В результате процессов горообразования в миоцене по мере пододвигания Тихоокеанской плиты под Южно– и Северно-Американскую плиты появились Анды и поднялись Сьерра-Невада и Каскадные горы, экзотические террейны. Эти горные цепи влияли на характер погоды и глобальную циркуляцию воздуха и осадков, создавая эффект дождевой тени на подветренной стороне гор, пустыни и равнины.

В середине миоцена фиксируется повышение температур на 5 °C, известное как миоценовый климатический оптимум (МКО). МКО охватывает период с 17 до 15 млн лет назад, до похолодания и ледниковых периодов кайнозойской эры. Палеоклиматологи считают, что потепление первоначально стало результатом поднятия гор, приведшего к изменению погоды, характера циркуляции воздуха и более теплых океанских течений, что, в свою очередь, обусловило сокращение площади Антарктического ледникового щита. Палеоклиматологи изучают информацию о температуре и концентрации диоксида углерода по результатам анализа изотопов бора и кислорода. Данные получены при изучении морских фораминифер-обитателей дна, живших в миоцене, и демонстрируют строгую корреляцию с увеличением уровня диоксида углерода в атмосфере. Климат становился более теплым, и ледниковые щиты таяли из-за роста концентраций углекислого газа и метана[535]. Фораминиферы, например, служат индикатором распространения льда и температур в придонных слоях океана. Климатологи считают, что Антарктический ледниковый щит реагировал на средние концентрации диоксида углерода (350–400 ppm (миллионных долей)) более интенсивно, чем предсказывали модели. Такое таяние было более вероятным потому, что часть ледникового щита в подледном бассейне Аврора находилась ниже уровня моря. Кроме того, возможно, свой вклад вносили ледниковые щиты Северного полушария за счет более быстрого нарастания и сокращения.

МКО также оказывал влияние на наземных позвоночных, но они не были столь зависимы от конкретных экологических ниш, как беспозвоночные, потому что могли мигрировать в поисках лучших условий. В этот период, с 18 до 16,5 млн лет назад, когда средняя температура была 22 °C, множество видов позвоночных адаптировались к более теплым условиям за счет миграции в другие области. Некоторые виды фауны вымерли, когда примерно через 2 млн лет – около 14 млн лет назад – климат резко изменился и средняя температура упала более чем на 11 °C[536].

В наши дни площадь Средиземного моря составляет 2 500 115 км2. Кажется невероятным, что оно когда-нибудь высохнет и превратится в безводный бассейн, но в самом конце миоцена произошло событие, масштабы которого были несопоставимы со всем, что наблюдали ученые за последние 20 млн лет истории океанов. В период с 5,59 млн лет назад до 5,33 млн лет назад (начало плиоцена) Средиземное море оказалось почти или полностью отрезано от притока воды из Атлантического океана и пересыхало. Этот период, начавшийся 5,93 млн лет назад, известен как мессинский кризис солености (назван так по мессинскому веку миоцена). Поскольку без поступления в бассейн свежей океанской воды вода в море становилась все более соленой и испарялась, формировались эвапориты и отложения соли. Эти отложения состоят из верхнего слоя мощностью несколько сотен метров и нижнего слоя мощностью несколько тысяч метров. Слои были выявлены в кернах, отобранных при бурении, выполненном судном «Гломар Челленджер» в ходе реализации проекта глубоководного бурения в 1970 г. Строение слоев указывает на то, что они сформировались за относительно короткий (в масштабах геологического времени) период – менее чем за 1 млн лет[537]. Масса отложений эвапоритов и слоев соли настолько велика, что на них приходится 5 % соли всего Мирового океана, связанной в этих пластах объемом более 1 млн км3 [538].

Как только дно Средиземного моря стало относительно сухим, скорость эрозии значительно увеличилась, поскольку формировались континентальные отложения. Исследователи полагают, что дно Средиземного моря понизилось на сотни метров, исходя из того, насколько глубоко произошло врезание небольших и крупных рек, включая Рону и Нил. В ответ на понижение уровня дна изменились потоки грунтовых вод, которые высекали и разрушали карстовые и известняковые районы в Центральной Европе. Животные из Африки, скорее всего, мигрировали через пересохший океанический бассейн[539].

Первоначально исследователи предполагали, что причина средиземноморского соляного кризиса была связана с изменениями уровня суши под влиянием глетчерного льда. Однако в 1999 г. геологи выяснили, что Средиземное море было отрезано от Атлантического океана в результате изменения положения литосферных плит, возможно, сопровождавшегося дополнительными климатическими отклонениями, которое было связано с периодическими изменениями орбиты Земли и изменением ориентации оси Земли[540]. Какова бы ни была причина, в несколько этапов произошло сначала частичное, а затем полное закрытие пролива, соединяющего Средиземное море с открытым океаном.

Гибралтарский пролив образовался в результате мощного наводнения, произошедшего 5,33 млн лет назад, на границе миоцена и плиоцена. Наводнение, почти невообразимое по сравнению с теми, что наблюдаются сегодня, называют занклским наводнением. В результате этого события свежая морская вода снова стала поступать в Средиземное море, и в течение нескольких лет мессинский кризис солености закончился. С помощью бурения скважин и сейсмических данных геологи обнаружили 200-метровый канал, прорезанный потоком воды при наводнении, свидетельствующий о том, что вода поступала в морской бассейн со скоростью около 300 км/ч[541]. Придонный слой ила, состоящий из остатков фораминифер, указывает на восстановление средних значений солености и температуры воды в Средиземном море.

Относительно недавняя эпоха плиоцена, поздняя часть неогена, знаменует постепенное похолодание климата на Земле с распространением лугов и саванн. Сокращалась площадь лесов и закрытых растительных сообществ. Пастбищные животные на суше перемещались на дальние расстояния в поисках новых источников пищи и расселялись все дальше, переходя через появлявшиеся сухопутные мосты. Панамский сухопутный мост, соединяющий Северную и Южную Америки, образовался в результате сдвига к востоку Карибской плиты.

В ответ на похолодание климата млекопитающие неогена начали увеличиваться в размерах. Палеонтологи провели исследование этой эволюционной тенденции к увеличению размеров тела: они изучили тысячи ныне живущих видов птиц и млекопитающих на протяжении кайнозоя и использовали модели для получения прогнозов о размерах тела в ответ на изменение климатических условий. Ученые установили, что скорость эволюции увеличивается в периоды похолоданий, и такие условия благоприятствуют более крупному размеру тела[542]. Исследователи также связали увеличение размеров тела с более холодным климатом. Немецкий биолог Карл Бергман в XIX в. сформулировал правило Бергмана, согласно которому эндотермные (теплокровные) животные, обитающие в более высоких широтах и на большей высоте над уровнем моря, имеют более крупный размер тела по сравнению с представителями того же (или близкородственного) вида, обитающими в низких широтах[543]. Иными словами, правило устанавливает корреляцию между более крупным размером тела и более холодным климатом, указывая, что такие размеры могут иметь адаптивные преимущества, связанные с лучшей терморегуляцией в холоде. Критики правила Бергмана утверждают, что оно применимо не во всех случаях. Ученые, занимающиеся изучением млекопитающих кайнозоя, являются сторонниками этого правила, хотя и не согласны с тем, что правило