第四纪大冰期，整个地球有24%～32%的面积为冰所覆盖，冰川面积达4700万～5200万km2，还有20%的面积为永久冻土层，许多地区冰层厚达千米，海平面下降了130m。最盛时在北半球有三个主要大陆冰川中心，即斯堪的那维亚冰川中心（冰川曾向低纬伸展到51°N），北美冰川中心（冰流曾向低纬伸展到38°N），西伯利亚冰川中心（冰层分布于北极圈附近60°～70°N，有时可能伸展到50°N的贝加尔湖附近）。在距今1.8万年前的第四纪冰川最盛时期，年平均气温比现在低10～15℃。但第四纪大冰期并未造成大规模的集群灭绝，物种可以退却到少数“避难所”中得以生存。如东亚和美国东部都是这样的“避难所”，保存了比较多的古老物种。原始人类正是在第四纪冰期和间冰期的气候变化中发展成为现代人，古人类或许在这个时候从非洲走到欧洲、亚洲，通过“白令陆桥”到达美洲。
第四纪冰期的遗迹很多，如斯堪的纳维亚半岛的峡湾，北欧、中欧、北美洲众多的冰碛残丘，阿尔卑斯山的U形谷和陡峭的山峰，法国和瑞士交界处侏罗山的巨大的冰漂砾等，都是第四纪冰川作用留下的产物。第四纪大冰期最盛时，整个加拿大和北欧都在冰盖的覆盖下，冰川消退之后，留下了大规模的湖泊群，所以加拿大和芬兰都成了“千湖之国”。我国的第四纪冰川，是李四光于1922年首先在太行山东麓及山西大同盆地发现的，冰川的范围包括东北的长白山、大兴安岭、小兴安岭，北方和西北的崂山、泰山、华山、太白山、秦岭、五台山、太行山、吕梁山、阴山、贺兰山，南方的滇、黔、桂、赣、浙、西藏等山地和高原，也波及东部山区并常以冰舌向山麓平原流溢。在我国，这一时期也相应地出现了鄱阳亚冰期（137万～150万年前）、大姑亚冰期（105万～120万年前）、庐山亚冰期（20万～32万年前）与大理亚冰期（1万～11万年前）4个亚冰期。
2.4生物事件——生物演化史上的里程碑
达尔文的《物种起源》为我们揭示了地球生物的进化过程，然而地球演化史上的一次生物爆发事件，曾让提出演化论的达尔文也非常困惑，他在《物种起源》中写道：“这件事情到现在为止都还没办法解释。所以，或许有些人刚好就可以用这个案例，来驳斥我提出的演化观点。”科学家在35亿年前形成的岩石里，找到曾经生活在海洋里的单细胞生物菌藻类形成的化石。尽管这是一些微小的化石，需要用电子显微镜才能看到，但根据这些化石我们得知，最早的地球生命以单细胞的形式在海洋里延续了近30亿年。然而，到了大约在6.8亿年前，海洋里突然出现了个体较大、结构复杂的多细胞生物。令人遗憾的是这些生物绝大多数没有硬体，很难保存成化石。古生物学家在澳大利亚的埃迪卡拉，劈开褐色的薄层泥岩，发现许多不同动物的印模化石，有的像水母、蠕虫，有的像珊瑚动物以及其他动物。科学家把这一个动物群命名为埃迪卡拉动物群，代表生活在6.8亿年前海洋中的生物群。与寒武纪生物大爆发所带来的惊喜不同，地球演化历史上的生物灭绝事件无疑是一场巨大的灾难，而且灾难曾不止一次地在地球上降临。自从6亿年前多细胞生物在地球上诞生以来，物种大灭绝现象已经发生过5次。
2.4.1达尔文的困惑——生物大爆发事件
埃迪卡拉动物群，被认为是寒武纪生物大爆发的起源，也是20世纪古生物学最重大的发现。这一发现，使科学界摈弃了长期以来认为在寒武纪之前，不可能出现相对于原生动物的多细胞动物化石的传统观念。埃迪卡拉动物群包含3个门，19个属，24种低等无脊椎动物。尽管它们的形态、结构都很原始，多保存为印痕化石，但它们包含的多种形态奇特的动物化石是人们迄今为止发现的最古老、最原始的，也是最有说服力的生物证据。
尽管有关埃迪卡拉动物群的性质还有许多争议，但其奇怪的形态令许多学者相信，埃迪卡拉动物群是后生动物出现后第一次适应辐射。它们采取的不同于现代大多数动物采取的形体结构变化方式，不增加内部结构的复杂性，只改变躯体的基本形态，使体内各部分充分接近外表面，在没有内部器官的情况下进行呼吸和摄取营养。可以认为，埃迪卡拉动物群是在原始大气层氧含量较低和高辐射量的条件下，后生动物大规模占领浅海的一次尝试，结果失败了。按Seilacher的观点，埃迪卡拉动物群可分为辐射状生长、两极生长和单极生长3种类型。除辐射状生长的类型中可能有与腔肠动物有关系的类群外，其他两类与寒武纪以后出现的生物门类无亲缘关系，说明已经绝灭。
