Гора до Южния полюс: какво разказва керн от Антарктида отпреди 90 милиона години

Статията в „Nature“ от 1 април 2020 г. не описва нито джунгла, нито динозаври. Екип с водещ автор Йохан Клагес (Johann Klages) от Института „Алфред Вегенер“ представи керн от морското дъно, в който има корени, цветен прашец и спори от умерена дъждовна гора. Тя е растяла преди около 90 милиона години само на около 900 км от тогавашния Южен полюс. Находката е ценна, защото показва колко топла е била Земята в средата на кредата и колко въглероден диоксид е било нужно за такава топлина.

Как стигнаха до слоя

Пробата е взета през 2017 г. по време на експедицията PS104 на изследователския кораб „Polarstern“. Обектът е в шелфовото корито Пайн Айлънд (Pine Island trough) в залива Амундсен, което започва пред ледниците Пайн Айлънд и Туейтс. Координатите са 73,57° ю.ш. и 107,09° з.д., на дълбочина 946 м. От миоцена до плейстоцена леден поток е ровил дъното, а издигането на земната кора е изкарало по-старите пластове близо до повърхността. Върху тях обаче лежи ледников нанос, през който обикновените сондажи не са минавали. Затова екипът използва подводното сондажно устройство MARUM-MeBo70 и стигна на 30,7 м под дъното.

Отгоре има няколко метра ледникови и морски наноси, после 17–24 м пясъчник, чиято възраст не е по-голяма от около 40 милиона години. На около 26,8 м се намира слой лигнит с дебелина 5 см, а под него — около 3 м тъмна глинеста скала с непрекъсната мрежа от вкаменени корени, която слиза поне до 30 м. Ядрото е снимано и с рентгенова компютърна томография. Паренхимните клетки в корените показват, че това са остатъци от съдови растения, растели на самото място.

Какви растения са били там

В слоя има над 62 вида цветен прашец и спори. Преобладава прашецът на иглолистни дървета от семействата Podocarpaceae и Araucariaceae, има много папрати, включително дървовидни. Растения от семейство Proteaceae вероятно са образували цъфтящ храсталак под дърветата. Спорите на торфения мъх Sphagnum в лигнита подсказват временно торфено блато. Липидите на цианобактерии показват, че в сладководните водоеми е имало дънни бактериални постелки.

Възрастта е определена по цветния прашец и по магнитната полярност на скалата. Има видове, познати от слоеве със същата възраст в Нова Зеландия, а липсва прашецът на южния бук (Nothofagus), типичен за по-млади пластове. Полярността е нормална, както е през дълъг период на кредата. Така слоят се оказва на 92–83 милиона години. Положението на мястото тогава екипът възстанови с реконструкция на тектонските плочи и палеомагнитни данни: около 82° ю.ш.

Какъв е бил климатът

Прашецът дава средна годишна температура около 13 °C, валежи около 1120 мм годишно и среден най-топъл месец от около 18,5 °C. Тази оценка се основава на съвременните роднини на изкопаемите растения, затова авторите я проверяват с независим метод. По състава на липидите от цианобактерии лятната температура на езерата и реките е била около 20 °C. Въпреки това мястото е имало над четири месеца пълна полярна нощ.

След това учените пуснаха климатичния модел COSMOS при 280, 560, 1120 и 1680 ppmv въглероден диоксид. Лятна температура около 20 °C на 82° ю.ш. се получи само при 1120–1680 ppmv, а и тогава средногодишната температура остана под 13 °C. Авторите заключават, че са били нужни едновременно много CO₂ и гъста растителност по суша без големи ледени покриви. Растителността поглъща повече слънчева светлина от леда и затова затопля. Според тях този извод до голяма степен изключва значителен леден щит или морски лед в и около Антарктида през този период. Те добавят, че днешният леден щит има охлаждащ ефект в свят с много CO₂ заради отразяването на светлината.

Какво показаха следващите изследвания

През 2026 г. екип с водещ автор Salzmann се върна към същия керн в „Communications Earth & Environment“. В лигнита и в скалата под него откриха дървесни въглища и полициклични ароматни въглеводороди. Те сочат чести повърхностни пожари при около 370–400 °C. Пожарите съвпадат с преход от блатна гора към открито торфено блато със Sphagnum. Авторите го определят като най-старото известно въглеобразуващо торфено блато от този тип на южните високи ширини, на около 90 милиона години. Те предполагат, че повтарящите се пожари са поддържали растителността открита. Анализирани са малко проби, от един обект близо до брега, а източникът на запалване не е определен.

През 2024 г. в „Science“ част от същия екип (с водещ автор Клагес) описа друг момент: началото на олигоцена, преди около 33,7–33,2 милиона години. Седиментите от тихоокеанския бряг на Западна Антарктида говорят за хладно-умерени условия, при които западният леден щит не се е образувал. Моделите на авторите показват силно неравномерен леден щит на континента.

Докъде стига един керн

Изводите за кредата идват от един обект и от около 3 метра скала. Авторите отбелязват, че данните за въглеродния диоксид през този период са малко и разпръснати, че сравнението със съвременните роднини на растенията става по-несигурно с възрастта на вкаменелостите, и че моделът занижава средногодишната температура. Затова цифрите са оценки, а не измервания. Динозаври в статията не се споменават: гората е възстановена от растителни остатъци и химически следи.