Geologer afslører Antarktis fossile skove

Under Antarktis sommer, fra slutningen af ​​november til januar, UW-Milwaukee geologer Erik Gulbranson og John Isbell besteg McIntyre Promontorys frosne skråninger i de transantarktiske bjerge. Højt over ismarkerne, de finkæmmede bjergets grå sten for fossiler fra kontinentets grønne, skovklædt fortid.

Ved turens afslutning, geologerne havde fundet fossile fragmenter af 13 træer. De opdagede fossiler afslører, at træerne er over 260 millioner år gamle, hvilket betyder, at denne skov voksede i slutningen af ​​den permiske periode, før de første dinosaurer, da Antarktis stadig var på Sydpolen.

"Folk har kendt til fossilerne i Antarktis siden Robert Falcon Scott-ekspeditionen 1910-12, " sagde Gulbranson, en palæøkolog og gæsteadjunkt i UWMs Institut for Geovidenskab. "Imidlertid, det meste af Antarktis er stadig uudforsket. Sommetider, du er måske den første person, der nogensinde har bestiget et bestemt bjerg."

Tidsrammen er præcis, hvad de leder efter. Permperioden sluttede for 251 millioner år siden i historiens største masseudryddelse, da Jorden hurtigt skiftede fra ishus- til drivhusforhold. Mere end 90 procent af arterne på Jorden forsvandt, herunder polarskovene. Gulbranson mener, at træerne i de antarktiske skove var en ekstremt hjertelig art og forsøger at fastslå, hvorfor de uddøde.

Mange forskere mener nu, at en massiv stigning i atmosfæriske drivhusgasser, såsom kuldioxid og metan, forårsagede Perm-Trias-udryddelsen. Det er sandsynligt, at i løbet af 200, 000 år – kort tid, geologisk set – udgjorde vulkanudbrud i Sibirien mange tons drivhusgasser ud i atmosfæren.

Isbell, en fremtrædende professor i geovidenskab ved UWM, har tidligere undersøgt Antarktis' Permiske glaciale aflejringer for at bestemme, hvordan klimaet ændrede sig. På denne ekspedition, han brugte klipperne omkring de forstenede træer til at bestemme, hvordan fossilerne passer ind i Antarktis geologiske historie.

"Denne skov er et glimt af livet før udryddelsen, som kan hjælpe os med at forstå, hvad der forårsagede begivenheden, " sagde Gulbranson. Det kan også give fingerpeg om, hvordan planter var anderledes end i dag.

Ved slutningen af ​​den permiske periode, Antarktis var varmere og mere fugtigt, end det er i dag. Verdens kontinenter, som vi kender dem, blev pakket sammen i to gigantiske landmasser - en i nord og en i syd. Antarktis var en del af Gondwana, superkontinentet, der spænder over den sydlige halvkugle, der også omfattede det nuværende Sydamerika, Afrika, Indien, Australien og Den Arabiske Halvø.

Der ville have været en blanding af mosser, bregner og en uddød plante kaldet Glossopteris, og det er sandsynligt, at denne skov strakte sig over hele Gondwana.

Gulbranson sagde, at de fossile skove så anderledes ud end skove i dag. I den permiske periode, skove var en potentielt lav diversitetssammensætning af forskellige plantetyper med specifikke funktioner, der påvirkede, hvordan hele skoven reagerede på miljøændringer. Dette står i kontrast til moderne højbreddeskove, der udviser større plantediversitet.

"Denne plantegruppe må have været i stand til at overleve og trives i en række forskellige miljøer, " sagde Gulbranson. "Det er ekstremt sjældent, selv i dag, for en gruppe at dukke op over næsten en hel halvkugle af kloden."

Men ikke engang disse robuste skove overlevede masseudryddelsens høje kuldioxidkoncentrationer.

De modstandsdygtige planter må også have overlevet gennem de polære ekstremer af evigt lys og totalt mørke. Selv i en varmere fortid, polarområderne ville have oplevet måneder med mørke om vinteren og ville være gået uden solnedgang i sommermånederne.

Ved at studere de bevarede træringe, Gulbranson og kolleger har fundet ud af, at disse træer hurtigt skiftede fra sommeraktivitet til vinterdvale, måske inden for en måned. Moderne planter laver den samme overgang i løbet af flere måneder og sparer også på vandet ved at lave mad om dagen og hvile om natten. Forskere ved endnu ikke, hvordan måneders evigt lys ville have påvirket planternes dag- og nat-cyklusser.

"Der er ikke noget lignende i dag, " sagde Gulbranson. "Disse træer kunne tænde og slukke for deres vækstcyklus som en lyskontakt. Vi ved, at vinterspærringen skete med det samme, men vi ved ikke, hvor aktive de var om sommeren, og om de kunne tvinge sig selv i dvale, mens det stadig var lyst ude."

Han vender tilbage til stedet senere på måneden og bliver til januar 2018. Han håber at lære mere om udryddelsen. Han var tidligere ikke i stand til at studere udryddelsesperioden på grund af vejrbegrænsninger og flyproblemer.

Gulbranson vil lede efter aflejringer fra masseudryddelsen for at se, om han kan bestemme præcis, hvordan skovene reagerede, da kuldioxid steg.

"Den geologiske optegnelse viser os begyndelsen, midten og slutningen af ​​klimaforandringer, " sagde Gulbranson. "Med yderligere undersøgelse, vi kan bedre forstå, hvordan drivhusgasser og klimaændringer påvirker livet på Jorden."