Artistieke impressie van een regenwoud in wat nu West-Antarctica is. Afbeelding via James McKay/ Alfred Wegener Institute.
Wetenschappers hebben overblijfselen ontdekt van een moerassig gematigd regenwoud dat ongeveer 90 miljoen jaar geleden op Antarctica gedijde. Ze waren verrast om fossiele overblijfselen van dit bos te vinden in een sedimentkernmonster dat in februari 2017 werd opgehaald van de oceaanbodem in de Amundsenzee voor de kust van West-Antarctica. Dit monster bevatte oude bosgrond met een overvloed aan gefossiliseerde plantenstuifmeel en sporen. CT-scans onthulden een dicht netwerk van gefossiliseerde plantenwortels. Verbazingwekkend aan deze ontdekking is de locatie. Negentig miljoen jaar geleden bevond dit West-Antarctische woud zich op slechts 900 km van de toenmalige Zuidpool. Toch was het klimaat er verrassend mild.
De wetenschappers denken dat deze milde omstandigheden – een gemiddelde jaartemperatuur van ongeveer 54 graden Fahrenheit (12 graden Celsius) – mogelijk waren omdat er geen belangrijke ijskap over Antarctica lag. Het blijkt dat de kooldioxideconcentraties veel hoger waren dan eerder werd gedacht. Hun bevindingen werden gepubliceerd in de uitgave van 1 april 2020 van het peer-reviewed tijdschrift Nature.
Sinds de continenten zijn gevormd, zijn ze over grote tijdschalen ten opzichte van elkaar gaan drijven. Deze kaart laat zien hoe sommige continenten zich 90 miljoen jaar geleden op het zuidelijk halfrond bevonden. Het witte plusteken geeft de locatie van de Zuidpool aan en de rode X geeft de locatie van het kernmonster aan. Afbeelding via het Alfred Wegener Instituut.
Het kernmonster met gefossiliseerde bosgrond uit het Krijt werd verzameld in de buurt van Pine Island Glacier in West-Antarctica met behulp van een draagbare zeebodemboorinstallatie, bediend vanaf het onderzoeksschip RV Polarstern. Johann Klages, geoloog aan het Alfred Wegener Instituut en hoofdauteur van het artikel, becommentarieerde het monster in een verklaring:
Tijdens de eerste beoordelingen aan boord van het schip trok de ongewone kleur van de sedimentlaag al snel onze aandacht; ze verschilde duidelijk van de lagen die erboven lagen. Bovendien wezen de eerste analyses erop dat we op een diepte van 27 tot 30 meter onder de oceaanbodem een laag hadden gevonden die oorspronkelijk op het land was gevormd, niet in de oceaan.
In het operatiecentrum aan boord van de RV Polarstern bedienen twee piloten het draagbare boorplatform voor zeebodems. Afbeelding via T. Ronge/ Alfred Wegener Institute.
Een andere verrassing volgde toen de wetenschappers het monster onderwierpen aan röntgen CT-scans. Op de CT-beelden was een dicht netwerk van wortels zichtbaar, zo ongerept dat de afzonderlijke celstructuren konden worden onderscheiden. In de fijnkorrelige klei en het slib van de bosgrondlaag vonden de onderzoekers gefossiliseerd stuifmeel en sporen van planten, waaronder enkele van de eerste bloeiende planten die ooit op zulke hoge zuidelijke breedtegraden zijn gevonden.
CT-scan van sedimentkern – Antarctisch regenwoud from Northumbria University on Vimeo.
Ulrich Salzmann, van de Northumbria University, merkte op:
De talrijke plantenresten wijzen erop dat 93 tot 83 miljoen jaar geleden de kust van West-Antarctica een moerassig landschap was waarin gematigde regenwouden groeiden – vergelijkbaar met de bossen die nu nog te vinden zijn op bijvoorbeeld het Zuidereiland van Nieuw-Zeeland.
Hoe kon er 90 miljoen jaar geleden een gematigd regenwoud bestaan op ongeveer 82 graden zuiderbreedte, 560 mijl (900 kilometer) van de locatie van de Zuidpool, waar het bos elk jaar gedurende vier maanden poolnacht in duisternis zou hebben gehuld?
