Naukowcy odkryli, dlaczego Antarktyda zamieniła się w lodową pustynię

Winowajcą transformacji Antarktydy w lodową pustynię pokrytą wielokilometrową warstwą lodu była zmiana krążenia wód oceanicznych u jej brzegów, zgodnie z artykułem opublikowanym w czasopiśmie Science.

Antarktyda w przeszłości była bogata w faunę i florę - na jej terytorium żyły zwierzęta torbacze, w lasach strefy klimatu umiarkowanego. Jednak 33 miliony lat temu kontynent szybko pokrył się grubą warstwą lodu.

Autorzy badania, grupa naukowców pod kierownictwem Miriam Katz z Rensselaer American Polytechnic Institute, odkryli, że przyczyną katastrofy ekologicznej było pojawienie się antarktycznego prądu okołobiegunowego, który zamknął kontynent w ringu. Wcześniej uważano, że ten kurs powstał po ochłodzeniu, około 23-25 ​​milionów lat temu.

„Odkryliśmy, że antarktyczny prąd okołobiegunowy zaczął wpływać na globalną cyrkulację wody w oceanie znacznie wcześniej, niż się spodziewano. Znaczenie tego odkrycia polega na tym, że pozwala on połączyć wpływ powierzchniowego prądu okołobiegunowego z początkiem ery globalnego chłodzenia” - powiedział Katz.

Pojawienie się prądu okołobiegunowego (zwanego również przepływem Wiatrów Zachodnich), jak piszą amerykańscy oceanolodzy, pociągnęło za sobą powstanie nowoczesnej czterowarstwowej struktury wód oceanicznych.

Temperatura oceanu i temperatura powietrza na Ziemi są ściśle powiązane - im wyższa temperatura wody, tym wyższa średnia temperatura powietrza. Ponadto globalne prądy oceaniczne silnie wpływają na różnicę temperatur między wodami równikowymi i polarnymi. W czasach przed pojawieniem się prądu okołobiegunowego różnica temperatur wody na równiku iu wybrzeży Antarktydy była dwa razy mniejsza niż teraz.

Jednak obecnie prąd okołobiegunowy zapobiega przenikaniu ciepłej wody prądu południowego Atlantyku do regionów polarnych, „wypychając” go z powrotem do Oceanu Atlantyckiego.

Do niedawna zmiany temperatury były oceniane głównie na podstawie znalezionych szczątków roślin i zwierząt. Wymieranie gatunków ciepłolubnych wskazywało na możliwe ochłodzenie. Z drugiej strony zawsze można powiedzieć, że w przeszłości organizmy żyły w różnych warunkach, a wyginięcie nie wiązało się z chłodzeniem, ale z czymś innym.

Później znaleziono „termometry”, które pozwalają na bardziej obiektywną ocenę warunków z przeszłości. Można to zrobić przez określenie składu izotopowego tlenu w starożytnych organizmach. Oprócz najczęstszego izotopu tlenu o masie atomowej 16, istnieje izotop o masie atomowej 18. W pozostałościach starożytnych organizmów zawartość ciężkiego tlenu zmienia się w zależności od temperatury wody, w której żyły.

Naukowcy uważają, że globalna zmiana klimatu nastąpiła, gdy Cieśnina Drake'a powstała między Antarktydą a Ameryką Południową, a Cieśnina Tasmana poszerzyła się między Antarktydą a Australią, która w poprzednich epokach geologicznych tworzyła jeden kontynent. Pojawienie się ścieżki przelotowej wokół Antarktydy otworzyło drogę do prądu okołobiegunowego, który zamroził czapę lodową kontynentu.

Oceanolodzy znaleźli dowody na istnienie tego prądu w skamieniałych pozostałościach foraminifera - jednokomórkowych organizmów morskich. Porównanie zawartości tlenu-18 oraz stosunku magnezu i wapnia w tych skamielinach z próbkami z północnych regionów dna Oceanu Atlantyckiego i Pacyfiku pokazało, że po pojawieniu się prądu temperatura wód Antarktyki spadła o 2-3 stopnie. To chłodzenie doprowadziło Antarktydę do nowoczesnego stanu.

„Rekonstrukcja warunków klimatycznych z przeszłości pozwoli nam zbadać, w jaki sposób nasza planeta reaguje na współczesne zmiany klimatu” - mówi Katz.