1. 지질시대
현재 절대연령으로 측정된 지각 중 가장 오랜 암석이 38억 5000만 년 전에 생성된 것으로 밝혀져 있으므로, 지질시대는 약 40억 년으로 추정된다. 지구의 탄생에서 지질시대 이전까지의 시기는 원시시대(原始時代)라고 하며, 이 시기의 지구의 상태에 대해서는 다른 천체의 상황과 운석(隕石) 등 간접적인 자료를 통해 추론한다. 지구는 형성 초기에 수많은 운석들이 뭉쳐서 이루어졌을 것으로 해석된다.
원시지구는 비교적 낮은 온도를 유지하였으나 이들 속에 함유된 방사선물질(放射線物質)의 붕괴로 발생한 열 때문에 점차 온도가 올라가고, 이로 인하여 구성물질의 부분적인 융해가 일어나, 규산염과 같은 가벼운 물질은 상승하여 지각을 이루고, 철 ·니켈과 같은 무거운 물질은 중심부로 침강하여 핵(核)을 형성하였을 것으로 본다.
지각은 형성된 후 40억 년이 지나는 동안 많은 변화를 거듭했고, 해양과 대기(大氣)의 성분도 크게 변했으며, 30억 년 이전에 출현한 것으로 보이는 지구상의 생물들은 점차 진화하여 인류와 그 밖의 고등동식물로 발전되었다. 이와 같은 지각 ·해양 및 대기의 변천사와 생물의 진화는 지각을 형성하고 있는 암석 속에 기록되어 있으며, 지구의 역사는 이 기록을 과학적으로 해명함으로써 밝혀진다.
2. 지질시대의 구분
지질시대는 암석 속에 기록된 변화에 따라서 여러 단위로 세분된다. 지질시대를 분류하는 단위를 지연대단위(地年代單位:geochronologic unit)라 하는데, 가장 큰 단위인 누대(累代:eon)에서부터 차례로 대(代:era), 기(紀:period), 세(世:epoch), 절(節:age), 크론(chron)이라는 작은 단위로 세분된다. 또 이들 각 단위 시대에 형성된 암석체와 지층을 연대층서단위(年代層序單位:chronostratigraphic unit)라고 한다. 이러한 단위의 구분은 주로 지층 속에서 산출되는 고생물화석의 변천에 의한다.
지질시대는 크게 은생누대(隱生累代)와 현생누대(顯生累代)로 나뉜다. 은생누대에 해당되는 지층에는 화석산출이 거의 없거나 있어도 극히 빈약할 뿐 아니라, 특히 동물화석은 그 말기를 제외하고는 나오지 않는다. 이에 반하여 현생누대에 이르면 최하부(가장 오래된) 지층에서도 여러 종의 동물화석이 산출되어 두 시대의 경계를 구분하는 좋은 기준이 된다. 또한 현생누대의 각 지층들에서는 시대를 달리하는 화석군들이 나타남에 따라 지질시대를 더 작은 단위로 세분하게 되었다.
3. 지질시대의 길이
화석은 지질시대를 구분하는 유효한 기준이지만, 지질시대의 연령을 연(年) 단위로까지 측정하기에는 불충분하다. 따라서 19세기부터는 지질시대를 이른바 절대연령(絶對年齡)이라고 하는 연 단위로 측정하려는 시도가 여러 차례 있었고, 20세기에 와서는 암석의 절대연령 측정에 방사성동위원소를 이용하는 방법이 개발되었다.
방사성동위원소방법은 우라늄238
U과 같은 방사성동위원소(母원소)는 일정한 속도로 서서히 붕괴되어 납 206
Pb과 같은 안정원소(子원소)로 변하는데, 이때 암석 속에서 모원소와 자원소의 비와 그 변화율을 측정하여 암석의 생성연대를 측정하는 것이다. 이로써 지질시대의 모든 단위의 절대연령이 밝혀졌다.
특히 선캄브리아대의 지층들은 화석산출이 빈약하여 그 시대를 세분하는 일이 어려웠으나, 근래에는 방사성동위원소법을 통하여 그 시대를 세분하고 있다.
