Le antiche foreste fossili dell'Antartide

Il ritrovamento di antiche foreste antartiche

Più di un centinaio di anni fa, la spedizione di Robert Falcon Scott in Antartide ha scoperto fossili di piante sul ghiacciaio di Beardmore, a meno di 500 km dal Polo Sud. Edward Wilson, che era il capo scienziato della spedizione, ha registrato i risultati nel suo diario, affermando che la maggior parte delle foglie più grandi erano come foglie di faggio in forma e venazione.

All'epoca, questi risultati sono stati scartati dagli scienziati come false identificazioni, il loro significato trascurato per più di 100 anni. Ma quando si mette piede nella o regione oggi, molti progressi scientifici hanno dimostrato che si sta in realtà camminando in antiche foreste un tempo trincea.

Alberi di conifere dell'Antartico

In una piccola parte dell'isola di Alexander, sulla costa occidentale della penisola antartica, si trovano antichi fossili che risalgono a 100 milioni di anni fa, con tronchi alti fino a sette metri (23 piedi) ancora in piedi. Le radici di questi alberi di conifere sono ancora attaccate ai depositi di terreno carbonaceo. I loro sistemi di radici indicano che questi alberi prosperavano sulle ricche pianure accanto a grandi fiumi meandri.

Tuttavia, la sabbia grossolana che seppellisce i tronchi mostra la potenza delle alluvioni nella zona che alla fine ricopriva l'intera pianura in sedimenti spessi. Le foglie fossilizzate rinvenute nella zona mostrano che c'era una grande diversità di piante che un tempo vivevano lì. Infatti, l'area era dominata da specie sempreverdi e aveva una foresta pluviale temperata a circa 75°S, mentre oggi questa latitudine è fredda e congelata.

100 milioni di anni fa, nonostante un inverno che ha visto circa 70 giorni di oscurità, le foreste prosperavano in condizioni molto più calde. Il calore proveniva dalle dimensioni della massa, con Gondwanaland tenere lontano le correnti fredde che oggi circondano l'Antartide. I ricercatori hanno scoperto che le pianure alluvionali nella zona erano coperte di felci, piccoli podocarpi, e conifere. Sulla pianura costiera, le foreste aperte baldacchino erano fitte di conifere e felci.

Clima balsamico in precedenza presente nell'Antartide

A differenza di quanto avviene oggi nella penisola antartica, le foglie fossilizzate trovate nelle arenarie e nelle limonate nel bacino di James Ross della regione della penisola antartica indicano che le temperature medie annuali per l'area erano 13 °C (55 °F). Le piante fossili sono indicative che l'area aveva un clima caldo senza lunghi periodi di temperature invernali al di sotto del congelamento, insieme ad un'adeguata umidità nell'aria per la crescita.

Polline Antartico fossilizzato rivelante tundra

Gli scienziati della Rice University negli Stati Uniti, conducendo ricerche sul polline fossilizzato rinvenuto nella Penisola Antartide, sono rimasti stupiti nel vedere che la regione era coperta da tundra fino a 12 milioni di anni fa. Gli scienziati sapevano già che 55 milioni di anni fa l'Antartide era senza ghiaccio e boscosa.

I vasti strati di ghiaccio del continente iniziarono a formarsi circa 38 milioni di anni fa, con la Penisola Antartide l'ultimo posto ad essere coperto di ghiaccio. Tuttavia, c'è stato un dibattito in corso tra gli scienziati su quanto velocemente questa glaciazione si è verificata.

Nel corso di un periodo di tre anni, gli scienziati hanno determinato le specie esatte di piante che esistevano sulla penisola 12 milioni di anni fa e hanno scoperto che il record fossile incriminato un lungo e graduale processo di glaciazione sulla penisola.

Piante dettagliate sulla Penisola Antartide

Gli scienziati dell'Università del Riso hanno anche dettagliato le specie esatte di piante che esistevano sulla penisola negli ultimi 36 milioni di anni. Il polline record negli strati sedimentari ha permesso la costruzione di un quadro dettagliato di rapido declino delle foreste durante il tardo Eocene, circa 35 milioni di anni fa, e la glaciazione diffusa nel Miocene medio, circa 13 milioni di anni fa.

