Четвертинним, або квартером, або льодовиковим періодом називається той проміжок часу, в один мільйон – 5000 тис. років (інші данні 2,5 - 1,5 млн. років), коли різкі зміни клімату, що супроводилися різким розвитком континентальних льодовикових покривів у країнах з холодним і помірним кліматами, змінили характер флор і фаун, які склалися в пліоцені, і спричинили до розподілу організмів на землі в його теперішньому стані. Саме в льодовиковому періоді вперше з’явилася на арені життя людина.
Безперечно, причини, що викликали льодовикові явища мали загальний характер, оскільки ознаки тимчасового похолодання клімату відомі у всіх країнах земної кулі, не виключаючи екваторіальні пояси. Однак найрізкіше вони виявлені в північній півкулі.
Ознаки похолодання клімату почали помічатися в Європі вже в пліоцені. На кінець пліоцену похолодання посилилося настільки, що в альпійських країнах утворилися значні льодовики. Це перше похолодання прийнято називати гюнцським зледенінням (від назви альпійської місцевості, де його сліди найкраще виражені). Через те, що це перше похолодання не спричинило до значних змін флори і фауни, вони зберегли пліоценовий характер. Подальші три похолодання були незрівнянно значніші і викликали щоразу в Європі утворення потужних покривів континентального льоду, який, маючи центр на Скандинавському півострові, поширюється далеко на південь. За останніми даними, такі ж льодовикові покриви виникали в Сибіру, причому одним з центрів їх утворення був Таймирський півострів. Три ці зледеніння, як і перше, мають назви альпійських місцевостей, де вони найдокладніше вивчені, вони називаються міндель, рис і вюрм. Тривалі проміжки часу, під час яких, через потепління клімату, суша звільнялася від льодовикового покриву і знову заселялася тваринами і рослинами, називалися ім’ям відокремлюваних ними зледенінь гюнц – міндельським, міндель-риським і рис-вюрмським міжльодовиків’ями. Час після закінчення вюрмського зледеніння і до наших днів називається післяльодовиковим.
Причини виникнення льодовикового періоду:
Не слід думати, що періодичні зледеніння четвертинного періоду можна цілком пояснити якою-небудь однією гіпотезою.
1) Щоб з’ясувати утворення потужних покривів льодовикової криги, треба припустити порівняно незначне зниження температури (до 50С), що супроводиться збільшенням кількості опадів. Кліматологи припускають, що головним фактором утворення льодовиків було не зниження середньорічної температури, а зниження температури літа внаслідок чого великі сніги, що випадали в горах за зиму не встигали танути протягом літа і скупчувалися у вигляді великих льодових покривів, які сповзали на рівнину. Вплив ряду холодних і вологих літ добре видно на сучасних льодовиках, які в такі періоди, що регулярно повторюються через кожні 35 років, помітно спускаються в долини.
Щодо клімату міжльодовиків’їв, він загалом наближається до сучасного, але був приблизно на 2-30 тепліший.
2) Різкі зміни клімату добре пояснюються гіпотезою переміщення полюса або, точніше – гіпотезою переміщення материків відносно незмінної точки полюса. Згідно з припущеннями Кеппена і Вегенера точка полюса в льодовиковому періоді пересунулась у бік материків на цілих 150 широти, а також полюс просувався далі протягом льодовикового періоду, описуючи коло навкруги свого положення.
Відповідно до цього зледеніння західної і східної півкуль не були синхронні, тобто найбільшому похолоданню західної півкулі відповідало потепління східної, і навпаки. Однак, ця гіпотеза цілком недостатня для пояснення періодичності льодових явищ, не пояснює вона і загальності поширення льодових явищ по всій земній кулі. Для пояснення цих явищ припускають періодичну зміну якогось фактора загального порядку, яким може бути – сонячна радіація.
3) Розрахунки показують, що кожні 91 тис. років орбіта, по якій Земля обертається, змінюється, і змінюється нахил площини Земного екватору.
4) Щодо четвертинного льодовикового періоду, то він як і інші, міг бути зумовлений віковою зміною сонячної сталої, яка змінюється під впливом ендогенних радіоактивних процесів в Сонці: тепер 1 см2 одержує на межі земної атмосфери три калорії тепла за хвилину, а в четвертинному періоді величина цієї сталої могла бути і нижча.
5) Також, як припускав Арреніус, велика кількість СО2 та водяної пари, що викидаються в атмосферу в періоди посилення вулканічної діяльності, яке спостерігається саме в третинному та четвертинному періодах, теж могла змінювати температуру на поверхні Землі, в наслідок більшого вбирання сонячної теплоти атмосферою (так, при підвищенні СО2 вдвоє – температура повинна зрости на 40С, і навпаки).
6) Безперечно, важливу роль в утворення льодовиків відігравали континентальні підвищення, що сприяли конденсації опадів у вигляді снігу. Великий вплив повинен був зробити розподіл моря і суші, від якого залежить як розподіл теплих і холодних морських течій, так і розподіл атмосферних циклонів і антициклонів. Так навіть порушення континентального зв’язку Європи з Північною Америкою через Гренландію, допустило теплі струмені Гольфстріму до північних берегів Європи, прискоривши танення вюрмського льодовика.