Позднюю часть четвертичного периода (последние 700 тыс. лет), включавшую наиболее значительные материковые оледенения в умеренных широтах северного полушария, нередко называют плейстоценом. В качестве его синонима часто употребляется термин «ледниковый период», иногда он распространяется и на четвертичный период в целом (1,8 млн. лет). Строго говоря, применение термина «ледниковый период» в обоих случаях мало оправданно, так как покровные оледенения вовсе не исчерпывали содержание истории ни плейстоцена, ни тем более всего четвертичного периода. Однако громадное воздействие материкового оледенения на поверхность Земли бесспорно. Зная, какие значительные и быстрые геоморфологические преобразования вызывают ледники в наши дни, не приходится сомневаться в том, что за несколько тысяч лет плейстоценовые ледниковые покровы могли произвести значительную моделировку поверхности обширных территорий. Вопрос об оценке масштабов этой работы до сих пор остается открытым. Например, оценки разрушения ледникового ложа в области Балтийского щита за весь плейстоцен колеблются от нескольких метров до 30 — 60 и более. Не менее велики расхождения и в оценках размеров ледниковой аккумуляции. Путь для решения этих проблем — детальный объемный анализ отложений ледниковой формации. Заметим, что темпы разрушения ложа больших долинных ледников Кавказа составляют не менее 2 мм/год.

Для того чтобы объяснить некоторые важные особенности геологической деятельности древних ледниковых покровов в умеренных широтах, необходимо хотя бы вкратце упомянуть о выдвинутой в конце 60-х — начале 70-х годов советским ученым М. Г. Гросвальдом концепции широкого развития оледенений на шельфах. Очевидно, что ледниковые покровы в периоды их максимального распространения могли питаться за счет осадков, приносимых ветрами южных румбов, так как в скованный льдами Арктический бассейн эти влагонесущие воздушные потоки вряд ли могли проникать. Соответственно на южной периферии крупных ледниковых покровов происходил более интенсивный энерго- и массообмен, получавший отражение и в больших масштабах воздействия льда на ложе. С данным процессом, вероятно, была связана и интенсивная аккумуляция ледниковых отложений в краевой зоне, Следами этой деятельности служат, например, мощные ледниково-аккумулятивные образования Балтийской гряды и Валдайской возвышенности, сформировавшиеся во время последнего покровного оледенения.

Новейший этап развития покровных оледенений, охватывающий поздний кайнозой, совпал с существенными изменениями органического мира Земли, включая и эволюцию самого человека. Нам представляется, что преобразования биосферы нашей планеты во многом были сопряжены с новым видообразованием и с адаптацией организмов к быстро менявшимся природным обстановкам.

Надо заметить, что в позднекайнозойское время происходило не только образование крупных ледниковых покровов в полярных и умеренных широтах. Кроме того, формировались ледники в горах даже в экваториальных районах Южной Америки, Центральной Африки и Новой Гвинеи. Вместе с тем на юге тропической зоны ощущался сильный дефицит влаги, что определило распространение пустынь с более аридными, чем в настоящее время, обстановками. Точного совпадения периодов максимального развития ледниковых покровов в умеренных широтах и максимальной аридности в тропиках, однако, могло и не быть. Важно отметить лишь общую приуроченность таких периодов к холодным интервалам позднекайнозойской истории.

До ледниковой эпохи, в раннем кайнозое, климат земного шара, по всей вероятности, был теплее и суше современного, причем система природных зон отличалась меньшей дифференцированностъю, а атмосферная циркуляция проявлялась менее интенсивно. На обширных территориях преобладали саванны и леса, а средние температуры были порядка 22° С. Хотя, конечно, и тогда существовали заметные контрасты между полярными и тропическими широтами, но даже в Антарктиде ледников еще не было.