4. 선캄브리아대의 세계
지질시대에서 지금으로부터 약 6억 년 이전의 시대를 선캄브리아대라고 한다. 약 25억 년 전을 경계로 시생대와 원생대로 나뉜다. 이 시기의 암석은 오랜 지질시대를 지나는 동안 여러 차례의 지각변동을 받아 대부분 변성암과 화성암으로 변했고, 그 구조도 일반적으로 복잡하다. 각 대륙에는 선캄브리아대의 암석으로 되어 있는 순상지(楯狀地)가 넓게 발달되어 있다. 이 순상지들은 고생대 이후 급격한 조산운동(造山運動)을 거의 받지 않았고 오랜 침식작용으로 지형적으로 저지(低地)를 이루고 있다.
⑴ 생물계:지구상에 생물이 어떻게 출현했느냐에 대한 문제는 최근 여러 분야에서의 집중적인 연구로 크게 진전을 보았음에도 불구하고 아직 확실한 답을 얻지 못하고 있다. 그러나 현재까지의 연구에 의하면 암모니아 ·메탄 ·수증기 등 원시대기의 구성물질들이 외계에서 온 방사능과 대기 중의 번개의 작용으로 서로 화합하여 복잡한 유기화합물을 이루었고, 이들은 바다 밑에서 더욱 복잡한 유기물질인 단백질을 형성한 것으로 보인다. 그리고 이 단백질 구조가 좀더 성장하여 코아세르베이트라는 작은 공 모양의 물체가 되었으며, 이것이 외부와의 물질대사를 하게 되면서 생물이 탄생한 것으로 본다. 생물계의 화석으로 보이는 것 중 가장 오랜 것은 남아프리카 픽트리층의 처트층에서 발견한 공 모양의 미세한 조류(藻類) 및 박테리아류의 화석으로, 이 화석이 포함된 지층의 연대는 31∼32억 년 전이다. 그러므로 지구상에는 그보다 훨씬 이전에 생물이 출현한 것으로 볼 수 있다. 화석에 나타난 증거에 의하면 시생대(始生代)와 초기 원생대(原生代)에는 청록조류 ·박테리아류 등 원핵세포(prokaryotic cell)의 하등생물이 존재했고, 약 14억 년 전부터는 녹조류(綠藻類) 등 진핵세포(eucaryotic cell) 생물이 나타났다. 최초의 동물화석이 나타난 것은 이보다 2억 년이나 뒤인 약 12억 년 전으로, 하등식물의 출현보다 훨씬 후인 것으로 보인다. 이는 원시대기의 성분에 산소가 거의 없어서 동물의 생존에 부적합했기 때문이며, 초기의 각종 조류(藻類)의 번성은 이들의 동화작용(同化作用)으로 대기 중의 산소의 양을 급격히 증대시켰다. 초기의 산소는 지표에 드러난 철분을 산화시키는 데 소모되었지만, 선캄브리아대 말기가 되면 비로소 동물이 호흡을 할 수 있을 정도에 이르게 된다.
⑵ 지각변동:가장 오래된 암석은 38억 5000만 년의 나이를 가진 암석으로 그린란드 남서부에 분포되어 있다. 현재 알려진 가장 오랜 조산운동은 36억 년 전에 일어난 것으로, 북아메리카대륙 ·그린란드 ·아프리카 및 시베리아 등지에서 나타난다. 두번째 조산운동은 약 30억 년 전에 거의 같은 지역에서 광범하게 일어났고, 다시 28억~27억 5000만 년 전에는 염기성현무암의 화산활동이 거의 전대륙에 걸쳐 일어났다. 시생대 말기인 27억~25억 년 전에는 광범위한 화강암류의 관입(貫入)이 있었다. 원생대에 들어와서는 그 초기인 18억 5000만 년 전과 17억 년 전에 2회의 큰 조산운동이 있었고, 중기에도 15억~14억 년 전과 약 12억 년 전에 2회의 광범위한 조산운동이 일어났다. 최초의 지향사는 원생대 초기에 형성되었고, 중기에도 대륙의 주변부를 따라 두꺼운 퇴적층의 지향사들이 발달되었다. 원생대 중기인 약 11억 5000만 년 전에는 모든 대륙이 원시초대륙(原始超大陸:Proto-Pangaea)라고 하는 거대한 하나의 대륙을 이루고 있었다.
