"O presente é a chave para o passado"
James Hutton

18 de dezembro de 2025

Uma história climática da Terra - Parte 5 - Cenozoico

Por Marco Gonzalez

Montanhas do Himalaia, na Ásia, uma das cordilheiras formadas durante o Cenozoico que deram contornos mais atuais à topografia da Terra.
(Crédito: shrimpo1967).

Uma história climática da Terra no Cenozoico dá uma visão geral do clima e de suas interações com a geologia e a biologia na última era do nosso planeta desde ~66 milhões de anos atrás até os tempos recentes. Esta etapa da existência da Terra se constitui em uma era onde nós, os humanos, passamos a existir e os continentes chegaram à sua configuração atual.

5.1. Introdução

O Cenozoico, a era marcada pela evolução dos primatas [David e Gautam, 2022] e pela formação de cadeias de montanhas jovens [Lyle et al, 2008], foi batizado em 1840 pelo geólogo britânico John Phillip (1800-1874). Seu nome deriva da junção grega do adjetivo "kainós" ("novo") com o substantivo "zoico" ("vida animal") [David e Gautam, 2022]. É subdividido em três períodos:
  • Paleógeno é o período que dá início ao Cenozoico após a extinção do Cretáceo-Paleógeno [Lucas, 2024]. Seu nome deriva da junção grega do adjetivo "paleos" ("antigo") com o substantivo "gen" (raiz do verbo "nascer") [ADE, 2025] e foi usado pela primeira vez em 1874 pelo botânico e paleontólogo francês Guillaume Philippe Schimper (1808-1880), acrescentando-lhe o Paleoceno [Schorn, 1971; Luterbacher et al, 2005; Head et al, 2008]. O Paleógeno é subdividido em três épocas:
    • O Paleoceno se destaca pela recuperação evolutiva dos mamíferos placentários [Wilson, 2014; UCL, 2015]. Para identificar a parte antiga do Eoceno, seu nome foi cunhado em 1874 por Schimper, sendo derivado da junção do adjetivo grego "paleos" ("antigo") com o substantivo "eoceno" [Pulvertaft, 1999]. 
    • O Eoceno tem seu nome originado da junção do grego antigo de "ēṓs" ("amanhecer") com "kainós" ("novo") fazendo referência à nova fauna que surgiu nesta época [dbpedia, 2025]. Este nome foi proposto em 1831 pelo cientista, historiador da ciência, filósofo e padre inglês William Whewell (1794-1866) em carta ao advogado e geólogo britânico Charles Lyell (1797-1875) [Todhunter e Whewell, 1831]
    • O Oligoceno é caracterizado por uma tendência de resfriamento no clima da Terra [Polly et al, 2011b]. Seu nome foi cunhado em 1854 pelo paleontólogo alemão Heinrich Ernst von Beyrich (1815-1896) e tem origem na junção grega de  advérbio "oligos" ("pouco") com o adjetivo "kainós" ("novo"), significando "poucas formas recentes" fazendo referência à escassez de animais modernos [Priesthood, 2024; etymoline, 2025].
  • Neógeno é o período que começou com a substituição de vastas áreas de florestas por pradarias e savanas [Paselk, 2022]. Seu nome foi introduzido na década de 1850 pelo paleontólogo austríaco Moriz Hörnes (1815-1868) com alguma ambiguidade de aplicação. Apesar disto, foi amplamente adotado por geólogos europeus para se referir ao conjunto Mioceno-Plioceno definido por Lyell [Walsh, 2008]. É subdividido, portanto, nas duas seguintes épocas cujos nomes foram propostos em 1831 na carta já citada de Whewell para Lyell [Todhunter e Whewell, 1831]:
    • O Mioceno é a época em que os continentes se deslocaram para posições próximas às atuais, quando surgiram muitas espécies (quase) modernas de plantas e animais [Steinthorsdottir et al, 2021].
    • O Plioceno é a época que foi marcada por uma série de eventos tectônicos relevantes que produziram a paisagem que conhecemos na Terra atual [Polly et al, 2011d].  
  • Quaternário é o período que se caracteriza por diversos ciclos de avanços e recuos glaciais, pela extinção de espécies de grandes mamíferos e aves e pela disseminação dos humanos [NPS, 2023]. Seu nome tem origem na classificação proposta em meados do século XVIII pelo engenheiro de minas e geólogo de campo italiano Giovanni Arduino (1714-1795). Ele ordenou as rochas do norte da Itália, de mais antigas para mais jovens, nas seguintes ordens: primária, secundária, terciária e quaternária. Esta última continha depósitos aluviais e estuarinos. Tal classificação fundamentou a estratigrafia moderna [Gibbard, 2019]. O Paleógeno e o Neógeno constituem o antigo Terciário da classificação de Arduino [Luterbacher et al, 2005Head et al, 2008]. O Quaternário é subdividido em duas épocas:
    • O Pleistoceno é a época representada por alternância de zonas temperadas globais (estágios interglaciais) com estágios glaciais. Seu nome foi introduzido em 1839 por Lyell e deriva da junção grega do advérbio "pleistos" ("muito") com o adjetivo "kainós" ("novo") [Kumar, 2014].
    • O Holoceno é a época que corresponde ao último estágio interglacial do Quaternário [Roberts, 2005]. Seu nome deriva da junção grega do advérbio "holos" ("todo") com o adjetivo "kainós" ("novo") [anthroholic, 2023]. Foi introduzido em 1869 pelo zoólogo e paleontólogo francês Paul Gervais (1816-1879) e aceito como parte da nomenclatura geológica válida pelo Congresso Geológico Internacional em 1885 [Roberts, 2005].  

Tabela cronoestratigráfica do Cenozoico.
(Baseada em: ICS)

O clima do Cenozoico teve uma fase inicial tropical seguida por tendência de resfriamento [Zimmermann, 2016]. Apresentou alterações em vários estágios, de polos sem gelo e condições quentes para polos cobertos de gelo e condições frias e vice-versa [Mudelsee et al, 2014]. Com a colaboração do clima, o Cenozoico testemunhou a evolução dos primatas e, em decorrência, dos humanos. Mamíferos, pássaros e a maioria das gramíneas e das plantas com flores se desenvolveram [David e Gautam, 2021].

Eventos climáticos, geológicos e biológicos do Cenozoico.
Evolução da vida a...q: descrições na tabela que pode ser visualizada a seguir.
Extinção em massa (⁂) do Cretáceo-Paleógeno [Archibald, 2002Chiarenza et al, 2020Scotese et al, 2024].
Curva clássica (Famílias) da diversidade de Sepkoski de famílias de invertebrados marinhos [Servais et al, 2009Sepkoski Jr., 2016].
Deriva Continental: incipientes continentes América do Norte (1), Europa (2), América do Sul (3), África (4), Antártica (5) e Austrália (6) [Algol, 2016Scotese, 2016Doppel, 2024].
Nível do mar global [Burton et al, 2023].
Eventos climáticos:
Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno [Jones et al, 2013Jiang et al, 2021],
Máximo Térmico do Eoceno 2 [Dickson e Cohen, 2012],
Ótimo Climático do Eoceno inferior [Filippi et al, 2024],
Ótimo Climático do Eoceno médio [Sharma et al, 2024],
Ótimo Climático do Mioceno [Böhme, 2003Leutert et al, 2021],
Glaciação do Hemisfério Norte [Andersson, 2011Hain e Chalk, 2024] e
Último Máximo Glacial [Maslin, 2011Hughes e Gibbard, 2014].
Evento oceânico:
Início da Corrente Circumpolar Antártica [Scher e Martin, 2006Stickley et al, 2004].
Ambiente climático:
Curvas da luminosidade do Sol [Ramstein et al, 2019], do ciclo dia-noite [Arbab, 2003], da temperatura [Stokke et al, 2020Johnson et al, 2023] e das concentrações de O₂ [Royer, 2014] e CO [Integration Project, 2023] atmosféricos abstraindo incertezas, pretendendo dar uma ideia aproximada das variações dos valores médios globais.

Tabela da evolução da vida no Cenozoico

A árvore filogenética simplificada dos principais primatas do Cenozoico

5.2. Uma história climática do Cenozoico

Tão somente para que as passagens dos tempos sejam descritas com fluidez nesta história climática do Cenozoico, ela é apresentada com as seguintes subdivisões:
    • Paleógeno inferior e médio (duração de 24,8 milhões de anos, incluindo o Paleoceno e a parte inferior do Eoceno), 
      • do início do Paleoceno (há 66 milhões de anos)
      • até o final do Lutetiano no Eoceno médio (há 41,2 milhões de anos);
    • Paleógeno superior e Neógeno inferior e médio (duração de 29,57 milhões de anos, incluindo a parte superior do Eoceno, Oligoceno e Mioceno inferior e médio),
      • do início do Bartoniano no Eoceno médio (há 41,2 milhões de anos)
      • até o final do Serravalliano no final do Mioceno médio (há 11,63 milhões de anos);
    • Neógeno superior (duração de 9,05 milhões de anos, incluindo Mioceno superior e Plioceno),
      • do início do Tortoniano no inicio do Mioceno superior (há 11,63 milhões de anos)
      • até o final do Plioceno (há 2,58 milhões de anos); e
    • Quaternário (duração de 2,58 milhões de anos, incluindo Pleistoceno e Holoceno),
      • do início do Pleistoceno (há 2,58 milhões de anos)
      • aos tempos presentes.

5.2.1. Paleógeno inferior e médio

De 66 milhões a 41,2 milhões de anos atrás
Paleoceno e parte inferior do Eoceno

Luminosidade do Solde 99,3 a 99,5% da atual
Duração do ciclo dia-noitede 23,6 a 23,7 horas
Temperaturade 25,2 a 22,6°C
com 
máxima de 28°C
Concentração de O na atmosferade 22 a 23%
Quantidade de CO₂ na atmosferade 614 a 879 ppm
com máxima de 1094 ppm
e mínima de 326 ppm

5.2.1.1. Recuperação após a extinção do Cretáceo-Paleógeno

Houve rápida evolução após esta extinção. Répteis, incluindo cobras, lagartos, tartarugas e crocodilianos, persistiram. Sem a concorrência dos dinossauros, novos pequenos mamíferos evoluíram, mas poucos existem atualmente. Surgiram os primeiros tatus e ancestrais dos modernos mamíferos carnívoros [USGS, 2020].

Novas plantas evoluíram rapidamente e apareceram os primeiros pinheiros, cactos e palmeiras [USGS, 2020]. 

Em meados do Paleoceno, mamíferos ungulados, com formas inicialmente de cinco dedos, tornaram-se abundantes. Prossímios também aumentaram em número. [NPS, 2023].

Ungulado primitivo Meniscotherium chamense do oeste da América do Norte. Foi encontrado na Formação Wasatch, na Bacia Great Divide, no Wyoming, EUA [Dirks et al, 2009]. Esta formação, do início do Eoceno, está associada a um clima úmido e subtropical [Wilf, 2014].
(Crédito da imagem: DiBgd).

5.2.1.2. Geologia

No Paleoceno, devido à ruptura do Pangeia, a América do Sul, a Antártida, a Austrália, a Índia e a África já eram continentes separados [USGS, 2020]. Ao longo desta época, no oeste da América do Norte a elevação das Montanhas Rochosas continuou marcando o declínio da ligação marítima entre o Oceano Ártico e o Golfo do México [NPS, 2023].