Естественно, что для изучения истории позднего кайнозоя важно знать, когда возникло оледенение. Эту дату часто связывали с первым появлением ледниковых отложений в умеренных широтах. Однако еще более показательны данные по морской фауне. Установление холодных обстановок в бассейне Средиземного моря произошло примерно 1,8 — 1,7 млн. лет назад, и этот рубеж обычно принимают за границу неогенового и четвертичного периодов. Тем не менее есть свидетельства более раннего начала развития оледенения в северном полушарии, порядка 4 — 3 млн. лет назад. В осадочных породах Исландии за последние 3,1 млн. лет зафиксировано не менее 10 ледниковых циклов.

В южном полушарии оледенение имеет еще более древний возраст. Крупным очагом оледенения была Антарктида, которая постепенно утратила сухопутные связи с другими частями Гондваны и заняла околополюсное положение еще в начале кайнозоя. Формирование пролива между Антарктидой и Южной Америкой произошло в конце мелового периода, а связь с Австралией прервалась только в середине кайнозоя, около 35 млн. лет назад. Последующее формирование циркумантарктической системы морских течений способствовало термической изоляции Антарктиды, вокруг которой образовался пояс холодных придонных вод. Все это наряду с соответствующей перестройкой атмосферной циркуляции создало необходимые предпосылки для активизации ледниковых процессов на антарктической суше. В первой половине кайнозоя, и в частности в эоцене, очаги оледенения там существовали, вероятно, только в горах. Весьма благоприятным фактором для развития оледенения послужило поднятие Трансантарктических гор в позднем палеогене. На равнинах и плато Южного континента средние температуры тогда все еще достигали 20 — 22° С.

Только в миоцене произошло резкое похолодание, способствовавшее формированию очагов покровного оледенения. Постепенно сливаясь между собой, эти очаги объединились в единый ледниковый покров. В конце миоцена, немногим более 5 млн. лет назад, антарктическое оледенение достигло максимального развития, что обусловило необратимые изменения флоры и фауны этого континента. Оледенение сопровождалось резким уменьшением объема и понижением уровня Мирового океана. В это время Средиземное море утратило связь с океаном и там существовали обособленные водоемы, в которых накапливались мощные толщи соленосных осадков.

Последующая частичная деградация ледникового щита Антарктиды в его краевой части привела к повышению уровня Мирового океана. Отголоском этого процесса была плезанская трансгрессия в Средиземноморском бассейне, датируемая переходом от миоцена к плиоцену, около 5 млн. лет назад.

В начале плиоцена произошла окончательная изоляция Атлантического океана от Тихого в связи с поднятием Панамской глыбы. К этому времени относится образование Гольфстрима и начало развития оледенения в северном полушарии. Наиболее определенные факты имеются по западному горному обрамлению Северной Америки и по Исландии, где крупные ледники, несомненно, существовали около 3 млн. лет назад.

Дальнейшее развитие антарктического оледенения характеризовалось ситуацией, в целом довольно близкой к современной; неоднократные колебания охватывали преимущественно периферические части ледникового покрова. Например, довольно значительное сокращение масштабов оледенения отмечено 2,8 — 2,43 млн. лет назад, когда климат Антарктиды был теплее современного. Этому интервалу соответствует широкое распространение морских трансгрессий.

Обширные пространства Прикаспийской и Куринской низменностей в то время были затоплены акчагыльским морем, которое, как выяснилось, сообщалось с Мировым океаном. Проникновение океанических вод в глубь Евразии было, по-видимому, связано с таянием периферических частей Антарктического ледникового покрова. Похолодание 2,4 — 1,9 млн. лет назад вызвало понижение уровня океана и спад акчагыльской трансгрессии. В осевых частях Прикаспийской и Куринской впадин акчагыльские толщи увенчаны пресноводными и солоноватоводными слоями лиманного и лиманно-морского характера, указывающими на глубокую регрессию. Возраст этих слоев 1,95 — 1,8 млн. лет назад, что с известной долей условности может свидетельствовать об активизации материкового оледенения. Очень близкая датировка установлена для оледенения Аргентинских Анд — 2,06 млн. лет.