Геологи, раскопавшие массивный ледяной щит Западной Антарктиды, обнаружили остатки древней речной системы, которая когда-то текла почти на тысячу километров.
Согласно выводам, опубликованным в журнале Science Advances, это открытие дает возможность заглянуть в историю Земли и намекает на то, как экстремальные изменения климата могут изменить планету.
«Если мы думаем о потенциально серьезном изменении климата в будущем, нам нужно извлечь уроки из периодов в истории Земли, когда это уже произошло», — Иоганн Клагес, соавтор исследования и седиментолог из Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца при Институте Альфреда Вегенера. Об этом рассказали исследования в Германии.
Между 34 и 44 миллионами лет назад, в эпоху, известную как средний-поздний эоцен, атмосфера Земли радикально изменилась. Когда уровень углекислого газа резко упал, глобальное похолодание спровоцировало образование ледников на свободной ото льда Земле.
Ученые заинтересованы в расследовании того, как это крупное климатическое событие развернулось в Антарктиде, особенно учитывая, что уровень углекислого газа на Земле продолжает расти из-за антропогенного изменения климата. Количество углекислого газа в период позднего эоцена было почти вдвое больше, чем сегодня. Однако, по словам Клагеса, он может быть аналогичен уровням, прогнозируемым примерно через 150–200 лет, если уровни парниковых газов продолжат расти.
Но раскрыть прошлое оказалось непросто. Большая часть Западной Антарктиды сегодня покрыта льдом, что затрудняет доступ к осадочным породам, которые имеют решающее значение для изучения ранней среды обитания. Геологи часто полагаются на тип зерен, минералов и окаменелостей, заключенных в этих отложениях, чтобы определить условия, характеризующие территорию.
В 2017 году Клагес и другие ученые на борту экспедиции исследовательского судна Polarstern прошли путь из самой южной части Чили через суровый пролив Дрейка в западную часть ледяного континента. Оснащенные современным оборудованием для бурения морского дна, Клагес и его команда приступили к сбору кернов из мягких отложений и твердых пород на замерзшем морском дне.
Пробурив морское дно на глубину почти 100 футов (30 метров), исследователи извлекли отложения со слоями двух разных периодов.
Рассчитав период полураспада радиоактивных элементов, такой как соотношение урана и свинца в осадке, они обнаружили, что нижняя часть осадка образовалась в середине мелового периода, около 85 миллионов лет назад. Этот осадок содержал окаменелости, споры и пыльцу, характерные для существовавших в то время тропических лесов умеренного пояса. Верхняя часть осадка содержала в основном песок эпохи среднего и позднего эоцена, примерно 30–40 миллионов лет назад.
По словам Клагеса, при ближайшем рассмотрении они обнаружили сильно стратифицированный рисунок в слое эоценового песка, который напоминал те, что исходят из дельты реки, очень похожие на то, что можно встретить в реках Миссисипи или Рио-Гранде, сказал Клагес.
Ученые провели анализ липидных биомаркеров, в ходе которого количественно определили количество липидов и сахара в осадке, и обнаружили уникальную молекулу, обычно встречающуюся у цианобактерий, живущих в пресной воде. Находка подтвердила их подозрения, что древняя река когда-то пересекала континент.
Исследователи проследили эоценовые зерна до отдельного соляного региона в Трансантарктических горах, пересекая территорию длиной около 930 миль (1500 километров), прежде чем впасть в море Амундсена.
«Это захватывающе — просто иметь в своем мозгу этот захватывающий образ гигантской речной системы, протекающей через Антарктиду, которая теперь покрыта километрами льда», — сказал Клагес.
Клагес и его команда сейчас анализируют части основных отложений, которые относятся к более позднему периоду олигоцена-миоцена, около 23 миллионов лет назад. Это поможет усовершенствовать модели для лучшего прогнозирования будущего климата.