No início do Eoceno, a Austrália começou a se mover para o norte após se separar da Antártida e a Índia, que se movia lentamente também para o norte, colidiu com a Ásia e soergueu as montanhas do Himalaia [USGS, 2020]. Alguns autores sugerem que o início desta colisão ocorreu há ~56-50 milhões de anos e outros, há ~65-34 milhões de anos [Haider et al, 2013].

Movimento da Índia no Paleógeno inferior e médio em três momentos (65-55-45 milhões de anos) para colidir com a Eurásia e iniciar a formação do Himalaia.
(Baseado em: Scotese, 2016).

Esta colisão foi o principal processo gerador do espessamento da crosta do Tibete [Haider et al, 2013]. Causou intensa deformação tectônica, alteração hidrotermal, remagnetização no Terreno Tetiano-Himalaia e impactou significativamente as mudanças climáticas globais [Tong et al, 2024]. Porém, ainda é controverso se o Planalto Tibetano atingiu sua altitude máxima antes ou depois desta colisão [Haider et al, 2013].

5.2.1.3. O mar, a atmosfera e o clima

No Paleoceno, a queda do nível do mar expôs terras secas em grande parte do interior da América do Norte, da Europa, da África e da Austrália. O clima era muito mais quente e uniforme do que hoje e, no final do Paleoceno, houve aquecimento global repentino possivelmente relacionado à liberação de dióxido de carbono e metano nos oceanos e na atmosfera. Os padrões de circulação atmosférica e oceânica se alteraram causando extinções significativas de alguns organismos de águas profundas e renovação de espécies de mamíferos terrestres [USGS, 2020]. Durante o Eoceno o clima foi tropical quente e estável [Pearson et al, 2007].

5.2.1.4. Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno

Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno (MTPE), ocorrido no final do Paleoceno e no início do Eoceno, perturbou em escala global o ciclo de carbono, a biosfera e o clima da Terra [Jones et al, 2013]. Foi um evento de aquecimento de curta duração que ocorreu há ~56 milhões de anos e durou ~170-200 mil anos. A temperatura subiu entre 5 °C e 8 °C nas águas superficiais e profundas do oceano [Jiang et al, 2021] e houve um aumento de 5 a 9°C na temperatura média da superfície global [Jones et al, 2013].

Os gatilhos propostos para o MTPE incluem vulcanismo associado à Província Ígnea do Atlântico Norte, dissociação de hidratos de metano, variações na órbita da Terra, que controlaram a liberação maciça de carbono do derretimento do permafrost ou de hidratos de metano oceânicos, além de um impacto extraterrestre [Li et al, 2022].

Dois dos locais de relevo produzido pelo vulcanismo associado à Província Ígnea do Atlântico Norte são as colunas de basalto da Calçada dos Gigantes (à esquerda), na Irlanda do Norte, e da Caverna de Fingal (à direita), na Ilha de Staffa, nas Hébridas Interiores da Escócia.
(Créditos: Joli; Aspérule).

Foraminíferos planctônicos e bentônicos foram afetados. Houve indícios de aumento de intemperismo ou, pelo menos, aumento de transporte de material erodido para o oceano. Em algumas regiões costeiras foi observado aumento na deposição de folhelhos negros, indicativo de aumento de produtividade oceânica. Correlações entre a variabilidade do ciclo de Milankovitch com registros de ciclos de Carbono são encontradas ao longo do evento. A teoria mais convincente até o momento para a causa da perturbação de até 4% no ciclo global do carbono durante o MTPE vem da dissociação em larga escala do metano dos hidratos de gás sequestrados nas plataformas continentais [Schmidt, 2011].

Eventos hipertermais, como o MTPE e o Máximo Térmico do Eoceno 2 [Dickson e Cohen, 2012], ocorreram em vários pontos ao longo do tempo do Mesozoico ao Paleogeno [Zhang et al, 2023]. Durante o MTPE, foi observado aquecimento extremo das águas tropicais e mais de 2 trilhões de toneladas de carbono isotopicamente leve foram liberadas na atmosfera em menos de 60.000 anos. A causa possível, foi a desestabilização de hidratos de metano de águas profundas ou liberação de carbono orgânico do solo de permafrost [Aze et al, 2014].

5.2.1.5. Ótimo Climático do Eoceno inferior

O Ótimo Climático do Eoceno inferior (OCEi) aconteceu entre ∼53 milhões e 49 milhões de anos atrás. Neste evento, a temperatura média global de longo prazo registrou os valores mais elevados e os maiores níveis de CO₂ do Cenozoico. A temperatura média global da superfície foi estimada em 27 °C, sendo entre ∼10-16 °C mais quentes do que as do Holoceno. No início do OCEi, destacam-se as seguintes ocorrências [Filippi et al, 2024]:
  • diminuição da abundância dos gêneros Morozovella e Chiloguembelina de foraminíferos planctônicos, sem acontecer recuperação dos mesmos;
  • assembleias de foraminíferos com produção de carbono pelágico devido à substituição de espécies e ao aumento do tamanho das suas conchas; e
  • domínio do gênero Acarinina (devido à maior adaptabilidade e flexibilidade) sobre os foraminífero mais especializados do gênero Morozovella.

Imagens de microscópio de Acarinina medizzai da Formação Rashrashiyah da Bacia de Sirhan no norte da Arábia Saudita [Wade et al, 2021]. Esta formação está associada a condições marinhas caracterizadas por clima quente com pobreza em nutrientes e por uma baixa taxa de produção de matéria orgânica [Wade et al, 2021].
(Adaptado de: Wade et al).

Acredita-se que o início do Eoceno tenha apresentado pequenas variações de temperatura de polo a polo, com alta precipitação em um ambiente essencialmente livre de gelo [Polly et al, 2011a]. Palmeiras e jacarés sobreviveram no interior do Círculo Polar Ártico [USGS, 2020]. As calotas polares começaram a se formar somente há ~35 milhões de anos. Desde então, a tendência climática geral foi de resfriamento [Menke, 2014].

5.2.1.6. Mamíferos

O aumento da diversidade dos mamíferos que começou no Paleoceno continuou no Eoceno [USGS, 2020]. Os fósseis mais antigos conhecidos pertencentes à maioria das ordens modernas de mamíferos apareceram em um breve período durante o início do Eoceno, sendo todos pequenos com menos de 10 kg [Polly et al, 2011a], embora os primeiros mamíferos gigantes também vagassem pela Terra [USGS, 2020], como os brontotérios, que desde então evoluíram para espécies de grande porte e depois se extinguiram. Além dos brontotérios, os mamíferos do Eoceno incluíam ancestrais de rinocerontes, antas, camelos, porcos e roedores [NPS, 2023]. Surgiram também os primeiros morcegos, baleias e elefantes primitivos, além dos ungulados [USGS, 2020].

Os grupos de ungulados modernos, Artiodáctilos e Perissodactilos, tornaram-se mamíferos predominantes nesta época devido a sua grande dispersão entre a Europa e a América do Norte [Polly et al, 2011a]. No Eoceno viveram os primeiros animais semelhantes a cavalos, mas eram do tamanho de cães e tinham dedos em vez de cascos [USGS, 2020]. Eram as espécies do gênero Hyracotherium. [AMNH, 2014].

Reconstrução do Hyracotherium.
Estes cavalos primitivos tiveram redução corporal de 19% durante o Máximo Térmico do Eoceno 2 [Sherburne, 2013].
(Crédito da imagem: Harder).

No início do Eoceno, surgiram os primatas basais haplorrinis (subordem que inclui os ancestrais dos humanos [NHC, 2025]) representados pelas espécies Teilhardina brandti, [Morse et al, 2019] e Archicebus achilles [Ni et al, 2013].

Reconstrução do Archicebus achilles.
Este pequeno primata foi encontrado na Formação Yangxi do Eoceno inferior, em antigo lago na província chinesa de Hubei [Gebo 2013]. Os xistos negros da Formação Yangxi estão associados a um clima subtropical extremamente quente e úmido, relacionado ao rápido aquecimento global que ocorreu durante o Máximo Térmico do Paleoceno-Eoceno [Xie et al, 2022].
(Crédito da imagem: Mat Severson).

5.2.1.7. Vegetação

No Paleoceno, novas plantas evoluíram rapidamente, e surgiram pinheiros, cactos e palmeiras. As plantas com flores continuaram a se diversificar rapidamente [USGS, 2020].

No Eoceno, época em que a vegetação era bastante moderna [NPS, 2023], as plantas com flores de grande sucesso continuaram a se diversificar até preencherem a maior parte dos ambientes terrestres [USGS, 2020]. 

5.2.2. Paleógeno superior e Neógeno inferior e médio

De 41,2 milhões a 11,63 milhões de anos atrás
Eoceno (parte superior), Oligoceno e Mioceno inferior e médio
Luminosidade do Solde 99,5 a 99,9% da atual
Duração do ciclo dia-noitede 23,7 a 23,8 horas
Temperaturade 22,6 a 18°C
com 
máxima de 20,3°C
Concentração de O na atmosferade 23 a 22,4%
com máxima de 24%
Quantidade de CO₂ na atmosferade 879 a 282 ppm
com máxima de 944 ppm
e mínima de 219 ppm

5.2.2.1. Geologia

Durante grande parte do Eoceno, o nível do mar ficou elevado, fazendo submergir grandes porções da maioria dos continentes [USGS, 2020]. Porém, ainda existiam conexões terrestres entre a Antártida e a Austrália, entre a América do Norte e a Europa (através da Groenlândia) e, provavelmente, entre a América do Norte e a Ásia (através do ponte terrestre de Bering) [Polly et al, 2011a].

No Eoceno superior, os Alpes europeus iniciaram a ser formados e no Oligoceno inferior (~34-28 milhões de anos atrás), o cinturão montanhoso alpino foi afetado pela tectônica colisional [Fauquette et al, 2015]. A orogenia alpina ocorreu pela colisão da Placa Eurasiana sobre a Africana, refletindo processos profundos do manto com resfriamento da crosta pelo deslocamento das rochas em direção à superfície ao longo de falhas ativas [Eizenhöfer et al, 2023].

No Oligoceno, a porção de terra seca da América do Norte era maior do que no Eoceno. A Costa do Golfo permaneceu inundada, mas o norte da Costa Atlântica ficou seca durante a maior parte do tempo. Houve um aumento significativo na atividade vulcânica na Europa e na América do Norte, sendo o Parque Nacional de Yellowstone um remanescente desta atividade [USGS, 2020].

No Mioceno, após o fechamento do Tétis Alpino (ou seja, dos oceanos Valais e Piemonte), provavelmente há ~10-20 milhões de anos atrás, a placa Adriática se sobrepôs à placa Europeia, que subduziu para o sul, provocando a orogênica alpina. Este evento pode ter facilitado a reorganização da litosfera inferior durante a convergência continental [Eizenhöfer et al, 2023].

Durante o Mioceno, além da Europa, na América do Norte, na América do Sul e na África, novas cadeias de montanhas se formaram devido ao movimento de placas continentais. Houve elevação contínua do Himalaia e elevação renovada dos Apalaches. A África e a Ásia agora estavam conectadas por pontes terrestres, assim como a América do Norte e a Sibéria [USGS, 2020].

Localização das montanhas em formação no Paleógeno-Neógeno citadas nesta seção.