⑶ 기후:구성 암석이 변질되었고, 화석산출이 빈약하여 선캄브리아대 초기의 기후를 밝히는 일은 불가능하나, 원생대에 들어서부터는 퇴적암석의 특성과 화석을 통하여 비교적 잘 해명되고 있다. 거의 20억 년 동안 지속된 원생대 기간에는 4회의 대규모 빙하시대가 알려지고 있다. 이는 고생대 이후 약 6억 년간 지속된 현생누대에서 3회의 큰 빙하시대가 있었던 것과 비교해 볼 때 현저한 차이를 보여주며, 당시의 기후가 현생누대에 비하여 온난하였던 것을 암시한다. 특히 22억 5000만~8억 8000만 년 전에는 빙하의 증거가 나타나지 않는 것으로 보아 이 기간은 더욱 온난했던 것으로 짐작된다. 원생대의 빙하시대는 23억 년 전, 8억 7500만 년 전, 7억 4000만 년 전과 6억 1000만 년 전이었다.
5. 고생대의 세계
선캄브리아대에 비하면, 고생대 이후 지구의 역사는 아주 잘 알려져 있다. 고생대 이후의 퇴적암류는 대부분 변성되지 않았을 뿐 아니라 화석이 다량으로 산출되기 때문이다. 고생대는 약 6억 년 전에서 2억 2500만 년 전까지 3억 7500만 년간 지속되었으며, 오래된 순서부터 캄브리아기(紀) ·오르도비스기 ·실루리아기 ·데본기 ·석탄기 및 페름기의 6기로 나뉜다. 북아메리카대륙에 대해서는 석탄기를 둘로 나누어 하부를 미시시피기, 상부를 펜실베이니아기라고 한다.
⑴ 생물:선캄브리아대의 지층이 대부분 편마암 ·편암 등의 변성암인 데 비하여 고생대의 지층은 주로 퇴적암으로 구성되어 있는데, 특히 캄브리아기의 지층을 비롯한 하부 고생대층은 선캄브리아대의 순상지 주변을 따라 발달하였다. 캄브리아기에는 초기부터 여러 종류의 무척추동물 화석이 다량으로 산출되어 선캄브리아대와는 현저한 대조를 이룬다. 그러나 대부분의 동물은 그 조직과 구조가 아직 원시적이며, 겉껍질은 각질(角質) 또는 키틴질로 되어 있고, 석회질 껍질을 가진 것은 나타나지 않는다. 이 시기에는 특히 삼엽충(三葉蟲)과 완족류가 전체의 90%를 차지하고 있었다.
오르도비스기에 이르면 나우틸로이드 ·판상산호 ·사방산호 등 무척추동물이 중요한 위치를 차지하는데, 특히 필석류(筆石類)는 오르도비스기와 실루리아기에 걸쳐 번성하였으므로 이 두 시기를 필석류의 시대라고 한다. 오르도비스기에는 최초의 척추동물로서 무악류(無顎類)라는 원시어류가 출현하고, 실루리아기 후기에는 식물들이 육지로 상륙하기 시작하였다.
고생대 후기에 이르면 척추동물이 현저하게 발전하여 데본기에는 무악류, 연골어류 및 경골어류 등 그 종류가 다양해지며 크게 번성했기 때문에 이 시기를 어류의 시대라고 한다. 또한 데본기 말기에는 양서류가 최초로 출현하여 육지에서 살게 되어 척추동물이 발전하는 계기가 되었다. 이어서 석탄기에는 파충류가 새로이 출현하였다. 파충류의 알은 딱딱한 골질(骨質)의 껍데기로 보호되어 있었기 때문에 물에서도 양분과 수분을 보존할 수 있었다. 파충류의 출현은 동물이 마침내 완전히 육지에서 살 수 있게 되었음을 의미했다.
