đại của các thảo nguyên, hoặc thời đại của sự đồng phụ thuộc giữa thực vật có hoa và côn trùng. Các loài chim cũng có sự tiến hóa một cách cơ bản trong đại này. Về mặt địa chất, đại Tân sinh là kỷ nguyên khi các lục địa chuyển dịch tới vị trí hiện nay của chúng. Australia-New Guinea tách ra từ đại lục Gondwana để trôi về phía bắc và cuối cùng tiếp giáp với Đông Nam Á; châu Nam Cực cũng di chuyển tới vị trí hiện nay của nó tại khu vực Nam cực. Đại Tây Dương mở rộng ra và vào giai đoạn cuối của đại này thì Nam Mỹ gắn liền với Bắc Mỹ.
4.3a Phân đại Đệ Tam (Kỷ đệ tam): 2,6-65 triệu năm trước.
Kỷ Đệ tam bao gồm gần chính xác như khoảng thời gian nằm giữa thời điểm tiêu vong của các loài khủng long và khi bắt đầu các thời kỳ băng hà gần đây nhất. Vào đầu kỷ này các loài động vật có vú đã thay thế các loài bò sát trong vai trò của các động vật có xương sống thống lĩnh các môi trường sinh sống. Mỗi thế của kỷ Đệ tứ được đánh dấu bằng các phát triển nổi bật của các động vật có vú. Các loài động vật dạng người và có quan hệ họ hàng với người sớm nhất đã được công nhận là Proconsul và Australopithecus cũng đã xuất hiện. Các dạng hiện đại của chim, bò sát, động vật lưỡng cư, cá và động vật không xương sống hoặc là đã rất đông đảo vào đầu kỷ hoặc đã xuất hiện sớm trong lịch sử của chúng. Các họ hiện đại của thực vật có hoa cũng đã tiến hóa.Động vật không xương sống trong đại dương và các động vật có xương sống không phải thú chỉ có các tiến hóa nhỏ.
Các trôi dạt lục địa là nhỏ bé. Các phần của siêu lục địa Gondwana cuối cùng đã tách rời nhau hoàn toàn và Ấn Độ đã va chạm với mảng kiến tạo Á-Âu. Nam Mỹ cũng đã nối với Bắc Mỹ vào cuối kỷ Đệ tam. Châu Nam Cực – đã tách rời từ trước đó – cũng trôi dạt về vị trí như hiện nay của nó tại Nam cực. Hoạt động phun trào núi lửa trộng khắp là thường thấy. Khí hậu trong kỷ Đệ tam lạnh đi một cách chậm chạp, bắt đầu từ thế Paleocen với các khoảng nhiệt độ trên khắp thế giới chủ yếu mang tính chất nhiệt đới-ôn đới và kết thúc bằng các sự kiện băng hà rộng khắp vào cuối kỷ.
4.3a.1 Kỷ Paleogen hay kỷ Cổ Cận, Cổ Đệ Tam, Đệ Tam Hạ: khoảng 23-65 triệu năm trước.
Trong kỷ Paleogen đáng chú ý nhất là trong khoảng thời gian này, động vật có vú đã tiến hóa từ các dạng nhỏ, đơn giản thành các động vật đa dạng liền ngay sau sự kiện tuyệt chủng hàng loạt đánh dấu sự kết thúc của kỷ Creta. Một số động vật có vú đã tiến hóa thành các dạng lớn hơn để thống trị mặt đất, trong khi các loài khác trở thành có khả năng sinh sống trong lòng đại dương, các môi trường đất đặc biệt và thậm chí là cả trên không. Chim cũng tiến hóa đáng kể trong kỷ này, biến đổi về cơ bản gần giống như ngày nay. Trong kỷ này, phần lớn các nhánh khác của sự sống trên Trái Đất về cơ bản là ít thay đổi hơn so với chim và động vật có vú. Một số hoạt động chuyển động lục địa cũng diễn ra. Khí hậu về tổng thể là mát hơn trong toàn kỷ Paleogen và các biển nội địa đã rút ra khỏi Bắc Mỹ vào đầu kỷ này.
4.3a.1.1 Thế Paleocen hay thế Cổ Tân: khoảng 56-65 triệu năm.
Ranh giới K-T đánh dấu sự tách rời của kỷ Creta và thế Paleocen là rõ ràng trong các mẫu địa chất ở nhiều khu vực trên Trái Đất do sự gián đoạn trong các hóa thạch động vật, với các mức hàm lượng iridi cao. Cũng có các chứng cứ hóa thạch về các thay đổi đột ngột trong quần thực vật và quần động vật. Bên cạnh đó cũng có một số chứng cứ về các thay đổi khí hậu quan trọng nhưng diễn ra rất ngắn đã diễn ra trong giai đoạn đầu của thế Paleocen. Có một vài giả thuyết về nguyên nhân gây ra sự kiện tuyệt chủng K-T, với phần lớn các chứng cứ hỗ trợ cho sự va chạm của một tiểu hành tinh đường kính khoảng 10 km gần Yucatan , Mexico.

