Kuvataiteilijan käsitys sademetsästä nykyisen Länsi-Antarktiksen alueella. Image via James McKay/ Alfred Wegener Institute.
Tutkijat ovat löytäneet jäänteitä suoperäisestä lauhkean vyöhykkeen sademetsästä, joka kukoisti Etelämantereella noin 90 miljoonaa vuotta sitten. He olivat yllättyneitä löytäessään tämän metsän fossiilisia jäänteitä sedimenttisydännäytteestä, joka otettiin helmikuussa 2017 merenpohjasta Amundseninmerellä Länsi-Antarktiksen rannikon edustalla. Näyte sisälsi muinaista metsämaata, jossa oli runsaasti fossiilista kasvien siitepölyä ja itiöitä. TT-kuvaukset paljastivat tiheän fossiilisten kasvien juurien verkoston. Hämmästyttävää tässä löydössä on sen sijainti. Yhdeksänkymmentä miljoonaa vuotta sitten tämä Länsi-Antarktiksen metsä oli vain 560 mailin (900 km) päässä silloisesta etelänavasta. Silti sen ilmasto oli yllättävän leuto.
Tutkijat uskovat, että nämä leudot olosuhteet – vuotuinen keskilämpötila oli noin 54 astetta Fahrenheitia (12 astetta Celsiusta) – olivat mahdollisia, koska Etelämantereen poikki ei ollut merkittävää jääpeitettä. Vaikuttaa siltä, että hiilidioksidipitoisuudet olivat paljon korkeammat kuin aiemmin luultiin. Tutkimustulokset julkaistiin vertaisarvioidun Nature-lehden 1. huhtikuuta 2020 ilmestyvässä numerossa.
Siinä aikana, kun mantereet saivat muotonsa, ne ovat ajelehtineet toisiinsa nähden suurilla aikaskaaloilla. Tämä kartta osoittaa, miten jotkut niistä sijaitsivat eteläisellä pallonpuoliskolla 90 miljoonaa vuotta sitten. Valkoinen plusmerkki osoittaa etelänavan sijainnin, ja punainen X osoittaa ydinnäytteen sijainnin. Kuva Alfred Wegener -instituutin kautta.
Sydännäyte, jossa on fossiilista liitukauden metsämaata, kerättiin Pine Islandin jäätikön läheltä Länsi-Antarktikselta RV Polarstern -tutkimusalukselta käsin operoidulla siirrettävällä merenpohjan porauslaitteella. Alfred Wegener -instituutin geologi ja artikkelin pääkirjoittaja Johann Klages kommentoi näytettä lausunnossaan:
Aluksen ensimmäisten arvioiden aikana huomiomme kiinnittyi nopeasti sedimenttikerroksen epätavalliseen värisävyyn; se poikkesi selvästi sen yläpuolella olevista kerroksista. Lisäksi ensimmäiset analyysit osoittivat, että 27-30 metrin syvyydessä merenpohjan alapuolella olimme löytäneet kerroksen, joka oli alun perin muodostunut maalla, ei meressä.
Operaatiokeskuksessa RV Polarstern -aluksen kyydissä kaksi lentäjää käyttää siirrettävää merenpohjan kairauslaitteistolla. Image via T. Ronge/ Alfred Wegener Institute.
Toinen yllätys seurasi, kun tutkijat altistivat näytteen röntgen-CT-kuvauksille. CT-kuvissa näkyi tiheä juuriverkosto, joka oli säilynyt niin koskemattomana, että yksittäiset solurakenteet olivat erotettavissa. Metsämaakerroksen hienorakeisesta savesta ja siltistä tutkijat löysivät fossiilista siitepölyä ja itiöitä kasveista, joista osa oli peräisin ensimmäisistä kukkivista kasveista, joita on koskaan löydetty näin korkeilta eteläisiltä leveysasteilta.
CT scan of sediment core – Antarctic rainforest from Northumbria University on Vimeo.
Ulrich Salzmann Northumbria Universitystä huomautti:
Lukuiset kasvijäänteet viittaavat siihen, että 93-83 miljoonaa vuotta sitten Länsi-Antarktiksen rannikko oli suomaista maisemaa, jossa kasvoi lauhkean ilmaston sademetsiä – samankaltaisina kuin metsät, joita löytyy yhä esimerkiksi Uuden-Seelannin eteläsaarelta.
Miten lauhkea sademetsä saattoi olla olemassa noin 82 leveysastetta etelään, 560 mailin (900 kilometrin) päässä etelänavan sijainnista 90 miljoonaa vuotta sitten, jossa metsä olisi ollut pimeässä joka vuosi neljän kuukauden polaarisen yön aikana?