식물계는 고생대 후기, 특히 석탄기에 이르러 양치식물 ·석송류 ·속씨류 등이 크게 번성하여 도처에서 큰 삼림을 이루었다. 현재 유럽 ·북아메리카대륙 등지의 두꺼운 석탄층은 석탄기에 이들이 매몰되어 이루어진 것이고, 한국 ·중국 ·오스트레일리아에 형성된 석탄층은 석탄기 다음 시기인 페름기에 형성된 것이다. 그 밖에 바다의 무척추동물계에는 석탄기 중엽부터 방추충(紡錘蟲)이 출현하여 고생대 말기까지 번성하였고, 이와 함께 완족류 ·사방산호 ·판상산호 ·바다나리 등도 중요한 위치를 유지하였으나 고생대 말기에 삼엽충과 함께 절멸하거나 크게 쇠퇴하였다.
⑵ 지각변동:고생대 초기는 비교적 조용한 시기였으나, 오르도비스기부터 비교적 활발하게 지각변동이 일어났다. 실루리아기 후기와 데본기에는 대규모 칼레도니아조산운동이 일어나 노르웨이와 영국, 북아메리카의 애팔래치아 지역에 큰 산맥을 만들었다. 고생대 후기에는 유럽과 북아메리카 동부에서 조산운동이 더욱 활발해졌다. 유럽에서는 석탄기와 페름기에 걸쳐 바리스칸조산운동이 일어나 유럽 중부의 산맥과 우랄산맥 등이 형성되었으며, 북아메리카의 애팔래치아산맥에서는 페름기 말에 앨러게이니조산운동이 일어났다.
이 밖에 중국의 톈산[天山]산맥에서 조산운동이 있었고, 일본열도의 중추부를 따라 부분적인 조산운동이 일어나 해저의 일부가 육화(陸化)되었다. 이와 같은 조산운동은 원생대 후기에 서로 떨어져 있던 고(古)유럽 ·고북아메리카대륙 ·고시베리아대륙 및 곤드와나대륙이 서로 접근하여 충돌했기 때문인데, 이에 의하여 고생대 말기에는 모든 대륙이 하나로 결합되었다. 이를 초대륙(Pangaea)이라고 한다.
⑶ 기후:고생대 초기인 캄브리아기에는 당시에 고위도(高緯度) 지역이던 중국과 모로코 등지까지 비교적 두꺼운 탄산염암층이 발달한 것으로 미루어 현재보다 온난했던 것으로 보인다. 그러나 오르도비스기 후기에는 아프리카와 남아메리카의 남위 50 ° 범위 내에 넓은 빙성층(氷成層)이 형성되어 당시 남반구의 기온이 현재보다 낮은 상태였음을 보여준다. 실루리아기와 데본기는 퇴적층의 분포로 보아 현재의 기후와 비슷했을 것 같다.
석탄기 초기부터 페름기까지는 남극 주변부에 기온이 급격히 떨어져 당시 남극권 주위에 모여 있던 아프리카 남부 ·남아메리카 ·남극대륙 ·호주 및 인도대륙에 두꺼운 빙성층이 형성되었다. 그러나 당시 적도 부근에 위치한 유럽대륙과 북아메리카대륙의 대부분은 열대 및 아열대 지역이었고, 고위도지역인 일본에는 탄산염암이 형성된 것으로 보아 북극권 주변은 남극권보다 온난하였던 것으로 추정된다. 페름기 초기에는 다소 기온이 떨어졌으나 중기 이후 회복되었고, 북아메리카와 러시아 및 유럽 지역은 당시 위도로 북위 15∼30 °의 범위로, 탄산암염 등이 두껍게 발달되었다.
6. 중생대의 세계
중생대는 2억 2500만 년 전부터 6500만 년 전까지의 시기로, 약 1억 6000만 년간 지속되었다. 이 시기는 초기의 트라이아스기, 중기의 쥐라기, 후기의 백악기로 나뉜다. 파충류와 겉씨식물이 크게 번성하여 파충류의 시대 또는 식물의 시대라고도 한다.
⑴ 생물계:파충류는 트라이아스기부터 급속히 분화 ·발전하여 그 종류가 다양해졌을 뿐 아니라, 어룡(魚龍)과 같은 일부는 다시 바다로 돌아가 생활환경도 크게 확대되었다. 특히 공룡류는 트라이아스기 후기에 출현하여 중생대 전반에 걸쳐 육지를 지배하였다. 초기의 공룡류는 크기가 작고 비교적 날렵하게 움직였으나, 쥐라기 이후에는 덩치가 매우 커졌다.