           Thế Paleocen là thời kỳ tiếp tục các quá trình đã bắt đầu trong kỷ Creta. Bắc Mỹ và châu Á vẫn còn được nối liền nhưng không liên tục bằng một cầu đất, trong khi Greenland và Bắc Mỹ đã bắt đầu tách rời. Kiến tạo sơn Laramide của thời kỳ Hậu Creta vẫn tiếp tục nâng cao dãy núi Rocky tại miền tây Bắc Mỹ.

Bắc và Nam Mỹ vẫn còn tách rời bởi một biển ven xích đạo; các bộ phận của cựu siêu lục địa phương nam Gondwana vẫn tiếp tục tách rời nhau, với châu Phi, Nam Mỹ, châu Nam Cực và Australia đang rời xa nhau. Châu Phi hướng lên phía bắc về phía châu Âu, khép dần biển Tethys một cách chậm chạp còn tiểu lục địa Ấn Độ bắt đầu sự di chuyển của nó về phía châu Á dẫn tới va chạm kiến tạo và sự hình thành của dãy núi Himalaya. Các biển nội địa tại Bắc Mỹ như Biển nội địa miền Tây và tại châu Âu đã rút xuống vào đầu thế Paleocen, mở đường cho quần động và thực vật mới sống trên đất liền.

4.3a.1.2 Thế Eocen hay thế Thủy Tân: khoảng 34-56 triệu năm.

       Đánh dấu sự bắt đầu của thế Eocen, Trái Đất bị nóng lên trong một trong những (theo thuật ngữ địa chất) sự kiện nóng ấm toàn cầu nhanh và mạnh nhất đã được ghi nhận lại trong lịch sử địa chất, gọi là Cực đại nhiệt Paleocen-Eocen hay Cực đại nhiệt khởi đầu Eocen (PETM hay IETM). Đây là một giai đoạn nóng ấm nhanh và mãnh liệt (tới 7 °C ở các vĩ độ lớn) kéo dài trong chưa tới 100.000 năm. Cực đại nhiệt sinh ra sự kiện tuyệt chủng rõ nét và nó tạo ra sự khác biệt rõ nét của quần động vật thế Eocen với hệ sinh thái của thế Paleocen. Khí hậu toàn cầu trong thế Eocen có lẽ là đồng đều nhất trong đại Tân Sinh; gradient nhiệt độ từ xích đạo tới hai địa cực chỉ bằng khoảng một nửa gradient ngày nay, và các hải lưu sâu là rất ấm. Các vùng cận kề địa cực là ấm hơn so với ngày nay, có thể chỉ giống như khu vực tây bắc Thái Bình Dương hiện nay; các cánh rừng ôn đới kéo dài tới vùng cực, trong khi khí hậu nhiệt đới nhiều mưa kéo dài về phía bắc tới vĩ độ 45. Khác biệt là lớn nhất tại các vĩ độ ôn đới ngày nay; tuy nhiên, khí hậu tại các vùng nhiệt đới có lẽ là tương tự như ngày nay.

      Khí hậu được duy trì là ấm trong toàn bộ thế Eocen, mặc dù sự lạnh toàn cầu được kích thích bởi sự kiện Azolla, cuối cùng đã dẫn tới sự băng hà hóa trong thế Pleistocen, được bắt đầu khi các dòng hải lưu xung quanh châu Nam Cực hình thành.