In de afgelopen 140 miljoen jaar heeft het warmste klimaat op aarde zich voorgedaan tussen 115 en 80 miljoen jaar geleden. Uit eerdere studies weten wetenschappers dat de temperatuur van het tropische zeeoppervlak 35 graden Celsius (95 graden Fahrenheit) kan zijn geweest en dat het zeeniveau 170 meter hoger was dan nu. Deze nieuwe sedimentkern was de eerste gelegenheid om een beter inzicht te krijgen in het klimaat in het zuidelijk poolgebied tijdens het Midden-Krijt. De analyse verliep in verschillende stappen. Klages:
Om een beter idee te krijgen van hoe het klimaat was in deze warmste fase van het Krijt, hebben we eerst de klimatologische omstandigheden geëvalueerd waarin de moderne nakomelingen van de planten leven.
Daarna hebben de wetenschappers het bodemmonster geanalyseerd – op zoek naar biologische en geochemische temperatuur- en neerslagindicatoren – om een beter inzicht te krijgen in de neerslaghoeveelheden en de lucht- en watertemperaturen in het oude West-Antarctische regenwoud.
Wetenschappers die het sedimentkernmonster verwerken in een lab aan boord van het onderzoeksschip RV Polarstern. Afbeelding via het Alfred Wegener-Instituut.
Al deze analyses samen leverden een eerste glimp op van het gematigde klimaat waarin dit 90 miljoen jaar oude moerassige regenwoud ooit gedijde; er viel een matige overvloedige regenval (vergelijkbaar met Wales, volgens de wetenschappers, wat ongeveer 41 inches zou zijn). De gemiddelde jaarlijkse luchttemperatuur bedroeg 54 graden Fahrenheit (12 graden Celsius). In de zomer was de temperatuur gemiddeld 66 graden Fahrenheit (19 graden Celsius), en de watertemperatuur in de rivieren en moerassen bereikte 68 graden Fahrenheit (20 graden Celsius).
Volgens de klimaatmodellen van de wetenschappers zouden deze omstandigheden hebben kunnen bestaan als er een dichte vegetatie op Antarctica was, er weinig of geen ijskap aanwezig was en het kooldioxideniveau hoger was dan eerder werd gedacht. Gerrit Lohmann, een klimaatmodelleerder aan het Alfred Wegener Instituut, gaf het volgende commentaar:
Vóór onze studie was de algemene aanname dat de wereldwijde kooldioxideconcentratie in het Krijt ruwweg 1000 ppm bedroeg. Maar in onze modelgebaseerde experimenten waren concentratieniveaus van 1120 tot 1680 ppm nodig om de gemiddelde temperaturen van toen op Antarctica te bereiken.
Wetenschappers Tina van de Flierdt en Johann Klages bestuderen het kernmonster uit de Amundsenzee voor de kust van West-Antarctica. Afbeelding via T. Ronge/ Alfred Wegener Institute.
Deze bevindingen illustreren het krachtige effect dat kooldioxide op de planeet heeft en het belang van poolijskappen voor de afkoeling van de planeet. Torsten Bickert, een geowetenschapper aan de Universiteit van Bremen, zei:
We weten nu dat er in het Krijt gemakkelijk vier maanden achtereen zonder zonlicht konden zijn. Maar omdat de kooldioxideconcentratie zo hoog was, was het klimaat rond de Zuidpool toch gematigd, zonder ijsmassa’s.
Maar een cruciale vraag blijft; hoe koelde de aarde vervolgens af, waardoor de ijskappen terugkwamen? Volgens Lohmann hebben hun klimaatsimulaties die vraag niet kunnen beantwoorden; begrijpen hoe deze afkoeling plaatsvond wordt een belangrijk onderzoeksgebied voor klimatologen.
De draagbare zeebodemboorinstallatie aan boord van het onderzoeksschip RV Polarstern. Afbeelding via het Alfred Wegener Instituut.
Bodemlijn: Analyse van fossiele resten van een 90 miljoen jaar oud regenwoud, ontdekt in een sedimentkernmonster uit de Amundsenzee op Antarctica, wijst op een verrassend mild klimaat. Klimaatmodellen geven aan dat dit mogelijk was omdat er nauwelijks ijskappen op de Zuidpool waren en de concentraties kooldioxide in de atmosfeer aanzienlijk hoog waren.
Via Alfred Wegener Instituut
Bron: Gematigde regenwouden bij de Zuidpool tijdens piek van Krijt-warmte
Shireen Gonzaga is een freelance schrijfster die graag schrijft over natuurlijke historie. Ze is ook technisch redacteur bij een astronomisch observatorium waar ze werkt aan documentatie voor astronomen. Shireen heeft vele interesses en hobby’s met betrekking tot de natuurlijke wereld. Ze woont in Cockeysville, Maryland.