Varför Antarktis förhistoriska skogar kan förskjuta sin framtid

På väg tillbaka från Sydpolen 1912 upptäckte Robert Falcon Scott och hans team de känsliga linjerna av växtlöv som pressades in i Antarktis hårdrock. De var "vackert spårade" fossiler, skrev Scott. Trots explorers trötthet och minskande leveranser samlades de prover, bevis på att den isiga utbredningen kring dem en gång var mycket grönare. När deras kroppar upptäcktes månader senare var det också de fossila bladen på Glossopteris indica, ett förhistoriskt träd som inte längre existerar, tillsammans med ett barrträds konserverade trä.

Proverna är några av de tidigaste bevisbanden att den frusna kontinenten en gång var frodig och täckt av långa, blomstrande skogar. De går tillbaka till permermånaden, för mer än 250 miljoner år sedan, när planeten var varmare än den är idag. Även om landet som skulle bli Antarktis var en del av superkontinentet Gondwana, var det fortfarande beläget vid samma extrema breddgrader, där långa sträckor av ljus följs av månader av mörkret. Under dessa förhållanden växte en skog och innan den försvann lämnade några av de bäst bevarade bevisen på det förhistoriska växtlivet. Genom att leta efter resterna av Antarktis skogar försöker forskarna idag upptäcka hur världen såg ut alla år sedan, precis innan en av jordens mest dramatiska utrotningar slet ut de flesta av de arter som bor på planeten.

Robert Falcon Scotts expedition vid Sydpolen. Utforskarna överlevde inte returresa. Henry Bowers / Public domain

Därför att glossopteris bladfossiler hade också hittats i Sydamerika, Afrika, Indien och Australien, de gav viktiga bevis för att kontinenterna en gång hade anslutits som Gondwana - en idé som var en ny teori vid den tiden. Idag, när forskare går fossiljakt i Antarktis, glossopteris löv är bland de vanligaste fynden.

"Om du spenderar tre eller fyra timmar på en plats och du kontinuerligt drar ut material, är det vanligtvis samma typ av växt", säger Rudolph Serbet, samlingschef i paleobotany vid University of Kansas. På de flesta av de platser som Serbet och hans kollegor besöker, som en del av ett forskningsbidrag från National Science Foundation ledt av universitetsprofessor Edith L. Taylor, har de bara några timmar att prova och samla in, under det som sannolikt är deras enda besök på den specifika platsen. "Chansen att gå tillbaka dit någonsin igen är ganska smal", säger Serbet. Först när de börjar hitta något nytt bland de vanliga delarna av växter som ingen någonsin sett tidigare - återvänder de för mer omfattande arbete.

en Glossopteris indica blad fossil finns i Antarktis. Naturhistoriska museet / Alamy

Ibland hittar forskarna fält av förhistoriska stubbar, fossila av mineraler deponerade inuti, med sina interna strukturer bevarade. "En dag klättrade jag över den här sandstenskanten och det finns en stor svart trädstubbe", säger Erik Gulbranson, biträdande professor vid University of Wisconsin-Milwaukee som har deltagit i insamlingsexpeditioner. "Jag ser till höger, och det finns en annan trädstubbe, bevarad som de skulle ha stått." Då såg han en annan stubbe, som såg ut att ha blivit ruttad i mitten och några fler.

Trädarna i dessa skogar i Antarktis växte så högt som 100 meter och deras stubbar kan vara tre meter i diameter. Forskare tror nu att evergreens skulle ha blivit blandade med lövträd, och marken skulle ha täckts med en lägre baldakin av ormbunkar och buskiga växter. På vissa sätt skulle det ha sett ut som tempererade skogar över hela världen, men med en touch av de otrevliga. "När du tittar runt, skulle du inte känna igen några av de växter som växte i den här skogen", säger Serbet. "Nästan alla dessa är utrotade nu."

Beardmore-glaciären, en av de största dalglaciärerna i världen, innehåller paleobotaniskt material. Commander Jim Waldron USNR, National Science Foundation / Public domain

Permian är inte den enda perioden då Antarktis var täckt i grönt. För bara 53 miljoner år sedan växte det här området av palmer och forskare har också upptäckt de mummifierade kvarnen av mossor och andra växter för bara 14 miljoner år sedan. Men den glömda skogen för 250 miljoner år sedan står ut delvis, på grund av hur den försvann.

Ingen vet exakt vad som orsakade massutrotningen som slutade permen, men den är kopplad till en dramatisk ökning av koldioxid i jordens atmosfär. Planterna som bodde i Antarktis hade anpassat sig till svåra förhållanden - månader i mörkret, utan solens energi - men de var fortfarande sårbara för förändringar i jordens klimat. Att förstå dessa antika växters svar kan hjälpa oss att förstå hur dagens växter kommer att reagera på en återuppspelning av det atmosfäriska skiftet.

Även med vetskap om att planeten har gått igenom stora makeovers i det avlägsna förflutet, tar det ett fantasiförlopp för att visa det polära landskapet vitt, sere, oskötligt - som en skog. Bilden ska känna sig som en chock. En skog i södra polen skulle ha en omvandlande effekt på temperaturer och väder över hela världen, men föreställ dig resten av världen där detta är möjligt: ​​olika arter, havsnivåer, nederbörd, årstider - med eller utan oss. Vi börjar nu se polar marsch av växtarter i båda halvkärmen även nu, bevis på att det skogsträckta förflutna i Antarktis kan bli ett fönster i sin framtid.