Vào đầu thế này, Australia và châu Nam Cực vẫn còn nối liền, các hải lưu xích đạo ấm nóng trộn lẫn với các vùng nước lạnh ở ven Nam cực, phân bố nhiệt xung quanh thế giới và giữ cho nhiệt độ toàn cầu nằm ở mức cao. Nhưng khi Australia tách rời khỏi lục địa phía nam vào khoảng 45 Ma, các hải lưu ấm xích đạo bị chệch hướng khỏi châu Nam Cực và kênh nước lạnh cô lập phát triển giữa hai lục địa. Khu vực châu Nam Cực bị lạnh đi và các vùng biển ven nó bắt đầu đóng băng, làm cho nước lạnh và các tảng băng nổi bị đẩy lên phía bắc càng làm gia tăng quá trình lạnh đi. Siêu lục địa Laurasia ở phía bắc bắt đầu tách ra, do châu Âu, Greenland và Bắc Mỹ đã trôi dạt ra xa nhau.

Ở miền tây Bắc Mỹ, quá trình hình thành núi đã bắt đầu trong thế Eocen, và các hồ rộng lớn được hình thành trong các vùng lòng chảo phẳng trên cao giữa các vùng nhô lên, kết quả tạo ra trầm tích của nơi lưu giữ thành hệ sông Green.
Tại châu Âu, biển Tethys cuối cùng đã biến mất, trong khi sự nâng lên của dãy núi Alpes đã cô lập dấu tích cuối cùng của nó (Địa Trung Hải) và tạo ra một biển nông khác với các quần đảo ở phía bắc. Mặc dù Bắc Đại Tây Dương đã mở ra, nhưng cầu nối đất liền dường như vẫn tồn tại giữa Bắc Mỹ và châu Âu do các quần động vật của hai khu vực này vẫn rất giống nhau. Ấn Độ vẫn tiếp tục hành trình của mình ra xa châu Phi và bắt đầu va chạm với châu Á, làm cho dãy núi Himalaya bắt đầu được hình thành.

Một giả thuyết cho rằng thế giới nhà kính Eocen là do sự ấm toàn cầu xảy ra rất nhanh từ sự giải phóng băng mêtan sâu trong lòng đại dương. Các khối băng mêtan bị vùi lấp dưới bùn và bị khuấy động khi đại dương nóng lên. Mêtan (CH4) có hiệu ứng nhà kính gấp 10-20 lần so với dioxyd cacbon.

4.3a.1.3 Thế Oligocen hay thế Tiệm Tân: khoảng 23-34 triệu năm trước.

        Sự bắt đầu của thế Oligocen được đánh dấu bằng sự kiện tuyệt chủng chính có thể liên quan tới va chạm của vật thể lớn ngoài Trái Đất tại Siberi gần vịnh Chesapeake . Ranh giới Oligocen-Miocen không được thiết lập bằng sự kiện dễ dàng nhận dạng ở quy mô toàn thế giới mà bằng các ranh giới khu vực giữa thế Oligocen ấm áp hơn và thế Miocen tương đối lạnh hơn. Trong thế này, các lục địa vẫn tiếp tục trôi dạt về phía vị trí ngày nay của chúng. Châu Nam Cực tiếp tục trở nên cô lập hơn và cuối cùng đã phát triển các chỏm băng vĩnh cửu. Quá trình hình thành núi ở miền tây Bắc Mỹ vẫn tiếp tục, và dãy núi Alpes đã bắt đầu được nâng lên ở châu Âu do mảng châu Phi vẫn tiếp tục đẩy về phía bắc vào mảng Á-Âu, cô lập dần các dấu tích còn lại của biển Tethys. Sự xâm nhập lòng đại dương trong thời gian ngắn đánh dấu đầu thế Oligocen ở châu Âu. Tình trạng phơi bày lòng biển trong thế Oligocen là hiếm ở Bắc Mỹ. Có lẽ dường như còn tồn tại cầu đất liền ở đầu thế Oligocen giữa Bắc Mỹ và châu Âu do các quần động vật của hai khu vực là khá giống nhau. Trong một khoảng thời gian của thế Oligocen, Nam Mỹ cuối cùng đã tách rời khỏi châu Nam Cực và trôi dạt về phía bắc về phía Bắc Mỹ. Điều này cho phép hải lưu vòng quanh Nam Cực được lưu thông, càng làm nguội lạnh nhanh châu lục này.