공룡류는 다른 대부분의 파충류가 몸을 땅에 대고 기어다니는 데 반하여 포유류와 같이 땅에서 몸을 떼고 네 발 또는 뒷발과 꼬리를 움직여 보행하였다. 공룡류는 분류학상으로 용반목(龍盤目)과 조반목(鳥盤目)으로 나뉘는데, 이는 그들의 골격 특히 골반구조의 차이에 의한 것이다. 용반목은 다시 수각류(獸脚類)와 용각류(龍脚類)의 두 아목(亞目)으로, 조반목은 조각류(鳥脚類) ·검룡류(劍龍類) ·각룡류(角龍類) ·곡룡류(曲龍類)의 네 아목으로 나뉜다. 이 중에서 수각류는 육식성 공룡으로 뒷발과 꼬리를 움직여서 걸었고, 용각류와 조반목의 4종류는 초식성 공룡으로 대부분 사지를 사용하여 걸었다.
용각류 중 브론토사우루스와 디플로도쿠스는 몸길이 30m, 몸무게 40t에 달하는 거대한 공룡인 것으로 보인다. 이러한 거대한 덩치는 운동에 부적당하였으므로 이들은 얕은 연못이나 늪지 부근에 서식하였을 것이다. 쥐라기에는 날개를 가진 익룡(翼龍)이 출현하여 파충류의 생활환경이 공중으로 확대되었다. 백악기의 프테라노돈은 그 펼친 날개의 너비가 9m에 달하였다.
한편, 쥐라기 후기에는 아르카이옵테리스(Archaeopteris)라는 시조새(始祖鳥)가 출현하였다. 비록 주둥이에 이빨과, 날개 앞부분에 발가락 흔적이 있고, 오늘날 조류에서 볼 수 있는 흉골(胸骨)의 발달이 미숙한 점 등 그 골격구조가 공룡류와 흡사하나, 꼬리와 날개의 깃털은 이것이 조류에 속하는 것임을 확인해준다. 크기는 비둘기 정도였으며, 짧은 거리를 미끄러져 갈 정도밖에는 날지 못하였을 것으로 생각된다. 트라이아스기 말기에는 포유류가 출현하였으나 그 후 중생대 동안에는 미미한 발달을 보였다.
식물계에서는 트라이아스기와 쥐라기에는 은행나무류 ·소철류 ·송백류 등 겉씨식물이 우세하였으며, 백악기 중기 이후에는 앞서 쥐라기에 출현한 속씨식물이 크게 번성하였다. 무척추동물로는 바다에 사는 연체동물인 암모나이트류와 벨렘나이트류가 크게 번성하였다. 특히 암모나이트류는 시대가 바뀜에 따라 그 모양이 변했기 때문에 시대를 결정해 주는 훌륭한 표준화석으로 이용되고 있다. 그 밖에 고생대에서와는 달리 육사산호와 팔사산호가 트라이아스기 중기부터 번성하였고, 이매패류 및 복족류와, 미생물인 유공충 ·규조 ·편모충 등이 중생대 후기에 현저하게 발전하였다. 어류는 현생종과 비슷한 것들이 많이 출현하였다.
⑵ 지각변동:고생대 말기에 형성된 하나의 초대륙은 중생대 트라이아스기 후기부터 다시 여러 대륙으로 분리되기 시작하였다. 우선 북아메리카대륙과 유럽대륙이 곤드와나대륙에서 분리되고, 곤드와나대륙도 아프리카 ·호주 ·남아메리카 및 남극 대륙으로 분리되기 시작하였다. 쥐라기 후기에는 인도와 마다가스카르가 아프리카에서, 그린란드가 북아메리카대륙에서 떨어져 나왔다. 이와 같은 대륙의 분열과 이동은 도처에서 지향사(地向斜)를 만들고 조산운동을 일으켰다.
