Во время антарктического лета, с конца ноября по январь, геологи Вашингтонского университета в Милуоки Эрик Гулбрансон и Джон Исбелл поднялись по замерзшим склонам мыса Макинтайр в Трансантарктических горах. Высоко над ледяными полями они прочесывали серые скалы горы в поисках окаменелостей из зеленого, покрытого лесами прошлого континента.
К концу поездки геологи нашли ископаемые фрагменты 13 деревьев. Обнаруженные окаменелости показывают, что деревьям более 260 миллионов лет, а это означает, что этот лес рос в конце пермского периода, до появления первых динозавров.
«Люди узнали об окаменелостях в Антарктиде после экспедиции Роберта Фалькона Скотта в 1910-1912 годах», - сказал Гулбрансон, палеоэколог и приглашенный доцент кафедры геонаук UWM. «Однако большая часть Антарктиды до сих пор не исследована. Иногда вы можете стать первым человеком, поднявшимся на определенную гору».
Временные рамки - это именно то, что им нужно. Пермский период закончился 251 миллион лет назад крупнейшим массовым вымиранием в истории, когда Земля быстро перешла от ледяных условий к тепличным. Исчезло более 90 процентов видов на Земле, включая полярные леса. Поскольку антарктические леса росли в полярных широтах, где растения сегодня не могут расти, Гулбрансон считает, что деревья были чрезвычайно живучим видом, и пытается определить, почему они вымерли..
Многие ученые сейчас считают, что массовое увеличение содержания парниковых газов в атмосфере, таких как углекислый газ и метан, стало причиной пермско-триасового вымирания. Вполне вероятно, что в течение 200 000 лет - по геологическим меркам короткое время - извержения вулканов в Сибири выбрасывали в атмосферу многие тонны парниковых газов.
Исбелл, выдающийся профессор геолого-геофизических наук в UWM, ранее изучал пермские ледниковые отложения Антарктиды, чтобы определить, как изменился климат. В этой экспедиции он использовал камни вокруг окаменелых деревьев, чтобы определить, как эти окаменелости вписываются в геологическую историю Антарктиды.
«Этот лес - проблеск жизни до вымирания, который может помочь нам понять, что вызвало это событие», - сказал Гулбрансон. Это также может дать ключ к пониманию того, чем растения отличались от современных.
В конце пермского периода Антарктида была теплее и влажнее, чем сегодня. Континенты мира, какими мы их знаем, были объединены в два гигантских массива суши - один на севере и один на юге. Антарктида была частью Гондваны, суперконтинента, охватывающего Южное полушарие, который также включал в себя современную Южную Америку, Африку, Индию, Австралию и Аравийский полуостров.
Это была смесь мхов, папоротников и вымершего растения под названием Glossopteris, и вполне вероятно, что этот лес простирался через всю Гондвану.
Гулбрансон сказал, что ископаемые леса выглядели иначе, чем леса сегодня. В пермский период леса представляли собой совокупность различных типов растений с потенциально низким разнообразием, выполняющих определенные функции, которые влияли на то, как весь лес реагировал на изменение окружающей среды. Это контрастирует с современными лесами высоких широт, которые демонстрируют большее разнообразие растений.
«Эта группа растений, должно быть, была способна выживать и процветать в самых разных условиях», - сказал Гулбрансон. «Даже сегодня крайне редко группа появляется почти во всем полушарии земного шара».
Но даже эти крепкие леса не пережили высокую концентрацию углекислого газа во время массового вымирания.
Устойчивые растения также, должно быть, пережили полярные крайности вечного света и полной тьмы. Даже в более теплое прошлое полярные регионы переживали месяцы тьмы зимой и не заходили в летние месяцы.
Изучая сохранившиеся годичные кольца деревьев, Галбрансон и его коллеги обнаружили, что эти деревья быстро переходят от летней активности к зимнему сну, возможно, в течение месяца. Современные растения совершают такой же переход в течение нескольких месяцев, а также экономят воду, производя пищу днем и отдыхая ночью. Ученые пока не знают, как месяцы непрерывного света повлияли бы на циклы дня и ночи растений.
"Сегодня ничего подобного нет", - сказал Гульбрансон. «Эти деревья могли включать и выключать свои циклы роста, как выключатель света. Мы знаем, что зимнее отключение произошло сразу же, но мы не знаем, насколько они были активны в летнее время и могли ли они заставить себя погрузиться в спячку, пока она еще была. выключить свет."
Он вернется на сайт позже в этом месяце и останется там до января 2018 года. Он надеется узнать больше о событии вымирания. Ранее он не мог изучить период вымирания из-за погодных условий и проблем с самолетом.
Галбрансон собирается искать отложения массового вымирания, чтобы увидеть, сможет ли он точно определить, как леса отреагировали на повышение уровня углекислого газа.
«Геологическая летопись показывает нам начало, середину и конец событий изменения климата», - сказал Гулбрансон. «При дальнейшем изучении мы сможем лучше понять, как парниковые газы и изменение климата влияют на жизнь на Земле».