A maior elevação do Himalaia, a cadeia de montanhas mais alta da Terra, deve ter ocorrido após o início do Mioceno e a atividade tectônica da região persistiu a partir de então, com deformação progressiva de oeste para leste e a eventual formação, no final do Mioceno, da cordilheira [Song et al, 2024]. Sua complexa extremidade oriental apresenta uma das taxas de erosão e de elevação mais rápidas da Terra, com indícios de que tenham sido consequências diretas do rápido soerguimento e da ressurgência de materiais do manto [She e Fu, 2020].

No Mioceno, formaram-se as cadeias de Sierra Nevada e Cascades na América do Norte, produzindo no continente um clima central não sazonal e mais seco. No final do Mioceno, entre a América Central e a América do Sul, o Istmo do Panamá começou a se formar. Também na América do Sul, a Cordilheira dos Andes foi elevada pela tectônica de placas, o que favoreceu a ocorrência de um efeito de sombra de chuva e a formação de ambientes não desérticos e de terras altas [Polly et al, 2011c].

Durante o Mioceno, a Eurásia sofreu rearranjos tectônicos significativos. Em meados do Mioceno, foi rompida a conexão do Oceano Tétis entre o Mediterrâneo e o Oceano Índico, causando aumento da aridez no sul da Europa. Foi periodicamente rompida a barreira do Paratétis, que isolava a Europa Ocidental do intercâmbio de flora e fauna, permitindo a migração de animais. As rotas faunísticas com a África estavam bem estabelecidas, sendo criadas ocasionais pontes terrestres [Polly et al, 2011c].

Na África, movimentos tectônicos causaram o sistema de rifte na África Oriental e a união da placa Africano-Arábica com a Eurásia. Associado ao rifteamento, entre a úmida África Centro-Ocidental e a seca África Oriental, uma grande elevação na África Oriental também criou o efeito de sombra de chuva. A união dos continentes da África e da Eurásia contraiu o Oceano Tétis, esgotando a principal fonte de umidade atmosférica naquela região. Houve significativa redução da precipitação e dos efeitos moderadores da temperatura do mar sobre os climas terrestres vizinhos. A conexão entre a África e a Eurásia, por outro lado, permitiu trocas mais intensas de flora e fauna na região [Polly et al, 2011c].

5.2.2.2. Passagens oceânicas

Acredita-se que passagens oceânicas em altas latitudes desempenharam papel fundamental na evolução climática do Cenozoico [Stärz et al, 2017]. Até o final do Eoceno, as quatro principais passagens equatoriais (do Panamá, de Gibraltar, do Oriente Médio e da Indonésia) estavam abertas, sustentando um clima mais quente do que o atual. Após este período, as passagens de alta latitude (da Dorsal Groenlândia-Escócia, da Tasmânia e de Drake) se abriram, sustentando um clima cada vez mais frio [Martos e Catalão, 2024].

No Mioceno, os posicionamentos dos continentes e os climas globais mais quentes provocaram alterações nos padrões de circulação global através da abertura de passagens com consequentes alterações em correntes oceânicas [Polly et al, 2011c]. 

Localização das passagens oceânicas no Eoceno (~35 milhões de anos atrás) incluindo as que já estavam abertas (em amarelo) e as que foram abertas (em vermelho) citadas nesta seção.
(Baseado em: Martos e CatalánScotese).

Alterações na profundidade da Passagem da Dorsal Groenlândia-Escócia, através de diversas direções de ventos, estabeleceram condições lagunares e estuarinas com troca limitada com o oceano, resultando em condições árticas salobras ou até mesmo mais frescas [Stärz et al, 2017].

Estima-se que a abertura da Passagem do Estreito de Drake tenha ocorrido entre 49 milhões e 17 milhões de anos atrás [Scher e Martin, 2006]. A partir da abertura, houve uma evolução de diversos caminhos de correntes através das plataformas continentais em subsidência e bacias profundas intermediárias [Livermore et al, 2007]. Desde então e com o subsequente aprofundamento da passagem, houve aumento da produtividade biológica e reversões climáticas abruptas [Scher e Martin, 2006]. Esta passagem pode ter causado mudanças importantes na circulação do Oceano Antártico, contribuindo para o resfriamento do Eoceno e o crescimento das camadas de gelo da Antártida [Livermore et al, 2007]. Pode ter causado também o declínio do dióxido de carbono atmosférico [Scher e Martin, 2006]. 

A Passagem da Tasmânia isolou termicamente a Antártida continental de fluxos de correntes superficiais relativamente quentes de origem equatorial. É considerada o principal mecanismo para o crescimento da criosfera antártica e o desenvolvimento da Corrente Circumpolar Antártica [Stickley et al, 2004].

5.2.2.3. Corrente Circumpolar Antártica

A Passagem do Estreito de Drake se abriu antes da Passagem da Tasmânia e provocou o estabelecimento da Corrente Circumpolar Antártica (CCA) completa no final do Eoceno [Scher e Martin, 2006] (∼34-33 milhões de anos atrás), além do crescimento da criosfera antártica. A transição de um estado global relativamente quente do início do Cenozoico para um estado global de frio do final do Cenozoico é associada à abertura das passagens do Oceano Antártico [Stickley et al, 2004].

A CCA e suas conexões com a Circulação Termohalina,
(Baseado em: NakinnBoyall; NotasGeo).

A CCA é uma característica fundamental do Oceano Antártico. Seu desenvolvimento pode ter ajudado a resfriar a Antártida e a iniciar a glaciação no Hemisfério Sul. A circulação profunda da CCA deve ter sido estabelecida após a abertura tanto da passagem da Tasmânia (entre a Antártida e a Austrália) quanto da Passagem do Estreito de Drake (entre a América do Sul e a Antártida) [Lyle t al, 2007]. O fluxo de uma Contracorrente Antártica em direção oeste começou há ~49–50 milhões de anos atrás através de uma abertura ao sul da Passagem da Tasmânia [Bijl et al, 2013].

No Mioceno, com a Antártida isolada, o padrão da circulação oceânica circumpolar restringiu os fluxos de circulação norte-sul, reduzindo a mistura de água oceânica tropical quente e água polar fria e causando o acúmulo da calota polar antártica. Isso intensificou o resfriamento global e acelerou o desenvolvimento da sazonalidade e da aridez globais [USGS, 2020Polly et al, 2011aPolly et al, 2011c].

A circulação oceânica sofreu efeitos relevantes devido ao rearranjo das fronteiras de placas tectônicas onde centros de expansão e falhas transformantes foram alterados. Isto afetou também a dinâmica atmosférica e a temperatura global [Polly et al, 2011a], produzindo uma tendência de resfriamento do clima na Terra.

5.2.2.4. Resfriamento do clima

No Eoceno médio, uma queda de CO₂ atmosférico contribuiu para um resfriamento uniforme Global [Bijl et al, 2013] e, no final do Eoceno, as temperaturas caíram drasticamente e a sazonalidade retornou. Esta variação climática teve efeitos profundos em plantas e animais [USGS, 2020]. Assim, o Ótimo Climático do Eoceno inferior terminou com uma tendência de resfriamento de longo prazo que culminou na glaciação da Antártida em escala continental a partir de 34 milhões de anos atrás [Bijl et al, 2013], marcando a transição climática Eoceno-Oligoceno [Lear et al, 2008]. A abertura ao sul da Passagem da Tasmânia ocorreu simultaneamente com o início deste resfriamento regional das águas superficiais e continentais com diminuição entre 2 e 4°C [Bijl et al, 2013].

Para entender porque a Terra era quente há 50 milhões de anos e depois esfriou é preciso destacar também o movimento da Índia, no Paleógeno, através do equador do Gondwana em direção à Ásia. Neste movimento para o norte, os sedimentos ricos em carbonato da crosta oceânica do Oceano Tétis foram consumidos em zonas de subducção na margem asiática liberando CO₂ na atmosfera [Irving, 2008Kent e Muttoni, 2008]. 

Movimento da Índia desde o Paleógeno superior em três momentos (30-20 milhões de anos e atual) ao colidir com a Eurásia formando o Himalaia (1) e o Planalto Tibetano (2).
(Baseado em: Scotese, 2016).

Cessadas aquelas subducção e liberação de gases há 50 milhões de anos, o CO₂ teria sido retirado da atmosfera por meio do intenso intemperismo. Este processo foi provocado pelas Traps de Deccan à medida que se deslocavam para o cinturão úmido tropical e também pelo intemperismo das Traps EtíopesA forte elevação na zona de colisão atraiu fortes chuvas, causando erosão e intemperismo massivos e maior retirada de CO₂ [Irving, 2008Kent e Muttoni, 2008]. 

Localização atual dos derrames vulcânicos (em amarelo) associados às Traps Etíopes e às Traps de Deccan.

No início do Oligoceno, a primeira glaciação antártica limitada se expandiu à medida que o albedo se intensificou, evoluindo progressivamente para as glaciações bipolares do Pleistoceno. O avanço da Índia para o norte e sua colisão com a Ásia, portanto, teria sido o motor por trás dessa evolução controlada de resfriamento climático [Irving, 2008; Kent e Muttoni, 2008].

Com clima frio, seco e sazonal na Terra, a Antártida foi coberta extensivamente por geleiras pela primeira vez no Cenozoico e o nível do mar baixou [USGS, 2020]. As camadas de gelo da Antártida eram tipicamente maiores durante os ciclos glaciais repetidos do Oligoceno médio (~28 milhões a ~26,3 millhões de anos atrás) e ao longo da Transição Oligoceno-Mioceno (há ~23 mihões de anos). No entanto, os ciclos glaciais-interglaciais de alta amplitude do Oligoceno médio foram simétricos, indicando  acúmulo prolongado de gelo e términos glaciais tardios, porém rápidos [Liebrand et al, 2017].

A tendência de resfriamento foi interrompida por algum tempo pelo chamado Ótimo Climático do Mioceno, que teve início entre 20 milhões e 18 milhões de anos atrás [Böhme, 2003]. Após, com expansão do volume de gelo global, a transição climática do Mioceno médio, a partir de ~14 milhões de anos, foi associada a uma mudança climática significativa ainda sem consenso sobre suas causas [Leutert et al, 2021].

5.2.2.5. Vegetação

No início do Oligoceno, as florestas de média e alta latitude sofreram declínio de diversidade [Polly et al, 2011b]. Com o resfriamento a partir do Eoceno médio [Bijl et al, 2013], intensificando-se no Oligoceno, florestas temperadas substituíram florestas subtropicais. O clima mais frio, seco e sazonal foi ideal para a evolução de inúmeras espécies de gramíneas [USGS, 2020]. Na América do Norte, as dicotiledôneas de clima temperado foram extintas e, na América do Sul, as florestas passaram a dominar [Polly et al, 2011b].

Alterações da vegetação exemplificadas na região da Passagem do Estreito de Drake devido ao resfriamento no Eoceno superior:
(A1) Habitats de alta altitude caracterizados pelas gminospermas Araucariaceae e Microcachrys além das angiospermas Nothofagus anões
(A2) Nothofagus dominam habitats de média a alta altitude;
(A3) Lagarostrobos e Cyatheaceae abundantes ao longo de habitats ribeirinhos;
(A4) Nothofagus jovens colonizando clareiras  mais rapidamente;
(A5) Habitats favoráveis ​​em terras baixas e costeiras com espécies próximas aos trópicos, incluindo palmeiras.
(Crédito: Thompson et al, 2022).

