» » В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса

В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса


В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса

В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса
Рис. 1. Реконструкция умеренного дождевого леса, который рос 88–83 млн лет назад в Антарктиде на 82° южной широты. Видны высокие хвойные деревья из семейств подокарповых и араукариевых, древовидные и обычные папоротники, цветущие кусты из семейства протейных, мхи на древесном стволе. Рисунок из обсуждаемой статьи в Nature

Изучение образцов, полученных в ходе подводного бурения в море Амундсена, показало, что в середине позднемеловой эпохи всего в 900 км от Южного полюса росли буйные леса из хвойных деревьев и древовидных папоротников. Всего в пробах обнаружено 62 вида ископаемых растений, в том числе цветковые и мохообразные. Видовой состав флоры соответствует южному умеренному дождевому лесу и указывает на среднегодовую температуру около 13°C. климатическое моделирование показало, что ключевую роль в поддержании столь теплого климата в приполярных районах Южного полушария играла высокая концентрация CO2 в атмосфере и низкое альбедо, обеспечиваемое густой растительностью.

Меловой период был одним из самых теплых периодов фанерозоя. Считается, что это было во много связано с высокой концентрацией углекислого газа в атмосфере — около 1000 частей на миллион (ppm). Для сравнения, в доиндустриальную эпоху в атмосфере было 280 ppm CO2, а в наши дни — 415 ppm.

Другое важное отличие от нынешней эпохи состояло в том, что климат слабее зависел от географической широты. Для холодных ледниковых эр, в одну из которых мы живем, характерен резкий широтный градиент температур: в экваториальных областях очень жарко, а в приполярных — лютые морозы и материковые оледенения. В теплые эры этот градиент сглажен, в полярных районах могут расти леса, ледников нет или они невелики, а уровень моря, соответственно, выше. В некоторые моменты мелового периода уровень моря мог превышать современный на 170 метров.

Известно, что в Арктике тогда царил приятный умеренный климат. Динозавры чувствовали себя комфортно на 82°–85° палеошироты, то есть почти у самого Северного полюса (P. P. Flaig et al., 2017. A Paleopolar Dinosaur Track Site in the Cretaceous (Maastrichtian) Prince Creek Formation of Arctic Alaska: Track Characteristics and Probable Trackmakers). Считается, что в Антарктике ситуация была примерно такая же. Однако прямых палеонтологических свидетельств теплого климата в приполярных южных областях (особенно внутри тогдашнего Южного полярного круга) найдено пока немного. Что в общем-то неудивительно, ведь в Антарктиде трудно собирать окаменелости. В мелу Южный полюс, как и теперь, находился в Антарктиде: этот материк за последнюю сотню миллионов лет сместился не очень сильно.

В статье большого международного коллектива геологов и палеонтологов, опубликованной в журнале Nature, приведены важные новые данные о растительности и климате приполярной Антарктиды в позднемеловую эпоху. Изученные авторами образцы были добыты в 2017 году путем бурения на антарктическом шельфе в море Амундсена в ходе экспедиции научно-исследовательского судна Поларштерн (K. Gohl et al., 2017. MeBo70 Seabed Drilling on a Polar Continental Shelf: Operational Report and Lessons From Drilling in the Amundsen Sea Embayment of West Antarctica).

В районе бурения на морском дне сверху лежит несколько метров моренных (ледниковых) отложений — это результат деятельности Западноантарктического ледникового щита. Под ледниковыми отложениями — от 17 до 24 метров бедного в палеонтологическом отношении позднепалеогенового песчаника возрастом до 40 млн лет. Пробурить всё это насквозь удалось впервые. Еще ниже обнаружился трехметровый слой осадочных пород с большим количеством ископаемых спор и пыльцы, пронизанный сетью ископаемых корней.

Судя по видовому составу пыльцы, слой сформировался между 92 и 83 млн лет назад (позднемеловая эпоха, турон — сантон). Похожий комплекс растительных остатков с теми же видами голосеменных и папоротников описан из отложений возрастом 92–89 млн лет с острова Питт (архипелаг Чатем, Новая Зеландия). Однако комплекс из моря Амундсена, скорее всего, немного моложе (88–83 млн лет). Это следует из наличия пыльцы нескольких видов цветковых растений семейства протейных, которых нет в упомянутых отложениях с острова Питт. В других точках Антарктиды и Австралии эти виды встречаются начиная с 81,4–83,8 млн лет назад.