4.3a.2 Kỷ Neogen hay kỷ Tân Cận, Tân Đệ Tam, Đệ Tam Thượng: 0-23 triệu năm trước.

        Bằng cách phân chia đại Tân Sinh ra thành hai (có thể là ba) kỷ địa chất (kỷ Paleogen, kỷ Neogen, kỷ đệ Tứ) thay vì 7 thế, thì các kỷ có thể mang tính so sánh được tương đối gần gũi với khoảng thời gian của các kỷ trong đại Trung Sinh và đại Cổ Sinh.
Trong kỷ Neogen thì động vật có vú và chim đã tiến hóa đáng kể. Phần lớn các dạng sự sống khác ít thay đổi. Một số chuyển động lục địa cũng dỉễn ra, sự kiện đáng kể nhất là sự nối liền của Bắc Mỹ và Nam Mỹ vào cuối thế Pliocen. Khí hậu lạnh đi một chút trong toàn kỷ Neogen và lên tới cực điểm trong các sự đóng băng lục địa trong kỷ đệ Tứ đang diễn ra cũng như bình minh của kỷ nguyên con người.

4.3a.2.1 Thế Miocen hay thế Trung Tân: khoảng 5,3-23 triệu năm trước.

         Các lục địa vẫn tiếp tục trôi dạt về phía vị trí như hiện nay của chúng. Trong số các đặc trưng địa chất hiện đại, chỉ duy nhất cầu đất liền giữa Nam Mỹ và Bắc Mỹ là chưa có, mặc dù Nam Mỹ đã tới gần đới ẩn chìm phía tây ở Thái Bình Dương, gây ra cả sự nâng lên của dãy núi Andes lẫn sự mở rộng về phía nam của bán đảo Trung Mỹ.

         Kiến tạo sơn diễn ra ở cả miền tây Bắc Mỹ lẫn châu Âu. Các trầm tích lục địa và đại dương trong thế Miocen là phổ biến trên toàn thế giới với những phần trồi lên từ đại dương là phổ biến gần các bờ biển ngày nay. Các phần lộ thiên lục địa đã được nghiên cứu kỹ diễn ra tại Great Plains (Đại bình nguyên) ở Bắc Mỹ và ở Argentina .

        Ấn Độ tiếp tục va chạm với châu Á, tạo ra thêm nhiều dãy núi. Đại dương Tethys tiếp tục thu hẹp lại và sau đó biến mất khi châu Phi va chạm với đại lục Á-Âu tại khu vực ngày nay làThổ Nhĩ Kỳ-Arabia vào khoảng 19 tới 12 Ma. Sự nâng lên sau đó của các dãy núi ở miền tây khu vực Địa Trung Hải và sự rút xuống toàn cầu của mực nước biển kết hợp với nhau gây ra sự khô kiệt tạm thời của Địa Trung Hải (được biết đến như là khủng hoảng mặn Messina) vào thời gian gần cuối thế Miocen.

        Xu hướng toàn cầu là nghiêng về phía gia tăng sự khô hạn, gây ra chủ yếu bởi sự lạnh đi toàn cầu làm giảm khả năng hấp thụ hơi ẩm của khí quyển. Sự nâng lên của Đông Phi vào cuối thế Miocen chịu một phần trách nhiệm trong việc làm thu hẹp lại các rừng mưa nhiệt đới trong khu vực này, còn Australia cũng khô hơn do nó đã di chuyển vào khu vực ít mưa vào cuối thế Miocen.

4.3a.2.2 Thế Pliocen hay thế Thượng Tân, trừ tầng Gelasia: khoảng 2,6-5,3 triệu năm trước.

Các lục địa vẫn tiếp tục trôi dạt về phía vị trí của chúng hiện nay, có lẽ dịch chuyển từ các vị trí xa tới 250 km từ vị trí hiện tại tới các vị trí chỉ cách khoảng 70 km so với vị trí hiện nay của chúng. Nam Mỹ kết nối với Bắc Mỹ thông qua eo đất Panama trong thế Pliocen, tạo ra sự kết thúc gần như trọn vẹn của quần động vật thú có túi (Marsupialia) khác biệt tại Nam Mỹ. Sự hình thành của eo đất có hậu quả lớn đối với nhiệt độ toàn cầu, do các dòng hải lưu ấm xích đạo bị chia cắt và chu kỳ lạnh của Đại Tây Dương đã bắt đầu, với các luồng nước lạnh từ Bắc cực và Nam cực làm hạ nhiệt độ của Đại Tây Dương khi này đã bị cô lập.