Alterações da vegetação exemplificadas na região da Passagem do Estreito de Drake devido ao resfriamento no final do Eoceno:
(B1) Declínio de Araucariaceae e Microcachrys;
(B2) Aumento de algumas espécies de tundra em altitudes mais elevadas com Nothofagus anões;
(B3) Diminuição de Criptógamas e Lagarostrobos;
(B4) Ligeira diminuição na diversidade vegetal provocada pelo resfriamento do final do Eoceno, com Nothofagus dominando habitats de média a alta altitude;
(B5) Perda de espécies próximas aos trópicos, notadamente palmeiras, em habitats costeiros e de terras baixas devido ao resfriamento climático.
(Crédito: Thompson et al, 2022).

Alterações da vegetação exemplificadas na região da Passagem do Estreito de Drake devido ao resfriamento e à perturbação do início glacial na transição Eoceno-Oligoceno:
(C1) Aumento de espécies de tundra juntamente com evidências semimentológicas, incluindo detritos transportados por gelo e argila rica em ilita, indicando expansão glacial;
(C2) Nothofagus e Microcachrys de baixa estatura com Araucariaceae em manchas isoladas em altitudes médias e altas;
(C3) Redução da extensão das áreas florestais dominadas por Nothofagus provavelmente devido a perturbações relacionadas a glaciações;
(C4) Florestas dominadas por Nothofagus reduzidas a áreas abrigadas costeiras e de planícies.
(Crédito: Thompson et al, 2022).

Alterações da vegetação exemplificadas na região da Passagem do Estreito de Drake devido ao resfriamento e à perturbação glacial no Oligoceno inferior:
(D1) Perturbações ambientais causadas por expansão e recuo glaciais;
(D2) Coníferas jovens, mais competitivas em áreas abertas recentemente perturbadas propensas à geada e à dessecação, permitem a expansão de coníferas podocarpos;
(D3) Diminuição de Nothofagus devido a dificuldade de se estabelecer entre outras vegetações.
(Crédito: Thompson et al, 2022).fcon

No Oligoceno, em escala global, a vegetação perene de folhas largas ficou restrita, a partir da linha do Equador, até a latitude de 35°, e a vegetação com diversos níveis de alturas (entre árvores e arbustos) e mais adaptada a clima quente e úmido ficou confinada até a latitude de 15° [Polly et al, 2011b]. Perto do final do Oligoceno, surgiram campinas com árvores dispersas chamadas savanas [USGS, 2020] e, no sul da América do Sul, florestas úmidas tornaram-se cada vez mais comuns [Polly et al, 2011b].

No Mioceno, o padrão geral das alterações biológicas é a expansão de sistemas de vegetação aberta (como desertos, tundra e pradarias) e a diminuição da vegetação fechada (como florestas). Este padrão provocou diversificação dos ecossistemas temperados e muitas alterações morfológicas nos animais. Particularmente, mamíferos e aves desenvolveram novas formas, como o aumento da velocidade dos herbívoros, o comportamento predatório das aves, a diminuição corporal dos pássaros, a maior velocidade dos roedores e o tamanho corporal dos mamíferos  [Polly et al, 2011c].

No Mioceno, na Austrália, à medida que este continente se deslocava para o norte, embora com períodos alternados de seca e chuva, o aumento geral da aridez fez com que diminuísse a quantidade de florestas tropicais. Elas foram, então, substituídas por florestas e bosques secos. A vegetação começou a mudar de florestas latifoliadas fechadas para florestas mais abertas e secas, bem como para pradarias e desertos [Polly et al, 2011c].

A Eurásia também experimentou um aumento crescente de aridez durante o Mioceno. Extensa vegetação de estepe começou a aparecer e as gramíneas tornaram-se abundantes. No sul da Ásia, as pradarias se expandiram, gerando uma maior diversidade de habitats. O mesmo ocorreu no sul da Europa, que também viu um aumento nas pradarias, ainda que tenha mantido suas florestas úmidas, pois algumas áreas não sofreram com a aridez. O clima em algumas regiões da Eurásia, como na Síria e no Irã, permaneceu úmido e frio [Polly et al, 2011c].

Em meados do Mioceno, o resfriamento do clima, que se seguiu ao aquecimento anterior, é considerado responsável pelo recuo dos ecossistemas tropicais, pela expansão das florestas de coníferas do norte e pelo aumento da sazonalidade. Uma das consequências foi a diversificação dos graminoides modernos, especialmente gramíneas e ciperáceas [Polly et al, 2011c].

A maioria dos grupos de plantas e animais seriam reconhecidos por nós atualmente, embora as espécies individuais fossem diferentes. Houve significativa expansão de pradarias e savanas devido ao clima mais frio e seco [USGS, 2020].

5.2.2.6. Mamíferos

O aumento corporal dos mamíferos, no Eoceno, decorreu das temperaturas mais baixas e da maior sazonalidade, provocadas pela correntes oceânicas. Esta evolução, com a redução das florestas, acompanhou a alteração da vegetação cada vez mais aberta e mais semelhante às savanas [Polly et al, 2011a].

Na transição Eoceno-Oligoceno, quando condições mais secas seguiram o resfriamento global, aconteceu a chamada Grande Coupure, evento em que muitos mamíferos endêmicos europeus do Eoceno foram extintos e novos imigrantes asiáticos surgiram [Costa et al, 2011]. 

Pontes terrestres das rotas migratórias da Grande Coupure.

As pontes terrestres De Geer e Thule das rotas migratórias na Grande Coupure não foram contemporâneas. A passagem de Thule foi liberada após De Geer se fechar [Brikiatis, 2014]. Há ~57 milhões de anos, a direção das migrações foi provavelmente da América do Norte para a Europa através de Thule e da Europa para a Ásia através da ponte terrestre de Turgai. A ponte terrestre do Estreito de Bering deu passagem em dois períodos quentes: há 65,5 milhões de anos (coincidindo com De Geer) e há ~58 milhões de anos, no Paleoceno [Brikiatis, 2014].

A imigração pela ponte terrestre de Bering entre a Sibéria e o Alasca [Polly et al, 2011c] teve livre troca bidirecional de biota entre a Ásia e a América do Norte e a migração de macacos da China para a América foram facilitadas sob o regime não glacial do Paleógeno [Irving, 2008Kent e Muttoni, 2008]. A ponte terrestre de Bering permaneceu um corredor de dispersão potencial até o Plioceno e o intercâmbio biótico foi assimétrico sendo mais intensa desde a Ásia com pico no final do Oligoceno (26-24 milhões de anos atrás). O fluxo menor desde a América do Norte teve duas fases importantes: no final do Eoceno (40-34 milhões de anos atrás) e no Mioceno médio (16-14 milhões de anos atrás) [Jiang et al, 2019].

A Grande Coupure produziu alteração importante e repentina na fauna que envolveu a imigração de novas espécies desde áreas a leste, em particular Artiodáctilos e Perissodáctilos, como rinocerontes, calicoterídeos, antracotérios e tayassuídeos A continuação da migração da fauna de mamíferos terrestres entre a Ásia e a América do Norte foi responsável pela dispersão de diversas linhagens para novos continentes. Apareceram também formas primitivas de anficionídeos, canídeos e protoceratídeos [Polly et al, 2011b].

Reconstrução de um Cynelos sinapius, um anficionídeo do Mioceno da América do Norte.
Este anficionídeo foi encontrado na Formação Mascall do Mioceno médio, no Oregon, EUA [Maguire, 2013]. As rochas desta formação foram depositadas em uma série de bacias amplas e planas,  há 15 milhões de anos, após um período vulcânico intenso. Durante as flutuações climáticas global e a atividade vulcânica regional, houve períodos de clima moderado, com chuvas abundantes e solo fértil, que permitiram o crescimento de gramíneas e florestas. Esta paisagem, semelhante a uma savana, era caracterizada por amplas planícies aluviais planas com lagos esparsos [NPS, 2023].
(Crédito: DiBgd).

A  evolução e a diversidade dos morcegos na Europa Ocidental abrangeram do Eoceno médio (há ~44 milhões de anos) ao início do Oligoceno tardio (há ~29 milhões de anos). Seus aparecimentos e desaparecimentos ao longo deste tempo correspondem à ocorrência de alterações ambientais, notadamente aquelas presentes na Grande Coupure [Maitre, 2014]. As suas excreções, em cavernas de Europa, estão associados a depósitos de fosfatos, assim como de nitratos e sulfatos [Audra et al, 2019] estão associados à Grande Coupure, como é o caso dos phosphatières du Quercy [Pelissié et al, 2021].

O intercâmbio de animais entre os continentes do norte provocou similaridade nas faunas de vertebrados destas regiões. O início do Oligoceno foi marcado pelo surgimento de novos animais, como os elefantes com tromba. Os mamíferos de pequeno porte se diversificaram, assim como os marsupiais na Austrália. Sete a dez famílias de roedores apareceram pela primeira vez durante o Oligoceno e, na América do Norte, surgiram os cricetídeos. Os primeiros primatas surgiram na África e primatas primitivos do Novo e do Velho Mundo surgiram no sudeste Asiático [Polly et al, 2011b]. Proboscídeos primitivos, como Phiomia e Paleomastodon, foram encontrados em depósitos do Oligoceno Inferior, principalmente na Formação Gebel el Qatrani (33–30 milhões de anos) do Egito [Hautier, 2021].

No Oligoceno da Europa e da América do Norte, a evolução dos mamíferos fez surgir carnívoros (cães e gatos ancestrais) juntamente com castores, camundongos, coelhos e esquilos. Também apareceram camelos e entelodontes. Rinocerontes terrestres e aquáticos evoluíram, como o Subhyracodon occidentalis [NPS, 2023]. No Oligoceno do Egito foi encontrado o Parapithecus grangeri, um antropoide primitivo [Simons, 2004].

No início do Oligoceno, pequenos cavalos primitivos com três dedos em cada pata, como o Mesohippus bairdi, vagavam pela América do Norte [Hoganson, 2005]. Apareceram castores primitivos [Li et al, 2017], os veados e o Hyaenodon horridus, que foi um grande mamífero carnívoro [Polly et al, 2011b]. Surgiu também o Indricotherium, o maior mamífero terrestre que já existiu, que vivia principalmente nas regiões central e oriental da Eurásia [Strauss, 2025].

Reconstrução do Indricotherium.
Muitas espécies de Indricotherium foram encontradas na Eurásia, sendo a maior delas na Formação Hsanda Gol [Haines, 2001]. Os sedimentos terrestres do Oligoceno da Formação Hsanda Gol no Vale dos Lagos, na Mongólia, são ricos em fósseis. Seu ambiente deposicional era semiárido e aberto, com rios efêmeros e lagos de playa, com deposição principalmente de poeira [Harzhauser et al, 2016].
(Crédito: Dmitry Bogdanov).

Ainda no Oligoceno, com a diminuição das florestas, algumas espécies se adaptaram, como os herbívoros, e muitas pereceram devido à mudança climática. Foi preciso muita evolução para lidar com os limitados esconderijos da savana [USGS, 2020]. Foi o caso dos cavalos que, no final do Oligoceno, passaram por período de diversificação com modificações anatômicas indicando aumento nas adaptações para corrida em comparação com ancestrais mais primitivos [Polly et al, 2011b]. Eles aumentaram de tamanho, ganharam pernas mais longas e perderam dedos para correr mais rapidamente [USGS, 2020]. 

