Grundfjeldskort over det nordlige og sydlige Victoria Land, Antarktis, der viser fordelingen af fremspring og placeringen af Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC) og andre lokaliteter, der henvises til i teksten med demonstreret middelalder til sen kridt. Grundkort konstrueret ved hjælp af Quantarctica v3.2 fra Norwegian Polar Institute (Matsuoka, K. et al. Quantarctica, et integreret kortlægningsmiljø for Antarktis, det sydlige ocean og subantarktiske øer. Environmental Modeling and Software 140, 105015 (2021)) med klippefremspringsdata fra SCAR Antarctic Digital Database (ADD) version 7.0. Kredit:Demian A. Nelson et al., Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32736-9
Lad os foregive, at det er den sene kridt, for omkring 66 til 100 millioner år siden. Vi har dinosaurer, der strejfer rundt på landet og underligt udseende tidlige fuglearter, selvom hajen, som vi kender den, allerede svømmer i de forhistoriske oceaner - som dækker 82% af Jorden. Redwood-træer og andre nåletræer får deres debut, ligesom roser og blomstrende planter, og med dem kommer bier, termitter og myrer. Mest af alt er det varmt, vulkansk aktivt og fugtigt overalt med en indlandsis i sigte.
Bortset fra, ifølge en gruppe videnskabsmænd fra UC Santa Barbara, University of Oregon og University of Manitoba, var der iskolde forhold i området omkring Sydpolen.
"Og det var ikke bare en gletsjer i en enkelt dal," sagde UCSB-geolog John Cottle, "det var sandsynligvis flere gletsjere eller et stort indlandsis." I modsætning til vores udbredte billede af den sene kridttid som "varm overalt," sagde han, er der beviser for, at polar is eksisterede i den periode, selv på højden af globale drivhusforhold. Geologernes undersøgelse er publiceret i tidsskriftet Nature Communications .
Et forhistorisk puslespil
Spol frem til i dag. Lad os lade som om, vi er i Antarktis. Det er køligt, det er goldt, og vi står i nærheden af en stor gruppe af blotlagte glasagtige sten langs de transantarktiske bjerge, der støder op til Ross Ice Shelf, kaldet Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC).
"Jeg hørte faktisk om disse klipper, da jeg var studerende for 20 år siden, og de er bare virkelig underlige," sagde Cottle. Fjernt, selv efter nutidens antarktiske udforskningsstandarder, er BRIC usædvanlig, fordi klippernes sammensætning og formation er ukarakteristisk for nærliggende klippeformationer, med – blandt andet – store mængder glas og lagdelte ændringer, der indikerer væsentlige fysiske, kemiske eller miljømæssige begivenheder, som ændret deres mineralsammensætning.
Cottle fik chancen for endelig at prøve BRIC'en på en nylig ekspedition, og i færd med at analysere, hvordan den blev dannet, stødte han og hans team på en "usædvanlig stor mængde vand."
"Så du har en virkelig varm sten, der interagerer med vand, og når den afkøles, inkorporerer den den i glasset," sagde han. "Hvis du ser på sammensætningen, så kan du fortælle noget om, hvor det vand kom fra. Det kan eksistere som hydroxyl, som fortæller dig, at det sandsynligvis kom fra magmaet, eller det kan være molekylært, hvilket betyder, at det sandsynligvis er eksternt. "
Det, de forventede at se, var, at ændringen i klippen var forårsaget af vandet, der allerede var i magmaet, da det afkølede. Det, de fandt i stedet, var en registrering af en klimaproces, som man troede ikke havde eksisteret på det tidspunkt.
I deres spektroskopiske analyse af prøverne fastslog forskerne, at mens noget af vandet faktisk stammede fra magma, da det plyndrede opad fra Jordens indre, da den smeltede sten afkølede til glas lige under Jordens overflade, inkorporerede det også grundvand.
"Vi har fastslået, at det meste af vandet i disse klipper er eksternt afledt," sagde Cottle. "Vi målte derefter ilt- og brintisotopsammensætningen af vandet, og det passer meget godt til sammensætningen af antarktisk sne og is."
For at fastholde deres resultat gennemførte Cottle og teamet også argon-argon geokronologi for at datere klippen og dens ændring.
"Problemet er, at disse klipper er jura, så omkring 183 millioner år gamle," sagde han. "Så når du måler ændringen, hvad du ikke ved er, hvornår det skete." De var i stand til at genfinde klippens alder (Jura), men fandt også en yngre alder (Kridt). "Så når disse sten afkølede og blev ændret," fortsatte han, "nulstillede det også argon-isotopen, og du kan matche ændringens alder med ændringens sammensætning."
Der er andre, lignende vulkanske klipper omkring 700 km nord for BRIC, som også har en kridttidsændring, hvilket indikerer, at polar istiden kan have været regionalt omfattende i Antarktis i den tid. "Det, vi gerne vil gøre, er at tage til andre steder i Antarktis og se, om vi kan bestemme omfanget af istiden, hvis vi genvinder de samme resultater, som vi allerede har fundet," sagde han.
At finde beviser for store iskapper, der går tilbage til Kridttiden, ændrer muligvis ikke vores generelle billede af en varm og fugtig Jord på det tidspunkt, sagde Cottle, "men vi ville være nødt til at tænke på Kridttiden og Antarktis helt anderledes, end vi gør nu."
Forskning i denne undersøgelse blev også udført af Demian A. Nelson (hovedforfatter) fra UCSB, Ilya N. Bindeman ved University of Oregon og Alfredo Camacho ved University of Manitoba. + Udforsk yderligere