Va chạm của châu Phi với châu Âu tạo ra Địa Trung Hải, chấm dứt các dấu tích của đại dương Tethys. Các thay đổi của mực nước biển đã làm lộ thiên cầu đất liền giữa Alaska và châu Á. Các loại đất đá trong lòng đại dương cũng bị lộ thiên rõ nét tại Địa Trung Hải, Ấn Độ, Trung Quốc. Ở những nơi khác chúng chỉ lộ thiên chủ yếu là ven bờ biển.
Các đại dương vẫn còn tương đối ấm trong thế Pliocen, mặc dù chúng vẫn tiếp tục lạnh đi. Chỏm băng Bắc cực đã hình thành, tiếp tục làm khí hậu khô hơn và làm tăng quá trình lạnh đi của các dòng hải lưu nông ở Bắc Đại Tây Dương. Các hải lưu lạnh sâu phía dưới chảy ra từ Nam cực.

Sự hình thành của eo đất Panama khoảng 3,5 triệu năm trước chia cắt dấu tích cuối cùng của cái đã từng là hải lưu vòng xích đạo tồn tại từ kỷ Phấn Trắng và đầu đại Tân Sinh. Điều này có thể đã góp phần vào quá trình lạnh đi của các đại dương trên toàn cầu.

4.3b Phân đại Đệ Tứ (Kỷ đệ tứ): khoảng 0-2,6 triệu năm trước.

Kỷ Đệ tứ gần như trùng khít với khoảng thời gian của các băng hà gần đây, bao gồm lần rút lui sông băng cuối cùng. Sử dụng kiểu khác của thuật ngữ này đôi khi đặt sự bắt đầu của kỷ này vào thời điểm tấn công của sự đóng băng Bắc cực vào khoảng 3 triệu năm trước và như thế nó bao gồm cả một phần khoảng thời gian của thời kỳ Thượng Pliocen.

Thời gian 1,8-1,6 triệu năm của kỷ Đệ tứ đại diện cho thời kỳ mà các dạng sinh vật có thể công nhận được là giống như người đã tồn tại. Trong khoảng thời gian ngắn này, tổng khoảng cách của các sự kiện trôi dạt lục địa nhỏ hơn 100 km và nó không thích đáng đối với cổ sinh vật học. Tuy nhiên, các hồ sơ địa chất được bảo tồn là lớn hơn rất nhiều so với các thời kỳ trước đó và có quan hệ gần gũi nhất với các bản đồ ngày nay, đang bộc lộ trong nửa sau thế kỷ 20 các hệ thống của chính nó về các thay đổi địa mạo khác thường. Các thay đổi địa lý chính trong thời kỳ này bao gồm sự nổi lên của eo biển Bosphorus và Skagerrak trong các thời kỳ băng hà, điều đó đã tương ứng biến các biển như Hắc Hải và biển Baltic trở nên nhạt hơn, tiếp ngay sau sự ngập lụt của chúng do mực nước biển dâng cao; hay sự lấp đầy có chu kỳ của eo biển Manche, tạo thành một cầu đất nối liền quần đảo Anh với châu Âu lục địa; sự đóng lại theo chu kỳ của eo biển Bering, tạo ra cầu đất nối liền châu Á và Bắc Mỹ; cũng như sự ngập lụt chớp nhoáng theo chu kỳ của khu vực Scablands thuộc tây bắc Hoa Kỳ bởi các sông băng. Đại Hồ và các hồ lớn khác của Canada và vịnh Hudson cũng chỉ là các kết quả của chu kỳ gần đây và nó là nhất thời. Tiếp theo sau mỗi thời kỳ băng hà của kỷ Đệ tứ lại là một kiểu khác biệt của hồ và vịnh.

Khí hậu đã là một trong những yếu tố chịu ảnh hưởng của sự đóng băng theo chu kỳ với các sông băng trên các đại lục di chuyển đi xa từ địa cực xuống tới vĩ độ khoảng 40. Chỉ có một số ít các động vật chính yếu và mới đã tiến hóa, một lần nữa có lẽ là do thời kỳ ngắn (theo thuật ngữ địa chất) của kỷ này. Trong kỷ này cũng diễn ra sự tuyệt chủng chính của các động vật có vú lớn tại các khu vực phương Bắc vào cuối thế Pleistocen.