A partir do final do Oligoceno, a América do Sul ficou isolada após se separar da Antártida e antes de se unir com a América do Norte. Neste intervalo de tempo, a fauna mamífera do continente evoluiu no chamado de Isolamento Esplêndido [Weir et al, 2009], que durou até o fechamento do istmo do Panamá, há cerca de 3 milhões de anos [Schmittner et al, 2011]. Os registros fósseis mais antigos de macacos do Novo Mundo tem origem em Salla, na Bolívia, e datam de ~26 milhões de anos atrás [Bond et al, 2018]

No Mioceno, com o aumento das pradarias, multiplicaram-se os mamíferos ungulados, com seus múltiplos estômagos adequados para digerir gramíneas resistentes [USGS, 2020]. Na América do Norte, com o clima central não sazonal e mais seco no continente, decorrente de orogenia, as pradarias começaram a se espalhar. Elas levaram a uma dispersão evolutiva de herbívoros (inclusive no aumento de tamanho – os ungulados continuaram a aumentar de tamanho ao longo do Oligoceno) e carnívoros de habitat aberto. Tanto os perissodáctilos quanto os artiodáctilos passaram por um período de rápida evolução durante o Mioceno [Polly et al, 2011c]. Os elefantes aproveitaram as grandes migrações de mamíferos de continente para continente através das ligações por terra e apareceram pela primeira vez na América do Norte. A abundância e a diversidade de mamíferos estavam no auge. Surgiram os primeiros macacos antropoides [USGS, 2020].

5.2.2.7. Insetos

No Báltico, muitos insetos tiveram seus fósseis preservados em âmbar, incluindo dípteros, lepidópteros e outros insetos [Grimaldi, 2009]. Alguns exemplos são:
  • abelha Ctenoplectrella phaeton do Eoceno Médio [Gonzalez e Engel, 2011];
  • aranha Balticoroma wheateri do Eoceno [Penney et al, 2011]; e
  • formigas do Eoceno: Dlusskyus groehni (37,8-33,9 milhões de anos atrás) [Radchenko, 2023] e Leptomyrmex neotropicus (~45 milhões de anos atrás) [Sawh et al, 2023].

Fotomicrografia de uma espécie operária da formiga Leptomyrmex neotropicus com vista lateral com segmento abdominal (gáster) distendido.
Foi preservada em âmbar dominicano do Mioceno encontrado nas proximidades de La Cumbre [Sawh et al, 2023]As inclusões encontradas no âmbar de La Cumbre permitem inferir um paleoambiente com plantas tropicais ou subtropicais [Stach et al, 2020].
(Crédito da imagem: Sawh et al, 2023).

Cupins Mastotermes também são encontrados em âmbar. Eis alguns exemplos [Bezerra et al, 2019]:
  • na França, em floresta subtropical arborescente caracterizada por clima quente com estação chuvosa, do Eoceno Inferior;
  • em Hampshire, Inglaterra, em ambiente com alternância rítmica de períodos climáticos mais úmidos e mais secos, do Eoceno Superior;
  • no México, em floresta de terras baixas nas proximidades de manguezais costeiros, do final do Oligoceno e do Mioceno médio;
  • na República Dominicana, em floresta de terras baixas nas proximidades de manguezais costeiros, do final do Oligoceno e do Mioceno médio;
  • no sudeste do Brasil, em clima quente, do Eoceno-Oligoceno; e
  • na Ilha de Wight, Inglaterra, em clima temperado, do Oligoceno.

5.2.2.8. Aves

A partir do Eoceno Médio, o clima adverso parece ter sido responsável ​​pelo desaparecimento de linhagens aviárias anteriormente disseminadas, como Lithornithiformes e Gastornithiformes. Outros grupos, como Galiformes, apresentaram substituição de algumas linhagens por outras, provavelmente mais adaptadas a um clima mais seco [Lindow e Dyke, 2006]. No Eoceno, apesar das extinções, houve uma diversificação de aves, como pinguins, pelicanos, patos e gaivotas [USGS, 2020].

No Oligoceno, surgiram as aves noturnas Caprimulgiformes, que se alimentam de insetos. Também aparecem pela primeira vez aves de rapina diurnas, como falcões, águias e gaviões [Polly et al, 2011b]. Provavelmente, a primeira destas aves, que se alimentavam de pássaros, tenha sido a Aviraptor longicrus, que surgiu no início do Oligoceno (30–31 milhões de anos atrás) [Mayr e Hurum, 2020].

Reconstrução da Paraphysornis brasiliensis, uma ave predadora brasileira.
(Crédito: Nobu Tamura).

Na América do Sul, no sudeste do Brasil, vivia na transição entre o Oligoceno e o Mioceno, a Paraphysornis brasiliensis. O fóssil de seu espécie-tipo foi encontrado em sedimentos da Bacia de Taubaté, no município de Tremendé, em São Paulo [Alvarenga, 1982].

5.2.2.9. Fauna marinha

Ao longo do Oligoceno, a tendência de resfriamento global afetou as províncias bióticas marinhas. Elas se fragmentaram quando alguns habitantes marinhos, capazes de suportar temperaturas mais baixas, afastaram-se da linha do Equador enquanto os que preferiam o calor se aproximaram de latitudes mais baixas. A tendência de resfriamento também provocou a redução da diversidade do plâncton marinho, a base da cadeia alimentar. Além disto, o Oligoceno médio foi marcado por uma regressão mundial do mar que fez diminuir o número total de espécies marinhas [Polly et al, 2011b].

No Oligoceno, é encontrada uma rica fauna de moluscos exemplificada a seguir:
  • moluscos de fundos batiais e mais rasos de lama diatomácea, incluindo os bivalves Delectopecten, Thyasira, Macrocallista e Nuculana, na costa da Califórnia [Watkins, 1974];
  • bivalves e gastrópodes do noroeste da Itália de bacia tardo-pós-orogênica localizada na parte interna do cinturão arqueado dos Alpes Ocidentais e Ligurianos [Bonci et al, 2018];
  • 25 espécies de moluscos e crustáceos encontrados em depósitos do Oligoceno no norte do Peru [Kiel et al, 2020];
  • gastrópode Modulidae do Oligoceno e Mioceno da Bacia de Aquitânia, da França [Lozouet et al, 2020]; e
  • moluscos do final do Oligoceno de penhasco costeiro da ilha de Mors, na Dinamarca [Schnetler et al, 2024].
O foraminíferos de maiores proporções, os Nummulites, são, por exemplo, encontrados em calcários:

À esquerda, foraminíferos Nummulites do Eoceno encontrados em Al Ain, nos Emirados Árabes Unidos. À direita, as pirâmides de Quéops (mais atrás) e de Quéfren, na Necrópole de Gizé, no Egito.
As pirâmides do Egito foram construídas com blocos de calcário rico em Nummulites que povoavam o oceano Tétis no Eoceno [Stanley Jr e Lipps, 2011]. 
Arquivos sedimentares das margens de Tétis registram o Ótimo Climático do Eoceno Médio. Durante o pico de aquecimento deste evento ocorreu um acúmulo de Nummulites, que está associado a níveis mais elevados do Tétis e a um clima quente árido a semiárido [Messaoud et al, 2023].
(Crédito das imagem: Wilson44691Láscar).

No Oligoceno-Mioceno, entre 27 milhões e 19 milhões de anos atrás e entre 15 milhões e 13,5 milhões de anos atrás, alterações climáticas globais (em um mar interior subtropical) influenciaram a distribuição de conjuntos de nanoplâncton calcário e foraminífero no Paratétis Central [Holcoavá, 2016].

No Mioceno, novos ecossistemas marinhos provocaram o surgimento de novas formas. O clima global mais quente (relativamente às épocas anterior e posterior) favoreceu que florestas de algas marinhas surgissem pela primeira vez, assim como lontras marinhas e outras criaturas exclusivas daqueles ambientes. Por outro lado, mamíferos oceânicos como os Desmostylia foram extintos [Polly et al, 2011c].

Na cronoestratigrafia marinha do Mioceno, diatomáceas e foraminíferos são os principais grupos utilizados. Eles eram abundantes e diversificados globalmente, assim como o diatomito, comum no Mioceno [Polly et al, 2011c].

5.2.3. Neógeno superior

De 11,63 milhões a 2.58 milhões de anos atrás
Mioceno superior e Plioceno

Luminosidade do Solde 99,9 a 99,95% da atual
Duração do ciclo dia-noitede 23,8 a 23,9 horas
Temperaturade 18 a 14°C
Concentração de O na atmosferade 22,4 a 21,5%
Quantidade de CO₂ na atmosferade 282 a 308 ppm
com máxima de 361 ppm
e mínima de 250 ppm

5.2.3.1. Deriva continental

No final do Mioceno, na Ásia, à medida que o Planalto Tibetano continuava a se deslocar para o norte e se elevar, a região árida se subdividiu em uma ocidental, da Península Arábica até o oeste da Ásia, e outra do leste asiático, de latitude média, entre o norte do Planalto Tibetano e o sul do Planalto Mongol. Simultaneamente, uma grande região árida surgiu no centro e no norte da Austrália enquanto ela se movia para o norte. A partir do final do Mioceno, a região árida no norte da África expandiu-se, ao contrário da australiana que se reduziu devido ao crescimento da região de monções do norte da Austrália em decorrência do seu movimento para o norte [Liu et al, 2019].

Localização de montanhas e planaltos do Mioceno-Plioceno citados nesta seção.

No início do Plioceno, os continentes estavam em posições muito semelhantes às que encontramos hoje. As montanhas do Himalaia continuavam a se elevar [USGS, 2020]. As placas tectônicas da Índia e da Ásia ainda estavam em colisão, erguendo ainda mais o Himalaia. Na América do Norte, as Cascades, as Montanhas Rochosas, os Apalaches e os planaltos do Colorado continuaram soerguendo. O final do Plioceno foi marcado na América do Norte pela elevação e inclinação para oeste da Sierra Nevada. Na Europa, muitas cadeias de montanhas se formavam ou continuavam em formação, incluindo os Alpes, que foram dobrados e empurrados [Polly et al, 2011d].

5.2.3.2. Sistema de Rifte da África Oriental

O Sistema de Rifte da África Oriental está localizado na fronteira divergente, sísmica e vulcanicamente ativa entre as novas placas tectônicas da Núbia e da Somália, na África Subsaariana [Stamps et al, 2018]. Este rifte se originou no Mioceno, há ~25 milhões de anos, na junção tripla de Afar, na Etiópia, e se estende para o sul ao longo do tempo. É um limite de placas divergentes em desenvolvimento ativo, onde a placa da Somália (porção oriental da África) está se afastando da placa da Núbia (restante do continente africano). As placas da Núbia e da Somália também estão se separando da placa Árabica ao norte. O ramo leste, que provavelmente começou a ser formado no início do Mioceno, constitui um sistema rico em vulcões que forma os riftes do Quênia e da Etiópia. O ramo oeste, provavelmente iniciado mais tarde no Mioceno, abrange uma série de lagos profundos e rasos extensos, incluindo o Lago Tanganica [Geolsoc, 2021].

Sistema de Rifte da África Oriental.

Antigos hominídeos provavelmente se desenvolveram nas pradarias do fundo do rifte, onde sua crescente capacidade de caminhar eretos facilitou a busca por alimento, a localização de predadores e a redução dos efeitos do sol quente em seus corpos. As paredes do Rifte ainda são uma barreira à mobilidade animal. A maioria dos mamíferos de grande e pequeno porte (herbívoros e carnívoros) são encontrados na porção oriental do rifte. Mesmo as espécies de aves são comumente restritas a um vale ou outro e raramente cruzam de um lado para o outro [Pennstate, 2007].