특히 환태평양지역에서는 쥐라기 후기에 이르러 북아메리카 서부의 네바다조산운동, 일본의 오가[大賀]조산운동, 한국의 대보(大寶)조산운동, 중국의 옌산[燕山]조산운동 등이 활발히 전개되었고, 백악기 말기에도 계속 지각변동과 화성활동이 일어났다. 북아메리카 서부에서는 라라미드조산운동이 일어나 고생대 이후 북아메리카 서부지역에 발달된 코딜레라지향사를 습곡산맥(褶曲山脈)으로 변형시켜 현재의 로키산맥의 골격을 이루어 놓았다.
⑶ 기후:전체적으로 보아 고생대와 신생대보다 온난하였다. 트라이아스기에는 사구사암(砂丘砂岩)이 당시의 고위도 지역까지 넓게 발달된 반면 빙성층이 알려져 있지 않은 점으로 보아 전세계적으로 건조하고 온난한 기후였던 것으로 추정된다. 특히, 쥐라기와 백악기 초기에는 아열대성 식물들이 위도 70°의 고위도 지방까지 번성하였던 것으로 보아 매우 온난하고 습윤한 기후였을 것이다. 그러나 백악기 후기에는 서늘한 기후로 변하였는데, 이는 백악기 후기에 있었던 대륙의 융기 때문인 것으로 해석된다.
7. 신생대의 세계
신생대는 6500만 년 전부터 현세에 이르는 지질시대의 마지막 시기이다. 크게 제3기와 제4기로 나뉘고, 제3기는 차례로 팔레오세 ·에오세 ·올리고세 ·마이오세 ·플라이오세로 세분되며, 제4기는 홍적세와 충적세로 구분된다. 제3기의 팔레오세 ·에오세 ·올리고세를 묶어 고제3기(古第三紀)라 하고, 마이오세와 플라이오세를 합쳐 신제3기(新第三紀)라고도 한다. 신생대 초기에는 현재 지구상의 대륙과 해양이 대체적인 윤곽을 드러내기 시작하여 점차 시간이 흐르면서 그 모습을 갖추었다. 생물계에서는 포유류와 속씨식물이 급격히 번성하여 현재의 동 ·식물계를 이루게 되었고, 제4기에는 인류가 출현하여 현대인으로 진화하였다.
⑴ 생물계:포유류는 중생대트라이아스기에 이미 출현하였으나 이들 원시포유류는 덩치가 극히 작았을 뿐 아니라 그 수도 적었고, 대부분 중생대 말기에 전멸하였다. 현재의 포유류는 백악기 말기에 판토테리아(Pantotheria)에서 진화한 유대류(有袋類)와 유태반류(有胎盤類)가 신생대로 넘어와 크게 번성한 것이다. 중생대의 육지와 바다 및 공중을 지배한 공룡 ·어룡 ·익룡은 백악기 말에 절멸되어 신생대 초기에는 생태계에 큰 공백이 생겼고, 포유류는 이를 이용하여 매우 빠른 속도로 진화하였다.
초기의 포유류는 대체로 작은 몸과 작은 두개골에 짧은 사지와 다섯 개의 발가락, 44개의 치아를 가졌으나, 점차 진화가 진행됨에 따라 몸과 두개골이 커지고, 사지의 구조도 생활습성에 따라 세분화하고 치아의 수도 감소하였다. 이와 같은 현상은 말 ·낙타 ·코끼리 등의 조상를 통해 잘 나타난다. 유대류는 생존경쟁에서 유리한 조건을 갖춘 유태반류에 압도되어 대부분 지역에서 소멸되었으나 호주대륙에서는 아직까지 그 명맥을 유지하고 있다. 신생대 초기에 호주대륙이 다른 대륙에서 격리되어, 다른 동물의 침입이 불가능했기 때문이다. 식물계는 백악기 중기 이후 번성한 속씨식물이 신생대에 들어와 그 종류가 더욱 다양화하고 현대화하였다.
신생대 초기의 팔레오세와 에오세의 온대산림에는 포플러 ·자작나무 ·오리나무 등이, 올리고세의 온대삼림에는 참나무 ·너도밤나무 ·밤나무 등이 나타났고, 마이오세에는 초원이 넓게 발달하였다. 마이오세 이후에는 기온이 점차 낮아져 열대 ·아열대 식물은 적도지역으로 축소되고 대신에 한대성 식물이 남쪽으로 크게 확산되었다. 바다에서는 이매패류와 복족류 등 연체동물이 계속 발전하였고 유공충도 크게 번성하였다. 특히 고제3기에는 화폐석(貨幣石)이라는 대형 유공충이 번성하여 이 시대를 화폐석의 시대라고 부르기도 한다.