在后来的演化过程中，后生动物采取了第二种方式，使内部的器官复杂化和物种多样化，生命进化出现飞跃式发展的。几乎所有动物的门类都在这一时期出现了，节肢、腕足、蠕形、海绵、脊索动物等一系列与现代动物形态基本相同的动物在地球上“集体亮相”，形成了多种门类动物同时存在的繁荣景象。在世界各地后续发现的诸如中国云南“澄江生物群”等共同印证了这一生命进化史上的壮观景象，于是被形象地称为“生物大爆发”。
“生物大爆发”形象地描绘了寒武纪生物的快速演化及辐射发展。然而，这种“快速”“爆发”是以地质时代为尺度的。也就是说从地球整个历史来看这一事件是快速的、用时是短暂的。而绝大多数动物门类的突然出现，它是一个自然演化过程，是各种物质因素的综合诱导，从量的积累到质的飞跃。针对大爆发，演化论者曾经提出过几种假设：一是地球在寒武纪之后才出现足以保存化石的稳定岩层，而前寒武纪的沉积物毁于地热和压力无法形成化石。二是生物到了寒武纪才演化出能够形成化石的坚硬躯体。三是大气中累积足够的氧气量，足以使大量动物短时间演化，并且形成臭氧层隔离紫外光。四是某些掠食性动物侵入物种稳定平衡的地区，减少原先占优势的物种，释放生态栖位给其他物种，进而促进大量物种歧异度的增加。虽然对生物大爆发的原因现在仍没有定论，但是生物大爆发带来了地球演化史上的一个全新的阶段，值得我们欢呼雀跃。
2.4.2优胜劣汰——生物大灭绝与新物种兴起在生物大爆发之后的相当长的时间里，海生无脊椎动物真正达到繁盛。在距今4.4亿年前的奥陶纪末期，各大陆上不少地区相继发生重要的构造变动，大部分地区海洋消退上升成陆地，部分地区还要褶皱成山，地壳的古地理轮廓被改变。按古地磁数据，奥陶纪时期，各大陆相对于两极的位置和大陆之间的相对位置都曾发生过重要的改变，南极应位于现在北非西北部，北极应位于南太平洋，大陆地区基本上位于南半球，南大陆的东部仍处于赤道附近。在奥陶纪晚期，南大陆的西部发生了大规模的大陆冰盖和冰海，大片的冰川使洋流和大气环流变冷，整个地球的温度下降了，冰川锁住了水，导致全球海平面的下降。使得原先丰富的沿海生物圈被破坏，全球第一次物种大灭绝发生了，大约有85%的物种灭绝。在距今约3.65亿年前的泥盆纪后期，中太平洋地幔柱喷发出大量火山灰和温室气体，导致地球气候变冷和海洋退却，海洋生物再一次遭到重创。
祸兮福之所倚，福兮祸之所伏。“祸”“福”是对立矛盾的，陆地面积扩大，海洋面积缩减，促使原来在海里生活的生物向陆地上转移。在志留纪晚期，在滨海地区的沼泽中，出现了一种极为原始的蕨类植物，这类植物的根、茎、叶都还没分化出现，故被称为裸蕨，它们是首先登上陆地的植物。到了泥盆纪，陆地上的植物增多，而且大多有根有茎，枝叶茂盛。这些植物，仍以蕨类为主，不过它们可不像今天我们还可看到的那种矮小的草本植物的蕨类，而是多为高大的木本植物，特别是在进入石炭纪以后，这些植物更为茂盛。它们在许多地方组成了茂密的森林，树木的高度有达到40m，茎的基部最粗的有3m。动物登上陆地比植物要晚，但在泥盆纪，脊椎动物飞越发展，鱼类相当繁盛，故被称为“鱼类时代”，从总鳍类演化而来地原始爬行动物——四足类（四足脊椎动物）地出现，到了石炭、二叠纪时，地球上变成了两栖类动物的天下。昆虫有1300种以上，其中有形体特别大的，翅膀就有70cm长。生物界面貌的这种一次次变革是否能够归功于“地质事件”的发生，尚且难于定论。但从生物界为了适应改变了的生态环境而加速自身进化的角度讲，“地质事件”起到了催化剂、加速器的作用。至于那些已经灭绝的物种，是否可“物竞天择、适者生存”的法则来解释？