5.2.3.3. Passagem da Indonésia e Istmo do Panamá

A complexa passagem oceânica da Indonésia, que faz parte da Circulação Termohalina, exerce um importante controle sobre o clima. As águas do Pacífico fluem através do arquipélago indonésio para o Oceano Índico através do fluxo de Passagem da Indonésia. Ela teve início há cerca de 23 milhões de anos quando a Austrália colidiu com o Sudeste Asiático. Há ~10 milhões de anos atrás estava restrita. Durante o Plioceno, manteve-se assim até que as condições oceânicas modernas foram estabelecidas há 2,7 milhões de anos [Gallagher et al, 2024].

Circulação Termohalina com fluxo impedido pelo Istmo do Panamá e permitido pela Passagem da Indonésia.
(Adaptado de: NotasGeo).

Por outro lado, o fechamento do istmo do Panamá, há ~3 milhões de anos, foi acompanhado por mudanças drásticas no clima e na biosfera da Terra [Schmittner et al, 2011]. Além de bloquear a Corrente Termohalina, permitiu o Grande Intercâmbio Biótico Americano, entre a América do Norte e a América do Sul, possivelmente um dos maiores e mais rápidos episódios de intercâmbio conhecidos entre faunas continentais [Weir et al, 2009]. Houve maior migração de grupos de mamíferos do norte para o sul do que o contrário tanto no Pleistoceno quanto em relação à biodiversidade [Motta e Quental, 2025]. Em oposição aos mamíferos, a direção de migração das aves através do Istmo do Panamá foi principalmente de sul para norte [Weir et al, 2009].

Alguns exemplos de espécies que, no Grande Intercâmbio Biótico Americano, migraram através do Istmo do Panamá.
Quatro espécies de mamíferos e uma de ave que foram para a América do Norte (com borda e traço amarelos):
Erethizon dorsatum, Neochoerus pinckneyi, Glyptotherium texanum, Titanis walleri e Didelphis virginiana.
E quinze espécies de mamíferos que foram para a América do Sul (com borda e traço laranjas):
Nasuella olivacea, Leopardus pardalis, Tapirus pinchaque, Panthera onca, Sciurillus pusillus, Eira barbara, Arctotherium angustidens, Ozotoceros bezoarticus, Tremarctos ornatus, Sylvilagus brasiliensis, Chrysocyon brachyurus, Notiomastodon platensis, Tapirus terrestris, Conepatus humboldtii e Lama guanicoe.
Na região do Panamá, uma série de eventos tectônicos significativos construíram o istmo que conhecemos hoje, com a junção das placas tectônicas da América do Norte e do Sul. Este processo resultou do ligeiro deslocamento da Placa do Caribe para o leste e teve impacto relevante na flora e na fauna em dois aspectos [Polly et al, 2011d]:
  1. criação da ponte de terra que permitiu que as espécies migrassem entre os dois continentes
    • da América do Sul para a América do Norte, com ancestrais de tatus, preguiças-gigantes, gambás e porcos-espinhos, e 
    • na direção oposta, com a invasão de ancestrais de cães, gatos, ursos e cavalos; e
  2. alterações no ambiente marinho, devido à junção das duas placas tectônicas, que fez com que um ambiente onde espécies interagiam há bilhões de anos agora se subdividia nos oceanos Atlântico e Pacífico, acarretando um impacto significativo na evolução daquelas que se isolaram umas das outras.
Devido à migração através do istmo, muitos animais foram extintos por causa da nova competição [USGS, 2020]. Além de mudar o curso da evolução biológica, o Istmo do Panamá provavelmente afetou o clima global ao alterar a circulação dos oceanos,[Krajick, 2014]. Esta alteração chegou a provocar acúmulo de gelo nos polos e, em decorrência, a extinção da maioria das espécies ali existentes. Na sequência, também impulsionou o avanço das geleiras e das eras glaciais do Plioceno Superior e do Pleistoceno subsequente [Polly et al, 2011d].

Se o istmo do Panamá não existisse [Coates, 2011]:
  • a América do Sul não teria sido invadida pelas espécies que a colonizaram vindas da América do Norte;
  • o Caribe e o Pacífico Leste seriam um oceano contínuo com espécies semelhantes;
  • talvez a América do Sul não tivesse recebido humanos da Ásia, mas sim da Polinésia;
  • o fenômeno El Niño provavelmente seria diferente, pois os padrões de circulação oceânica entre Atlântico e Pacífico seriam também diferentes; e
  • o clima do norte da África não se tornasse mais seco, impedindo a formação de savanas e campos abertos, já que provavelmente a Corrente do Golfo não teria se fortalecido e águas quentes não fluíssem para o norte nem para o sul.

5.2.3.4. Clima

O Mioceno Superior é caracterizado por condições climáticas diversas que provavelmente dependeram de transformações paleogeográficas e climáticas globais [Ivanov et al, 2002]. Estas mudanças climáticas e modificações drásticas na distribuição e conectividade de grandes sistemas de bacias afetaram fortemente os padrões climáticos do Mioceno Médio ao Superior no Paratétis Oriental, antigo mar da Eurásia Central [Butiseaca, 2019]. Ocorreram flutuações em todos os parâmetros paleoclimáticos, com ciclos de condições úmidas/mais secas e mais quentes/mais frias [Ivanov et al, 2002].

Mural de Turtle Cove, do Centro de Paleontologia Thomas Condon, no Oregon, EUA.
Representa o início da erupção destrutiva do estratovulcão da Bacia de Harney (nas proximidades do atual município de Burns, no leste de Oregon), no Mioceno superior, há ~7 milhões de anos, expelindo gás e material piroclástico sobre as pradarias que abrigavam ungulados e mamíferos escavadores, além de predadores.
Referências:
Vulpes stenognathus (1), Indarctos oregonensis (2), Teleoceras cf. fossiger (3), Mylohyus longirostris (4), Pliohippus spectans (5), Amebelodon sp. (6), Hemiauchenia cf. vera (7) e Machairodus sp. (8).
(Créditos: Witter, 2018NPS, 2023).

A hipotética intensificação da monção asiática, há ~8 milhões de anos, desencadeou um evento de intemperismo físico e químico no Planalto Tibetano e o aumento dos fluxos de elementos dissolvidos teve um efeito no oceano. No final do Mioceno e início do Plioceno, o aumento temporário na entrada de nutrientes desencadeou maior produtividade oceânica e sepultamento de carbono orgânico com redução de CO2 atmosférico [Filippelli, 1997].

No início do Plioceno, as concentrações atmosféricas de CO₂ tiveram máximas de até ~425 ppm [Dowsett e Gill, 2010]. Na primeira metade desta época, o clima era mais quente que o atual e os níveis do mar eram mais altos [USGS, 2020]. Este clima quente, entre 3 milhões e 3,3 milhões de anos atrás, teria tido influência da circulação oceânica. Acredita-se que o aquecimento da superfície tenha sido causado também por alterações paleogeográficas, pela vegetação estabelecida e pelo estado das camadas de gelo [Zhang et al, 2024].

Ao longo do Plioceno, as condições paleoclimáticas variaram de climas globais muito quentes e uniformes (ritmicamente a cada 40.000 anos) a ciclos glaciais-interglaciais de alta amplitude. No final do Plioceno, as concentrações atmosféricas de CO₂ diminuíram em direção aos níveis pré-industriais. Os níveis do mar foram 25 m mais altos que os atuais [Dowsett e Gill, 2010]. Passou a haver menos chuva, as temperaturas caíram e não só a camada de gelo na Antártida aumentou, como também surgiu gelo no Polo Norte [USGS, 2020]. Com o clima global mais frio e árido, as grandes calotas polares que começaram a se desenvolver fizeram com que a Antártida se tornasse o continente congelado que é hoje [Polly et al, 2011d]. 

Não se sabe ao certo as causas disto. Alterações na quantidade de calor transportado pelos oceanos foram sugeridas como uma possível explicação. Concentrações mais altas de gases de efeito estufa na atmosfera também podem ter contribuído. Além disto, é possível que a elevação do Himalaia, devido às colisões de placas entre a Índia e a Ásia, tenha acelerado o processo de resfriamento. Acompanhando este processo, um aumento da aridez levou a uma série de alterações ​​no meio ambiente. O Mar Mediterrâneo secou completamente e permaneceu com planícies e pradarias por milhões de anos [Polly et al, 2011d]. 

A desestabilização do sistema climático no final do Plioceno, que iniciou um período de intenso resfriamento e um acúmulo de gelo [Filippelli, 1997] significativo no Hemisfério Norte, começou há ~2,9 milhões de anos. Os ciclos glaciais-interglaciais se desenvolveram no final do Plioceno entre 2,9 e 2,7 milhões de anos [Poore, 2007] e levaram às "Eras Glaciais" do Pleistoceno [Dowsett e Gill, 2010].

5.2.3.5. Crise de Salinidade Messiniana

Durante o Mesozoico e o Cenozoico, o canto noroeste da África convergiu em direção à Península Ibérica e elevou os cinturões das montanhas Béticas, no sul daquela península, e a Cadeia Rif, no noroeste da África. Foram criados os corredores marítimos Bético e Rif que passaram a fechar gradualmente a conexão entre o Atlântico e o Mediterrâneo. No Mioceno superior, esta conexão foi fechada de vez e o Mediterrâneo secou quase completamente causando um evento chamado Crise de Salinidade Messiniana que durou ∼600 mil anos [AcademiaLab, 2024] entre ~5,9 milhões e ~5,3 milhões de anos atrás [Lugli, 2011].

Com o equilíbrio hidrológico negativo, foram depositadas grandes quantidades de evaporito no fundo da bacia do Mediterrâneo. Mais de um milhão de km³ de sal alcançaram espessuras de mais de 3 km em alguns locais. As bacias ocidental e oriental do Mediterrâneo se isolaram após a descida do nível do mar e passaram a evoluir separadamente, podendo inclusive ter entrado água doce, no lado oriental, proveniente do Mar Negro [Tripodi, 2017].

Durante a Crise de Salinidade Messiniana, o Mediterrâneo teria experimentado múltiplos rebaixamentos do nível do mar de alta amplitude, acumulação sem precedentes de evaporito e várias crises ecológicas. Na imagem acima, em A, o Mediterrâneo isolado, no auge da crise, consistiu de sub-bacias desconectadas com lagos endorreicos rasos. Em B, o Mediterrâneo quase cheio, no final da crise, com as sub-bacias interligadas e com água do Atlântico já fluindo.

No início do Plioceno, abriu-se novamente a ligação com o Atlântico através do Estreito de Gibraltar e ocorreu ~há 5,3 milhões de anos a chamada Inundação Zancleana. Sedimentos foram depositados acima dos evaporitos e, em menos de dois anos, foi finalizada a Crise de Salinidade Messiniana. Passaram a existir zonas isoladas como se fossem "banheiras" em uma bacia fechada e o balanço hídrico se tornou positivo [AcademiaLab, 2024].

