Приблизительно 90 миллионов лет назад, в позднем меловом периоде, антарктический ландшафт ничем не напоминал нынешний. Сегодня среднегодовая температура в этих местах составляет около минус 30 градусов Цельсия и все покрыто ледяным щитом толщиной несколько километров.
В позднем меле уровень CO2 в атмосфере был в четыре-шесть раз выше, чем сейчас, и на всей планете преобладал относительно теплый и влажный климат. Среднегодовая температура в Антарктиде составляла примерно плюс 12 градусов Цельсия, а заболоченные тропические леса с хвойными деревьями и древовидными папоротниками росли всего в 900 километрах от Южного полюса.
Представить, как выглядела Антарктида в позднем меле, ученым позволили результаты анализа керна осадочных пород, который извлекли со дна моря Амундсена во время международной экспедиции на научно-исследовательском судне Polarstern.
Исследователи обнаружили в керне чрезвычайно хорошо сохранившуюся лесную почву возрастом 90 миллионов лет, содержащую большое количество пыльцы и спор, а также густую сеть корней растений. Новый анализ керна, результаты которого опубликованы в журнале Communications Earth & Environment, показал, что в отложениях также присутствуют явные доказательства регулярно повторявшихся лесных пожаров — самых южных из когда-либо зарегистрированных на Земле.
Ученые обнаружили в позднемеловом разрезе керна микроскопические частицы древесного угля. Их анализ продемонстрировал, что в основном горела мягкая хвойная древесина при относительно низких температурах. Это типично для поверхностных пожаров, не распространяющихся по всему лесному пологу.
Дополнительным свидетельством послужили частицы янтаря: окаменевшая древесная смола, по-видимому, образовывала своего рода защитный слой над поврежденными огнем участками стволов деревьев. Кроме того, в отложениях нашли бесчисленные споры торфяного мха сфагнума. Как отметили исследователи, их присутствие говорит об активном образовании верховых торфяных болот, что было непосредственно связано с повторяющимися пожарами.
На основе этих данных ученые смогли разработать сценарий происходивших в экосистеме позднемеловой Антарктиды процессов. По мнению исследователей, этот сценарий может быть весьма актуален и сегодня, в свете нарастающего парникового эффекта и потепления климата на планете.
Ученые предположили, что очень заболоченные антарктические тропические леса постепенно заиливались и превращались в торфяники, где преобладали торфяные мхи. Решающую роль в этом процессе играли лесные пожары, которые становились все более и более частыми. Они поддерживали открытую структуру наземной растительности и способствовали развитию торфяных болот, в которых также неоднократно возникали тлеющие пожары.
«Взаимодействие огня и растительности в лесах и торфяниках мелового периода, было, по-видимому, удивительно похоже на их взаимодействие в современных экосистемах», — отметили исследователи.
В частности, по словам ведущего автора научной работы Йоханна Клагеса из Института Альфреда Вегенера при Центре полярных и морских исследований имени Гельмгольца (Германия), ранняя антарктическая экосистема во многих отношениях напоминала современные верховые торфяные болота Арктики, которые тоже регулярно горят.
Причиной крупномасштабных пожаров в лесах и болотах древней Антарктиды, скорее всего, были молнии от грозовых облаков, а не лава или потоки вулканического пепла, предположили Клагес и его коллеги. Вулканически активные районы в то время располагались на расстоянии не менее 400 километров от антарктического побережья.