Nhiều dạng như các loài mèo răng kiếm hay hổ răng kiếm, voi ma mút (chi Mammuthus họ Elephantidae), voi răng mấu (chi Mammut họ Mammutidae), thú răng trổ (chi Glyptodon họGlyptodontidae) v.v đã bị tuyệt chủng trên toàn thế giới. Các loài khác, như ngựa, lạc đà và báo gepard cũng đã tuyệt chủng tại Bắc Mỹ.

Trong thời gian này đã diễn ra một vài thời kỳ chuyển động tiến và lùi của các sông băng và nhiệt độ trong quá khứ của Trái Đất là rất khác so với ngày nay. Cụ thể, các chu kỳ Milankovitch của Milutin Milankovitch dựa trên giả thiết là các biến đổi của bức xạ Mặt Trời tới Trái Đất là yếu tố nền tảng kiểm soát khí hậu Trái Đất. Trong thời gian này, các sông băng dày đã tiến và lui trên phần lớn khu vực Bắc Mỹ, châu Âu, một phần Nam Mỹ và châu Á cũng như toàn bộ châu Nam Cực. Đại Hồ hình thành và các loài thú to lớn thịnh vượng trong các khu vực không bị băng che phủ của Bắc Mỹ và đại lục Á-Âu. Các loài thú này bị tuyệt chủng khi thời kỳ băng hà kết thúc vào khoảng 10.000 năm trước. Người hiện đại đã tiến hóa vào khoảng 100.000 năm trước đây.

4.3b.1 Kỷ Neogen: (đang diễn tiến).
4.3b.1.1 Thế Pleistocen: khoảng 10.000 năm-1,8 triệu năm trước.

Trong thế Pleistocen,các mảng kiến tạo mà các lục địa này nằm trên có lẽ đã chuyển động không nhiều hơn 100 km so với nhau kể từ khi bắt đầu thế địa chất này. Khí hậu thế Pleistocen được đặc trưng bằng các chu kỳ băng giá lặp đi lặp lại, trong đó các sông băng lục địa có thể kéo dài tới vĩ độ 40. Người ta ước tính rằng, khi băng giá cực đại thì khoảng 30% bề mặt Trái Đất bị băng che phủ. Ngoài ra, khu vực băng giá vĩnh cửu từ rìa các dải băng kéo dài về phía nam vài trăm kilômét ở Bắc Mỹ cũng như ở đại lục Eurasia . Nhiệt độ trung bình năm tại rìa băng là −6 °C; ở rìa băng giá vĩnh cửu là 0 °C.

Mỗi chu kỳ băng hà giữ lại một lượng nước khổng lồ trong các dải băng lục địa dày khoảng 1.500–3.000 m, tạo ra sự rút xuống tạm thời của mực nước biển tới mức 100 m hay hơn thế trên toàn bộ bề mặt Trái Đất. Trong các chu kỳ gian băng, như hiện nay, các vùng ven biển bị ngập lụt là phổ biến, được giảm nhẹ nhờ chuyển động đẳng tĩnh hay các chuyển động nổi bật khác ở một số khu vực. Vào thời kỳ băng hà cực đại trong pleistocen muộn cách đây 18.000 năm, mực nước biển hạ thấp -120m so với hiện tại.
Châu Nam Cực bị băng che phủ trong toàn bộ thế Pleistocen cũng như trong thế Pliocen trước đó. Dãy Andes bị che phủ ở phía nam bởi chỏm băng Patagonia . Tồn tại các sông băng tại New Zealand và Tasmania . Các sông băng hiện tại đang tan của các đỉnh Kenya , Kilimanjaro, và dãy núi Rwenzori ở miền đông và trung châu Phi khi đó là lớn hơn hiện nay. Các sông băng cũng tồn tại trong các dãy núi ở Ethiopia và ở dãy núi Atlas.

Ở Bắc bán cầu, nhiều sông băng hợp lại thành một. Dải băng Cordillera che phủ khu vực tây bắc Bắc Mỹ; ở phía đông là dải băng Laurentia.Dải băng Fenno-Scandia che phủ miền bắc châu Âu, bao gồm cả Đảo Anh; dải băng Alpes trên dãy núi Alpes. Các vòm băng rải rác kéo dài xuyên suốt Siberi và thềm Bắc cực. Các biển phía bắc bị đóng băng.