5.2.3.6. Vegetação

No final do Mioceno, 95% das famílias modernas de plantas com sementes já existiam e nenhuma foi extinta [Polly et al, 2011c]. Na segunda metade desta época, o aumento da orogenia e alterações nas correntes oceânicas e no gelo polar na Antártida, causaram diminuição das chuvas, aumento da sazonalidade e temperaturas mais baixas. Estas alterações climáticas fizeram com que as florestas continuassem a encolher e as pradarias se espalhassem ainda mais. As primeiras verdadeiras pradarias surgiram e cobriram grande parte dos continentes [USGS, 2020] a partir da evolução das gramíneas desde o Oligoceno [Polly et al, 2011b]. 

Simulação da distribuição dos biomas terrestres no Mioceno superior, considerando a concentração média de CO₂ de 280 ppm e dados paleobotânicos, incluindo Floresta Boreal,
Floresta Temperada, Floresta Tropical, Bosque xérico, Savana, Pradaria, Tundra e Deserto.
(Baseado em: Forrest et al, 2015).

Este clima provocou, na maioria dos continentes, no Mioceno e no Plioceno, a diversificação de mamíferos pastores, como os perissodáctilos e os artiodáctilos. Também pode ter contribuído para impulsionar o surgimento de herbívoros de pernas longas nestas áreas [Polly et al, 2011d]. Com as pradarias , no Plioceno, o cavalo moderno evoluiu e os animais com cascos atingiram seu auge [USGS, 2020].

5.2.3.7. Hominídeos

No Plioceno, na África, os primeiros hominídeos evoluíram para diversas espécies distintas [USGS, 2020]. A divergência entre chimpanzés e humanos foi estimada (desde a década de 1960) entre 8 e 5 milhões de anos atrás e, mais tarde, razoavelmente confirmada com seguintes fósseis [Su, 2013]:
  • Sahelanthropus tchadensis (~7-6 milhões de anos);
Reconstrução do Sahelanthropus tchadensis.
(Crédito: Evanson).
  • Orrorin tugenensis (~6,0-5,7 milhões de anos);
  • Ardipithecus kadabba (~5,8-5,2 milhões de anos); e
  • Ardipithecus ramidus (~4,4 milhões de anos);
Reconstrução do Ardipithecus ramidus.
(Crédito: astronoo).

Uma mudança ambiental que afetou os hominídeos foi a substituição de muitas florestas por pradarias, favorecendo animais de pasto em detrimento de animais que se alimentavam predominantemente de folhas. Geralmente, os animais de pasto aumentaram o tamanho corporal e desenvolveram dentes maiores, adequados para uma dieta de grama, e pernas mais longas para caminhar longas distâncias e escapar de predadores. Foi também nesta época que alguns macacos desceram das árvores e começaram a viver nas planícies da África. De fato, acredita-se que o Australopithecus evoluiu no final do Plioceno [Polly et al, 2011d].

A evolução dos primeiros hominídeos tem se concentrado na locomoção dos Australopithecus considerando questões importantes sobre a influência de fatores ecológicos e da importância da bipedalismo na evolução humana inicial. Entre 4,4 milhões e 2,3 milhões de anos atrás, as capacidades alimentares dos primeiros hominídeos mudaram drasticamente, tornando-os adequados a uma variedade de habitats e de lidar com alterações relevantes na disponibilidade de recursos associadas às variações climáticas de longo e curto prazo [Teaford e Ungar, 2000].

Hominíneos do Plioceno, como Ardipithecus ramidus, além de Australopithecus anamensis, Australopithecus afarensis e Australopithecus africanus, oferecem evidências para a primeira metade da evolução humana, desde nossa separação dos macacos pré-históricos até os primeiros membros do nosso próprio gênero, o Homo [Teaford e Ungar, 2000].

Acredita-se que os hominídeos, com registros desde 4 milhões de anos atrás, teriam um ancestral comum surgido na África entre 6 milhões e 9 milhões de anos atrás [Ashworth, 2025]. A origem do gênero Homo tem sido provisoriamente correlacionada com o resfriamento climático mundial documentado em cerca de 2,4 milhões de anos. Os primeiros fósseis do nosso gênero foram descobertos no leste, sudeste e sul da África, pertencentes a duas espécies: Homo rudolfensis, com uma combinação de dentição primitiva com locomoção mais moderna, e Homo habilis, com uma redução progressiva das raízes dos dentes, mas assemelhando-se a grandes macacos em vez de humanos no esqueleto pós-craniano [Schrenk et al, 2007]. Outra espécie antiga seria o Homo erectus, que existiu por mais de 1,5 milhão de anos e seria ancestral do Homo heidelbergensis, [Ashworth, 2025].

Reconstrução de alguns hominíneos citados nesta seção:
(A) Australopithecus afarensis (~3,7-3,0 milhões de anos), 
(B) Australopithecus africanus (~3,0-2,4 milhões de anos), 
(C) Homo rudolfensis (~2,4-1,8 milhões de anos), 
(D) Homo habilis (~2,3-1,5 milhões de anos), 
(E) Homo erectus (~1,8-0,035 milhões de anos),  e
(F) Homo heidelbergensis (~0,6-0,3 milhões de anos).
(Créditos: LazarosAschwinDaderotMoraesAshcraftEvanson).

Artefatos de pedra de 3,3 milhões de anos são a primeira evidência direta de que os ancestrais humanos mais antigos podem ter possuído as habilidades mentais necessárias para construir ferramentas de pedra afiadas. Eles foram encontrados nas proximidades do Lago Turkana, no Quênia, em 2011, nas terras áridas do deserto do noroeste do Quênia. Acredita-se que a fabricação sofisticada de ferramentas foi uma resposta à mudança climática que levou ao encolhimento das florestas e à disseminação das savanas. Lâminas de pedra provavelmente ajudaram os humanos antigos a obter alimento, inclusive a cortar a carne de carcaças de animais, pois havia menos alimentos, como frutas, disponíveis nas florestas [Choi, 2015].

5.2.3.8. Glaciação no Hemisfério Norte

O início de grandes glaciações no Hemisfério Norte parece ter sido o ápice do resfriamento do Cenozoico em alta latitude e de longo prazo (processo que começou no início do Eoceno e é marcado pelos primeiros indícios de camadas de gelo na Antártida há ~36 milhões de anos). O resfriamento prolongado levou a um estado climático crítico com acúmulo de camadas de gelo no Hemisfério Norte [Andersson, 2011].

A caracterização do ambiente do Pleistoceno com glaciação bipolar substancial e regular foi definida pela glaciação no Hemisfério norte, alcançando a Groenlândia, a América do Norte e a Eurásia [Hain e Chalk, 2024]. Grandes eventos glaciais não teriam ocorrido nos mares nórdicos até pouco antes de 3 milhões de anos atrás, embora intervalos glaciais provavelmente tenham iniciado na fronteira do Mioceno médio/final. Uma intensificação das condições glaciais foi registrada em larga escala há ~2,75 milhões de anos no Planalto de Vøring e há 3,3 milhões de anos no Planalto da Islândia [Andersson, 2011].

Houve um declínio de 3°C na temperatura global da superfície do mar, que recebeu detritos transportados pelo gelo no Atlântico Norte e no Pacífico. Os principais fatores candidatos que impulsionaram esta situação são [Hain e Chalk, 2024]:
  • força tectônica causando alterações na circulação oceânica: 
    • a orogenia teria tido efeitos diretos sobre a circulação atmosférica e o aumento de intemperismos químico e físico; e
    • o empobrecimento da Cordilheira Groenlândia-Islândia-Escócia e o fechamento do Istmo do Panamá teriam tido implicações indiretas na circulação meridional do Atlântico; e 
  • ultrapassagem de um limiar climático de CO₂:
    • uma tendência de declínio de longo prazo no CO₂ desde o Mioceno pode ter atingido um limiar crítico permitindo a glaciação bipolar e os feedbacks climáticos associados.
Diversas causas para o início das glaciações do Hemisfério Norte foram sugeridas [Andersson, 2011]:
  • declínio na concentração de CO2 atmosférico por aumento da produtividade oceânica ou soterramento de carbono orgânico e ao intemperismo químico; 
  • fechamento definitivo da Via Marítima Sul-Americana com fluxo fortalecido de água quente e salgada para o norte suprimindo a formação de gelo marinho e produzindo mais umidade do oceano que ficaria disponível para as massas de terra circundantes, desencadeando o crescimento de grandes camadas de gelo também favorecidas por mudanças na obliquidade orbital da Terra.
No início do Plioceno, as glaciações no Hemisfério Norte teriam enfraquecido a circulação termohalina e, com o limiar crítico climático alcançado, variações nos parâmetros orbitais da Terra e, portanto, a insolação, podem ter afetado a intensificação dos gases de efeito estufa [Andersson, 2011].

5.2.4. Quaternário

De 2,58 milhões aos tempos presentes
Pleistoceno e Holoceno

Luminosidade do Solde 99,95 a 100% da atual
Duração do ciclo dia-noitede 23,9 a 24 horas
Temperaturade 14 a 14,7°C
com mínima de 9,7
°C
Concentração de O na atmosferade 21,5 a 21%
Quantidade de CO₂ na atmosferade 308 a 365 ppm
com mínima de 280 ppm

5.2.4.1. Os corais do Caribe e o limite Plioceno-Pleistoceno

Na transição Plioceno-Pleistoceno do clima mais quente do Plioceno para eras glaciais do Pleistoceno, a Terra passou por alterações oceânicas impulsionadas pelo avanço do gelo antártico [Hill et al, 2017]. Viveram esta transição diversas comunidades de corais solitários e flabelo-meandroides de vida livre (FSFM, em inglês) do Caribe [Klaus et al, 2011].

No final do Mioceno e início do Plioceno, entre 8 milhões e 4 milhões de anos atrás, a velocidade de surgimento de novas espécies destes corais era aproximadamente o dobro da de outros corais zooxantelados. No Plioceno, elas viveram em habitats oligofóticos principalmente rasos próximos à costa, mas até mesmo mais profundos. Eram bem adaptados aos perfis deposicionais de baixo ângulo, maior produtividade, maior sedimentação e temperaturas mais quentes. Porém, no início do Pleistoceno, entre 2 milhões e 1 milhão de anos atrás, os corais FSFM sofreram extinção abrupta no Caribe, afetados pela alteração das condições ambientais e pela eliminação de habitat adequado [Klaus et al, 2011].

O limite Plioceno-Pleistoceno era marcado pelo estratotipo, na Itália, por um leito de argila associado ao subcrono de polaridade normal de Olduvai [Pasini e Colalongo, 2009Sier et al, 2017]. Entretanto, mais tarde a fronteira Plioceno-Pleistoceno passou do topo do evento Olduvai para os atuais 2,58 milhões de anos atrás, limite correlacionado com características litoestratigráficas e pedoestratigráficas, tamanho de grão, suscetibilidade magnética e taxas de sedimentação de loess do norte da China. Estas evidências, coincidindo com a reversão geomagnética de Gauss-Matuyama, marcam adequadamente uma transição climática de condições quentes-úmidas duradouras para flutuações frias-secas e quentes-úmidas substanciais [Yang e Ding, 2010].

5.2.4.2. Transição climática do Pleistoceno médio

No Pleistoceno inferior, após 1,9 milhões de anos atrás, as temperaturas da superfície do mar de leste para oeste no oceano Pacífico diminuíram significativamente. Nos trópicos e subtrópicos, foi uma transição para o modo atual de circulação, com intensificação da Circulação Walker com diminuição das temperaturas subtropicais. Se considerarmos esta uma transição climática global (o fenômeno foi também observado nos registros lacustres da África Oriental), então o principal passo na intensificação, que ocorreu entre ~1 milhão e ~600 mil anos, na glaciação no Hemisfério Norte foi a chamada Revolução do Pleistoceno Médio [Maslin, 2011].