发生在距今约2.5亿年前二叠纪末期的第三次物种大灭绝，是地球史上最大最严重的一次，估计地球上有96%的物种灭绝，其中90%的海洋生物和70%的陆地脊椎动物灭绝。这次大灭绝使得占领海洋近3亿年的主要生物从此衰败并消失，让位于新生物种类，生态系统也获得了一次最彻底的更新，为恐龙类等爬行类动物的进化铺平了道路。科学界普遍认为，这一大灭绝是地球历史从古生代向中生代转折的里程碑，它使地球生物演化进程产生了重大的转折。第四次物种大灭绝发生在距今1.95亿年前的三叠纪末期，估计有76%的物种，其中主要是海洋生物在这次灭绝中消失。但这次事件促进了现代生物群开始粉墨登场。随着气候由干热向温湿转变，植物趋向繁茂，低丘缓坡则分布有和现代相似的常绿树，如松、苏铁等，而盛产于古生代的主要植物群（尤其是裸子植物）几乎全部灭绝。第五次生物大灭绝发生在距今6500万年前白垩纪末期，尤以恐龙时代终结而闻名。第五次生物大灭绝的最大贡献在于，消灭了统治地球长达14000万年之久的霸主恐龙及其同类，并为哺乳动物及人类的最后登场提供了契机。
关于这次灭绝的原因，最通行的说法是源于地外空间行星撞击和火山喷发，在白垩纪末期发生的一次或多次陨星雨造成了全球生态系统的崩溃。撞击使大量的气体和灰尘进入大气层，以至于阳光不能穿透，全球温度急剧下降，这种黑云遮蔽地球长达数年之久，植物不能从阳光中获得能量，海洋中的藻类和成片的森林逐渐死亡，食物链的基础环节被破坏了，大批的动物因饥饿而死，其中就有恐龙。
地球不属于人类，而人类属于地球。生物进化过程是多种多样的。生物演化过程中的“灾变”即绝灭事件和“大爆发”都是进化过程中的优胜劣汰的自然选择过程，而不是生物界的毁灭。所谓“绝灭事件”，是指生物演替变化最大的时期，是指某一类或一批生物门类在或长或短的一段时间内逐渐被淘汰或只有少量适应环境变迁的物种保留。绝灭事件的原因很多，有地球外的（宇宙的）原因，也有地球内部的原因。例如众所周知的恐龙绝灭事件，专家们提出的原因假设有数十种之多。我们通常用“突然绝灭”来形容，而实际上这个“突然”是一个经历了大约千万年之久的漫长过程。在生物进化历程中，每次大绝灭事件之后都是生物的复苏和大发展，这是生物界进化的普遍规律。
然而，自从人类出现以后，特别是工业革命以后，由于人类只注意到具体生物源的实用价值，对其肆意地开发，而忽视了生物多样性间接和潜在的价值，使地球生命维持系统遭到了人类无情的蚕食。科学家估计，如果没有人类的干扰，在过去的2亿年中，平均大约每100年有90种脊椎动物灭绝，平均每27年有一个高等植物灭绝。在此背景下，人类的干扰，使鸟类和哺乳类动物灭绝的速度提高了100～1000倍。自公元1600年以来，有记录的高等动物和植物已灭绝724种，而绝大多数物种在人类不知道以前就已经灭绝了。如果我们把人类出现以来的生物灭绝看成一次事件的话，那么与前5次不同的是这次灭绝的生物可能就是人类自身。
经粗略测算，400年间，生物生活的环境面积缩小了90%，物种减少了一半，其中由于热带雨林被砍伐对物种损失的影响更为突出。估计1990～2020年间由于砍伐热带森林引起的物种灭绝将使世界上的物种减少5%～15%，即每天减少50～150种。在过去的400年中，全世界共灭绝哺乳动物58种，大约每7年就灭绝一个种，这个速度较正常化记录高7～70倍；在20世纪的100年中，全世界共灭绝哺乳动物23种，大约每4年灭绝一个种，这个速度较正常化记录高13～135倍……以下是一组来自国家环保总局的最新数据，中国被子植物有珍稀濒危种1000种，极危种28种，已灭绝或可能灭绝7种；裸子植物濒危和受威胁63种，极危种14种，灭绝1种；脊椎动物受威胁433种，灭绝和可能灭绝10种……生物多样性受到了有史以来最为严重的威胁，生存问题已从人类的范畴扩展到地球上相互依存的所有物种。许多人都在思考着同样一个问题——我们能留给下一代什么？是尽可能丰富的世界，还是一个生物种类日渐贫乏的地球？不断攀升的数字敲响了警钟，为人类改造世界的美梦蒙上了一层阴影，不少人惊恐地自问：不曾孤独来世的人类，难道注定要孤独地离开？答案也许可以从150年前一位印第安酋长的话中找到——“地球不属于人类，而人类属于地球。”