Ở phía nam các dải băng là các hồ lớn do lối thoát nước bị ngăn lại và không khí lạnh làm giảm sự bốc hơi. Phía bắc miền trung Bắc Mỹ về tổng thể bị che phủ bởi hồ Agassiz . Trên vùng lòng chảo, hiện nay đã khô cạn hoặc gần như thế, thì đã từng chảy lan tràn khắp ở miền tây Bắc Mỹ. Tại đại lục Eurasia, các hồ lớn cũng phát triển như là kết quả của các luồng nước khổng lồ chảy ra từ các sông băng. Các con sông cũng rất lớn và nhiều nước. Các hồ tại châu Phi cũng đầy tràn nước do sự bốc hơi bị giảm xuống. Ngược lại, các sa mạc thì khô hơn và rộng lớn hơn. Lượng mưa thấp do suy giảm sự bốc hơi nước từ đại dương và các nguồn nước khác.

Loài người đã tiến hóa để có hình dáng giống như ngày nay trong thời gian thuộc thế Pleistocen. Vào đầu thế Pleistocen, các loài trong chi Paranthropus vẫn còn hiện diện, cũng như các tổ tiên sớm của loài người, nhưng trong thời gian Tiền đồ đá cũ chúng đã biến mất, và loài sinh vật dạng người duy nhất được tìm thấy trong các mẫu hóa thạch là người đứng thẳng (Homo erectus) trong phần lớn thời gian của thế Pleistocen. Loài này đã di cư xuyên qua phần lớn Cựu thế giới, tạo ra sự xuất hiện của nhiều biến thái của loài người. Thời gian thuộc Trung và Hậu đồ đá cũ đã có sự xuất hiện các kiểu người mới, cũng như sự phát triển của các công cụ phức tạp hơn so với trước đó. Theo các kỹ thuật định thời bằng ti thể, người hiện đại (Homo sapiens) đã di cư từ châu Phi sau băng giá Riss trong thời gian thuộc Trung đồ đá cũ (khoảng thời gian ứng với gian băng Eem), lan rộng ra khắp các khu vực không bị đóng băng vào cuối thế Pleistocen.

4.3b.1.2 Thế Holocen : Thế Holocen bắt đầu 10 ngàn năm trước theo 14C.
Thế này bắt đầu trước băng hà Weichsel. Thế Holocene được chia ra thành 5 đới (chronozone) tùy theo sự thay đổi khí hậu:
– Đới Tiền Boreal (Preboreal; 10–9 ngàn năm trước),
– Đới Boreal (9–8 ngàn năm trước),
– Đới Đại Tây Dương (Atlantic ; 8–5 ngàn năm trước),
– Đới Hạ Boreal (Subboreal; 5–2,5 ngàn năm trước), và
– Đới Hạ Thái Bình Dương (Subatlantic; 2,5 ngàn năm trước đến ngày nay).
Tất cả văn minh con người hiện đại xảy ra trong thế Holocen. Các thế trong hệ thống này bao gồm một vài dao động cuối cùng trước thế Holocen của thời kỳ băng hà cuối và phân loại các khí hậu của thời tiền sử gần đây hơn. Mực nước biển dâng lên từ -13 m đến + 5 m so với mực nước biển hiện tại trong khoảng thời gian cách đây 8.000 – 4.000 năm ở vùng eo biển Malacca.

          Các nhà cổ sinh vật học chưa định rõ tầng động vật cho thế Holocen. Khi cần chia ra thế này từng giai đoạn nhỏ hơn, các giai đoạn trong phát triển của con người, đó là thời đại đồ đá giữa (Mesolithic), thời đại đồ đá mới (Neolithic), và thời đại đồ đồng. Theo khí hậu, có thể chia thế Holocen gồm giai đoạn đầu là Hypsithermal và Băng hà mới (Neoglacial); biên giới là lúc thời đại đồ đồng bắt đầu trong văn minh phương Tây. Và giai đoạn thế Anthropocen (thế Nhân Sinh) bắt đầu vào thế kỷ 18 với Cách mạng công nghiệp.

NXQ