Os ciclos glaciais-interglaciais se tornaram mais longos, com máximos mais frios e nitidamente assimétricos [Hain e Chalk, 2024]. Diversas causas foram postuladas para esta transição não linear, incluindo: tamanho crítico das camadas de gelo do hemisfério norte, tendência de resfriamento global, erosão do regolito abaixo da camada de gelo, inclinação orbital, dorsais submarinas Groenlândia-Escócia, ciclo do carbono e CO2 atmosférico [Maslin, 2011].

5.2.4.3. Ciclos do tipo glacial-interglacial

A descoberta das eras glaciais teve início com o conceito de "Grande Era Glacial" moldado pelo zoólogo e geólogo suíço Jean Louis Rodolphe Agassiz (1807-1873) a partir da interpretação de esqueletos e restos congelados de grandes mamíferos encontrados na Sibéria, no início do século XIX [Berger, 2007]. O Pleistoceno, que corresponderia ao mito de "Grande Era Glacial", na verdade consistiu em uma série de eventos cíclicos de períodos glaciais e interglaciais que se repetiram por ~50 vezes, sendo pelo menos 20 deles com eventos glaciais de frio severo [Manz, 2020].

A posição dos continentes era essencialmente a mesma de hoje, entretanto, o contorno dos continentes mudou como resultado dos períodos glaciais, quando o nível do mar caia pois a água ficava presa no gelo. Durante um período interglacial, o nível do mar subia à medida que o gelo derretia e a água fluia para os oceanos [USGS, 2020].

No Quaternário, os ciclos glacial-interglacial resultaram do crescimento e recuo de grandes camadas de gelo continentais no Hemisfério Norte, com períodos glaciais mais frios, mais empoeirados e geralmente mais secos e períodos interglaciais que refletiam picos de radiação solar nos verões daquele hemisfério. O clima global sofreu maior influência do crescimento das camadas de gelo do Hemisfério Norte porque as alterações na radiação solar nas altas latitudes sul, próximo a Antártida, não estavam em sincronia com a temperatura global. Os períodos mais frios ocorreram aproximadamente na época em que as altas latitudes sul sofriam picos de insolação. Já, no Hemisfério Norte, havia sincronia neste sentido [NOAA, 2021].

A teoria astronômica sustenta que a ocorrência dos ciclos glaciais-interglaciais seguiu variações na excentricidade, obliquidade e precessão orbital da Terra, que têm períodos predominantes de ~100, ~41 e ~23 mil anos, respectivamente [Rial, 2004]. Tais variações provocaram mudanças na insolação solar associadas ao controle dos ciclos glaciais do Pleistoceno [Bralower e Bice, 2004], influenciando principalmente a quantidade de energia solar recebida em altas latitudes [Muller, 2024], mais intensa nos verões do Hemisfério Norte nos períodos interglaciais [NOAA, 2021].

Desde o Quaternário médio, os ciclos glacial-interglacial têm tido uma frequência de ~100 mil anos, influenciados pela excentricidade da órbita da Terra. Estes são mais fracos que os que duram ~23 mil anos, influenciados pela precessão dos equinócios. Há influência também de processos não lineares, como feedbacks positivos do sistema climático. O aquecimento no final dos períodos glaciais tende a ocorrer de forma mais abrupta e diversos feedbacks positivos são responsáveis ​​por isso, sendo um deles o feedback gelo-albedo. Outro envolve o CO₂ atmosférico: nos períodos glaciais, a quantidade de CO₂ atmosférico diminui em parte porque o oceano profundo armazena mais CO₂ (devido a mudanças na mistura oceânica ou na atividade biológica) enfraquecendo o efeito estufa. E no final dos períodos glaciais, a liberação de CO2 intensifica o efeito estufa [NOAA, 2021].

As sequências de loess-paleossolos são reconhecidas como um dos registros terrestres mais completos dos ciclos glaciais-interglaciais do Quaternário [Pierce et al, 2011]. Elas refletem a alternância de glaciais frios e secos e interglaciais quentes e mais úmidos, sendo que o paleossolo documentaria condições mais úmidas, enquanto o loess é frequentemente inferido como refletindo condições mais áridas [Zech et al, 2013]. Estas correlações têm sido estudadas, por exemplo:
  • no Planalto de Loess da China, na província de Shaanxi, abrangendo três ciclos glaciais-interglaciais entre ~350 mil e ~80 mil anos atrás [Xue et al, 2025];
  • ao sul de Jackson Hole, Wyoming, EUA, associadas a dois ciclos glaciais-interglaciais ocorridos há ~150 mil anos [Pierce et al, 2011];
  • em Crvenka, no norte da Sérvia, abrangendo os últimos ~140 mil anos [Zech et al, 2013]
  • na Europa, Rússia e Ásia, entre ~122 mil anos atrás e o ano ~22000 aC [Rutter et al, 2003]; e
  • no norte do Irã, entre ~92 mil anos atrás e o ano ~16000 aC [Kehl et al, 2005].
Nos ciclos glaciais mais extremos, o gelo cobriu as partes setentrionais da América do Norte, Europa e Ásia. As flutuações climáticas também causaram grandes alterações na vegetação e nos habitats dos animais, bem como mudanças significativas na circulação oceânica. Houve vários avanços e recuos significativos das duas principais camadas de gelo: a Laurentide na américa do Norte e a Fenoscandiana na Europa e na Ásia. No Pleistoceno, os ciclos glaciais-interglaciais corresponderam a [Bralower e Bice, 2004]:
  • mudanças de temperatura mais pronunciadas em altas latitudes (variações de ~10°C) do que em baixas latitudes;
  • oscilações abruptas na circulação atmosférica com cinturões de vento, como a Zona de Convergência Intertropical, deslocando-se latitudinalmente em vários graus;
  • subidas e descidas do nível do mar até 120 metros e avanços e recuos da linha costeira nas plataformas continentais;
  • grandes inundações de água doce em rios em momentos em que o gelo derretia; e
  • movimentos para o norte e para o sul dos cinturões de vegetação em todo o continente.
5.2.4.4. A última reversão magnética

A última reversão magnética foi a Matuyama-Brunhes  (M–B), que aconteceu há ~773 mil anos. Antes do limite M–B, ocorreu uma clara decadência na intensidade do campo geomagnético. Após o término das instabilidades, que abrangeram ~20 mil anos, a intensidade do campo magnético se recuperou e, inclusive, tornou-se maior do que antes [Haneda et al, 2020].

5.2.4.5. Homo sapiens e parentes

Os Neandertais (Homo neanderthalensis) e os Denisovanos são parentes humanos extintos mais próximos do Homo sapiens e os três devem ter compartilhado um ancestral comum, que poderia ter sido o Homo heidelbergensis ou o Homo antecessor, mas mais provavelmente deve ter sido outra espécie ainda não identificada [Hendry, 2023]. Neandertais e Homo sapiens teriam começado a se separar há ~800 milhões de anos e o primeiro ancestral do gênero Homo teria vivido há pelo menos um milhão de anos. Diferentemente dos seus parentes, o Homo sapiens é o único humano vivo [Ashworth, 2025]. Há evidências de que Homo sapiens antigos cruzaram com Neandertais e Denisovanos, mas não se sabe qual a extensão disto nas populações modernas [Massilani, 2020].  

Os Neandertais evoluíram na Europa e na Ásia e já estavam estabelecidos na Europa há ~400.000 anos atrás. Os mais conhecidos viveram entre ~130.000 anos atrás e o ano 38000 aC e a partir de então desapareceram. Eram adaptáveis, vivendo em ambientes frios de estepes na Inglaterra e na Sibéria há ~60.000 anos e em florestas temperadas quentes na Espanha e na Itália há ~120.000 anos. Dominaram o uso do fogo há pelo menos 200.000 anos, o que era útil para viver em ambientes extremamente desafiadores. Cuidavam de seus doentes e enterravam seus mortos, o que sugere que eram seres sociais e até compassivos [Hendry, 2023].

Geralmente é aceito que os vestígios mais antigos conhecidos de Homo sapiens foram encontrados em Jebel Irhoud, Marrocos, com ~300.000 anos, apresentando uma mistura de características antigas e modernas. O formato do cérebro ainda não havia evoluído, mas as características faciais e dentais do Homo sapiens já estavam presentes. Estes fósseis estão associados a algumas das primeiras evidências da Idade da Pedra média, quando começaram a ser pré-moldadas ferramentas manuais  [Bower, 2017]. 

Os diferentes tipos de ferramentas encontradas espalhadas pelo mundo indicam que as populações de Homo sapiens ficaram isoladas umas das outras por longos períodos, provavelmente devido a barreiras como desertos, florestas e rios. Estas populações se combinaram a longo de milhares de anos para dar origem ao Homo sapiens moderno [Ashworth, 2025]. Antes da dispersão do Homo sapiens para fora da África, entre 70 mil e 60 mil anos, houve uma dispersão no interior daquele continente [Bower, 2017]. 

O Homo sapiens evoluiu durante o Pleistoceno e, no final desta época, espalhou-se pela maior parte do mundo, exceto pela Antártida [Polly et al, 2011USGS, 2020Zimmermann e Pester, 2022]. A extinção de grandes animais em diferentes continentes parece estar correlacionada com a chegada dos humanos, mas ainda há dúvidas se os primeiros caçadores humanos eram suficientemente numerosos e tecnologicamente avançados para exterminar espécies inteiras [Polly et al, 2011e].

5.2.4.6. Últimas ocorrências climáticas extremadas

O último interglacial já finalizado, o Eemiano, foi definido pelo nível do mar estabelecendo seus limites entre ~126 mil e ~116 mil anos atrás. O noroeste da Europa foi dominado por florestas até ~115 mil anos atrás e, o sudoeste, até ~110 mil anos atrás [Müller, 2011]. Associado ao Eemiano, entre ~132 mil e ~128 mil anos atrás, ocorreu o evento Heinrich 11 [Sime et al, 2025].

O Último Máximo Glacial (UMG) corresponde ao máximo volume global de gelo que ocorreu durante o Último Ciclo Glacial (UCG) [Hughes et al, 2013]. 

Os eventos climáticos Dansgaard-Oeschger entre ~117 mil anos atrás e o ano ~8000 aC [Izumi et al, 2023], e Heinrich, entre os anos ~58000 aC e ~14000 aC [NSF, 2023], são dois tipos de alterações rápidas identificadas no Oceano Atlântico Norte. Ocorreram ao longo do final da era glacial e da transição com o Holoceno, mas não no próprio Holoceno [Morgan, 2011].

5.2.4.7. O clima do Holoceno

O Holoceno começou após a última grande era glacial [Vancura, 2024]. No início, o clima teve um aquecimento abrupto e as condições quentes e úmidas prevalecessem até o ano ~2000 aC quando os níveis de umidade e as temperaturas começaram a diminuir [Wang et al, 2010]. Atualmente, vivemos um período interglacial com condições climáticas mais amenas. No entanto, os ciclos naturais continuam a influenciar o clima da Terra, sugerindo que futuros ciclos são inevitáveis, inclusive com a provável influência contínua das atividades humanas [Vancura, 2024].

5.2.4.8. 20000aC ao recente

De 20000aC ao recente, a história climática da Terra precisa ser revisada em maior detalhe.


Uma história climática da Terra

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