È più facile a dirsi che a farsi, poiché il polline fossilizzato era situato sotto i 30 metri (100 piedi) di densa roccia sedimentaria in zone al largo della costa della penisola, in acque poco profonde che sono coperte di ghiaccio per la maggior parte dell'anno. Coloro che hanno intrapreso una crociera della penisola Antartide conoscerebbero le condizioni robuste in cui questi ricercatori hanno lavorato.

Datazione dei sedimenti antartici

Non solo gli scienziati dell'Università del Riso hanno dovuto datare il polline, ma hanno anche dovuto datare l'età dei vari sedimenti in ogni campione di nucleo prelevato. Hanno determinato se le rocce formavano sotto una lastra di ghiaccio in condizioni marine aperte o in un ambiente glaciale-marino combinato.

La loro ricerca ha riguardato i conti, la classificazione e l'esame della consistenza di migliaia di grani di sabbia conservati nel sedimento. Il loro obiettivo era quello di scoprire quanto dell'area è stata coperta negli ultimi 36 milioni di anni.

Una foresta alta nelle montagne dell'Antartide

Nel frattempo, ricercatori dell'UW-Milwaukee hanno scalato i pendii ghiacciati delle montagne transantartiche e hanno trovato rocce grigie contenenti fossili provenienti dal passato boscoso dell'Antartide. Hanno trovato frammenti fossili di 13 alberi e scoperto fossili di alberi che hanno più di 260 milioni di anni, il che significa che questa particolare foresta stava crescendo alla fine del periodo permiano, prima dei primi dinosauri.

All'epoca, l'Antartide era ancora al Polo Sud. Gli scienziati speravano di trovare fossili del periodo permiano, in quanto questo periodo si è concluso 251 milioni di anni fa con un'estinzione di massa causata da un improvviso passaggio dalla ghiacciaia alle condizioni di serra. Durante questo periodo, oltre il 90% delle specie scomparve, comprese le foreste polari.

Bassa diversità delle piante

Gli scienziati stanno cercando di capire perché queste specie dure si siano estinte. Si stima che questo evento di estinzione sia stato relativamente rapido in termini geologici, che si è verificato in oltre 200.000 anni. Durante quel periodo, i vulcani in Siberia rilasciarono un'enorme quantità di gas serra nell'atmosfera.

Gli scienziati hanno scoperto che le foreste hanno una bassa diversità di piante ciascuna, e funzioni specifiche hanno influenzato il modo in cui l'intera foresta ha reagito ai cambiamenti ambientali. Ciò è in contrasto con le foreste moderne di oggi, che hanno una più ampia diversità vegetale e quindi sono più adattabili al cambiamento.

Tuttavia, la foresta antartica era abbastanza resiliente, con le piante in grado di sopravvivere attraverso estremi polari di luce 24 ore su 24 in estate e completo buio in inverno.

Piante antartiche che accendono e spengono i loro cicli di crescita

Studiando gli anelli dell'albero antartico conservato, i ricercatori hanno scoperto che questi alberi sono passati dall'attività estiva alla dormienza invernale entro un mese. Le piante moderne, nel frattempo, fanno la transizione per diversi mesi.

La prossima domanda ricercatori stanno lavorando su come i mesi di luce perpetua influenzano le piante di giorno e di notte cicli. Non ci sono altre piante che vivono attualmente che hanno la capacità di accendere e spegnere i loro cicli crescenti, così gli scienziati studieranno come queste piante sono riusciti a forzarsi fuori dalla dormienza quando era ancora buio.

Il cibo fossile dell'Antartide

I resti di foreste antiche stanno fornendo una fonte di vita oggi nel lago di Willans, che si trova sotto quasi 1 km (0,61 miglia) di ghiaccio in Antartide occidentale. Nonostante uno strato pesante di ghiaccio sulla cima, c'è acqua liquida nel lago.

Quando gli scienziati scavarono attraverso il ghiaccio e presero campioni dell'acqua del lago e del sedimento sottostante, trovarono che l'acqua conteneva una fiorente comunità microbica. Il sedimento conteneva microfossili di organismi marini, polline fossilizzato sia da faggi che da conifere, e polline di circa 34 milioni di anni.

Infatti, entrambi i tipi di fossili stanno fornendo nutrienti alla comunità microbica che vive nell'oscurità di pece e ad alte pressioni e basse temperature. Anche se un viaggio in Antartide rivela quanto sia sorprendente la regione da una prospettiva sensoriale, i risultati dei ricercatori in Antartide rivelano allo stesso modo quanto stupefacente il funzionamento interiore del terreno continua ad essere.