⑵ 인류의 출현:신생대에서 가장 중요한 사항은 인류의 출현이다. 인류는 분류학적으로 영장목(靈長目)에 속하는데, 영장목의 선조는 신생대 초기의 여우원숭이와 안경원숭이에서 시작되어 신생대 중기의 원숭이류를 거쳐 신생대 말기에 인류의 선조가 되는 원인(猿人)으로 발전한다. 최초의 원인은 오스트랄로피테쿠스(Australopithecus africanus)로, 이 원인은 두개골의 크기가 현대인의 반 정도밖에 안 되었고 아직 턱과 이마의 구조가 원숭이류와 유사하였다.
이후에 출현한 직립원인(直立猿人)은 두개골의 크기가 현대인의 2/3에 가까웠고 치아구조도 현대인에 가까운 모습을 하였으며, 불을 사용할 줄 알았다. 직립원인 이후에는 두개골의 크기와 치아구조가 현대인과 흡사한 네안데르탈인이 출현하였다. 현대인보다 체구가 작고 조금 굽은 네안데르탈인은 약 30만 년 전에 출현하여 7만 년 전까지 생존하였으며, 종교의식을 행한 흔적이 있다. 그 후 약 3만 5000년 전에는 현대인과 같은 종에 속하는 크로마뇽인이 출현하여 현대인(Homo sapiens)의 선조가 되었다.
⑶ 지각변동:신생대에는 대륙의 분리와 이동이 더욱 활발해졌다. 신생대 초기에 호주대륙과 남극대륙이 갈라져 나갔고, 인도가 세이셸군도에서 떨어져 나와 북쪽으로 이동하여 유라시아대륙과 충돌하게 되었다. 이로 인해 고생대 이래 남반구와 북반구에 가로놓인 테티스해가 사라지고, 이 지역을 따라 알프스-히말라야조산운동이 일어나 알프스산맥과 히말라야산맥이 형성되었다.
마이오세에는 아프리카로부터 아라비아반도가 분리되어 현재의 홍해와 아덴만이 이루어졌고, 미국의 캘리포니아만도 이 때에 생겼다. 대륙판들의 이동으로 중생대 이래 대서양과 인도양이 점차 확장되어, 대서양 북부에서는 홍적세 이래 그 너비가 약 48km가 넓어졌다. 한편, 제4기 동안에는 유럽의 스칸디나비아반도와 북아메리카의 허드슨만 지역이 그 동안 두터운 얼음으로 덮여 있다가 최후의 빙하기가 지난 후 점차 얼음이 녹자 크게 융기하였으며, 세계적으로 해수면(海水面)도 100m 정도 상승하였다.
⑷ 기후:신생대 초기인 팔레오세와 에오세는 일반적으로 온난하여 열대 ·아열대성기후가 폭넓게 발달하였다. 그러나 올리고세 초기부터는 기온이 점차 떨어졌고, 제4기 홍적세에 이르러서는 빙하시대가 내습하였다. 이러한 한랭한 기후가 발달한 시기를 대빙하시대(大氷河時代)라고 한다. 대빙하기에는 사이사이에 기온이 상승하여 온난한 기후를 유지하던 때들이 있었는데, 이 시기를 간빙기(間氷期)라 한다.
대빙하 동안에는 지금까지 모두 3회의 간빙기가 있었음이 밝혀졌고, 이 간빙기를 경계로 4개의 기간으로 구분된다. 또한 열대와 온대지역의 온도가 현재보다 5∼10℃ 낮았고, 유럽 북부와 시베리아의 대부분이 두꺼운 얼음에 덮여 있었다. 따라서 대양의 해수면이 현재보다 100m 정도 낮아, 러시아의 시베리아 동부와 북아메리카의 알래스카가 연결되었고, 영국이 유럽에, 동남아 근해의 섬들이 대륙에 육지로 연결되어 동식물의 이동이 가능했다. 현재는 네번째 빙하기가 지난 후의 간빙기에 해당되는 시기라고도 한다.