Viimeisten 140 miljoonan vuoden aikana maapallon lämpimin ilmasto vallitsi 115-80 miljoonaa vuotta sitten. Tutkijat ovat aiempien tutkimusten perusteella tienneet, että trooppisen meren pintalämpötila saattoi olla jopa 35 celsiusastetta (95 celsiusastetta) ja merenpinta oli 170 metriä (560 jalkaa) nykyistä korkeammalla. Tämä uusi sedimenttiydin oli ensimmäinen tilaisuus ymmärtää paremmin eteläisen napa-alueen ilmastoa liitukauden puolivälin aikana. Analyysissä oli useita vaiheita. Klages sanoi:
Voidaksemme saada paremman käsityksen siitä, millainen ilmasto oli tässä liitukauden lämpimimmässä vaiheessa, arvioimme ensin ilmasto-olosuhteita, joissa kasvien nykyaikaiset jälkeläiset elävät.
Silloin tutkijat analysoivat maaperänäytteen – etsien biologisia ja geokemiallisia lämpötila- ja sademääräindikaattoreita – ymmärtääkseen paremmin sademääriä sekä ilman ja veden lämpötiloja muinaisessa Länsi-Antarktiksen sademetsässä.
Tutkijat käsittelevät sedimenttisydännäytettä RV Polarstern -tutkimusaluksen laboratoriossa. Kuva Alfred Wegener -instituutin kautta.
Yhteenlaskettuna nämä analyysit antoivat alustavan kuvan lauhkeasta ilmastosta, jossa tämä 90 miljoonaa vuotta vanha soinen sademetsä aikoinaan kukoisti; sademäärät olivat kohtalaisen runsaita (tutkijoiden mukaan verrattavissa Walesiin, joka olisi noin 41 tuumaa ). Ilman vuotuinen keskilämpötila oli 54 Fahrenheit-astetta (12 celsiusastetta). Kesällä lämpötila oli keskimäärin 66 Fahrenheit-astetta (19 celsiusastetta), ja jokien ja soiden veden lämpötila oli 68 Fahrenheit-astetta (20 celsiusastetta).
Tutkijoiden ajamien ilmastomallien mukaan nämä olosuhteet olisivat voineet vallita, jos Etelämantereella olisi ollut tiheä kasvillisuus ja jääpeitettä olisi ollut vain vähän tai ei lainkaan ja hiilidioksidipitoisuudet olisivat olleet korkeammat kuin aiemmin ajateltiin. Alfred Wegener -instituutin ilmastomallintaja Gerrit Lohmann kommentoi:
Ennen tutkimustamme yleinen oletus oli, että maailmanlaajuinen hiilidioksidipitoisuus liitukaudella oli noin 1000 ppm. Mutta malliin perustuvissa kokeissamme tarvittiin 1120-1680 ppm:n pitoisuustasoja, jotta Etelämantereella saavutettiin silloiset keskilämpötilat.
Tutkijat Tina van de Flierdt ja Johann Klages tutkivat ydinnäytettä, joka on peräisin Amundseninmerestä Länsi-Antarktiksen edustalta. Image via T. Ronge/ Alfred Wegener Institute.
Nämä havainnot havainnollistavat hiilidioksidin voimakasta vaikutusta maapalloon ja napajäätiköiden merkitystä planeetan jäähdyttämisessä. Bremenin yliopiston geotieteilijä Torsten Bickert sanoi:
Me tiedämme nyt, että liitukaudella saattoi helposti olla neljä kuukautta putkeen ilman auringonvaloa. Mutta koska hiilidioksidipitoisuus oli niin korkea, ilmasto etelänavan ympärillä oli kuitenkin lauhkea ilman jäämassoja.
Mutta ratkaiseva kysymys on edelleen olemassa: miten maapallo sittemmin viileni ja toi jääpeitteet takaisin? Lohmannin mukaan heidän ilmastosimulaationsa eivät ole pystyneet vastaamaan tähän kysymykseen; sen ymmärtäminen, miten tämä jäähtyminen tapahtui, tulee olemaan tärkeä tutkimusalue ilmastotieteilijöille.
Kannettava merenpohjan porauslaitteisto RV Polarstern -tutkimusaluksella. Kuva Alfred Wegener -instituutin kautta.
Pohjoinen linja: Etelämantereen Amundseninmerestä otetusta sedimenttisydännäytteestä löydettyjen 90 miljoonaa vuotta vanhan sademetsän fossiilisten jäänteiden analyysi viittaa yllättävän leutoon ilmastoon. Ilmastomallien mukaan tämä oli mahdollista, koska etelänavalla ei ollut juuri lainkaan jääpeitteitä ja ilmakehän hiilidioksidipitoisuudet olivat huomattavan korkeat.
Via Alfred Wegener Institute
Lähde: Alfred Wegener Instituutti: Lauhkeat sademetsät etelänavan lähellä liitukauden huippulämmön aikana
Shireen Gonzaga on freelance-kirjailija, joka kirjoittaa mieluiten luonnonhistoriasta. Hän toimii myös teknisenä toimittajana tähtitieteellisessä observatoriossa, jossa hän työskentelee tähtitieteilijöille suunnatun dokumentaation parissa. Shireenillä on monia luontoon liittyviä kiinnostuksen kohteita ja harrastuksia. Hän asuu Cockeysvillessä, Marylandissa.