Около 90 млн лет назад (туронский век) континент Зеландия, частью которого являются острова Чатем, оторвался от Западной Антарктиды. Между ними образовался рифт и начала формироваться океаническая кора. Однако к моменту существования изучаемой флоры Зеландия еще не успела отдрейфовать далеко на север. Ширина полосы океанической коры между Антарктидой и Зеландией оставалась довольно узкой (две — три сотни километров). Точка, где проводилось бурение, находилась на южной (антарктической) стороне этого пролива. На основе имеющихся палеогеографических реконструкций авторы определили ее палеошироту: 81,9° южной широты (современная позиция — 73,6°). Таким образом, это самое южное местонахождение позднемеловой континентальной биоты, достаточно информативное для надежной реконструкции природных условий. До сих пор самым южным было вышеупомянутое местонахождение на острове Питт, но оно в те времена находилось на 265 км дальше от Южного полюса.

Комплекс спор и пыльцы из моря Амундсена оказался на удивление богатым: удалось индентифицировать 62 вида растений (рис. 2). Среди них преобладают хвойные деревья из семейств подокарповых и араукариевых, а также разнообразные папоротники, в том числе древовидные папоротники рода Cyathea. В нижних ярусах древнего леса цвели кусты протейных. Здесь было много разнообразных мхов, в том числе характерных для торфяных болот, а в мелких временных водоемах развивались цианобактериальные маты. Что касается ископаемых корней, то их клеточная структура недостаточно хорошо сохранилась, чтобы определить их до вида: ясно лишь, что это корни сосудистых растений.


В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса

Рис. 2. Пыльца и споры растений умеренного дождевого леса из позднемеловых отложений моря Амундсена. aCyathidites australis, bOsmundacidites wellmanii, cRuffordiaspora australiensis, dRuffordiaspora ludbrookiae, eCycadopites follicularis, fMicrocachryidites antarcticus, gPhyllocladidites mawsonii, hPodocarpidites major, iTrichotomosulcites hemisphaerius, jTrichotomosulcites subgranulatus, kTaxodiaceaepollenites hiatus, lEquisetosporites sp., mNyssapollenites chathamicus, nPeninsulapollis gillii, oProteacidites subpalisadus. Длина масштабных отрезков — 10 мкм. Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


В целом получилась вполне четкая и непротиворечивая картина южного умеренного дождевого леса (см.: Temperate rainforest), который рос в частично заболоченной низине в 900 км от Южного полюса (рис. 1). Геохимические данные и результаты анализа биомаркеров (см. molecular fossils) полностью согласуются с этой интерпретацией. Разглядывая рисунок 1, полезно помнить, что на этой самой широте в 1912 году погиб капитан Скотт и его спутники, застигнутые сильными морозами и буранами в начале осени на шельфовом леднике Росса.

Судя по флоре, 88–83 млн лет назад климат в этой части Антарктиды был умеренным, со среднегодовой температурой около 13°C, средней температурой самого теплого летнего месяца 18,5°C и количеством осадков около 1120 мм в год. Ранее для данного времени в точках, располагавшихся на 2500 км дальше от полюса, были реконструированы похожие среднегодовые температуры (15–21°C). Это говорит о крайне слабо выраженном широтном температурном градиенте.

При помощи климатической модели COSMOS (I. Niezgodzki et al., 2017. Late Cretaceous climate simulations with different CO2 levels and subarctic gateway configurations: A model-data comparison) авторы рассчитали, что для поддержания столь теплого климата на 82° южной широты (где, между прочим, беспросветная полярная ночь длится четыре месяца) необходима концентрация CO2 в атмосфере порядка 1120–1680 ppm. Но даже этого было бы недостаточно, не будь окружающая суша покрыта буйной растительностью. Растительность, как известно, уменьшает альбедо и позволяет земле лучше прогреваться в летние месяцы. Из этого следует, что никаких материковых оледенений в Антарктиде в туроне-сантоне быть не могло. В этом, правда, и так мало кто сомневался, но лишнее подтверждение не помешает.


В позднемеловую эпоху в Антарктиде росли пышные дождевые леса

Рис. 3. Результаты климатического моделирования: влияние концентрации CO2 на среднюю температуру самого теплого летнего месяца для современной Антарктиды, покрытой льдом (вверху), и для Антарктиды середины позднемеловой эпохи, когда суша была покрыта густой растительностью (внизу). Показано распределение температур при трех уровнях CO2: 280 ppm («доиндустриальный» уровень), 560 и 1120 ppm. Треугольником отмечено место бурения в море Амундсена. На нижних рисунках внизу справа виден южный край Австралии, а внизу слева — фрагменты условного материка Зеландии, который состоит в основном из шельфовых областей и мало где выступает из воды. Рисунок показывает, что из-за высокого альбедо современной Антарктиды там не станет очень жарко, даже если концентрация CO2 вырастет вчетверо по сравнению с «доиндустриальным» уровнем (правый верхний рисунок). А если бы в позднем мелу уровень CO2 вдруг резко упал, это само по себе не привело бы к катастрофическому похолоданию благодаря густой растительности, снижающей альбедо (левый нижний рисунок). Изображение из обсуждаемой статьи в Nature


Еще один вывод, сделанный авторами на основе моделирования, состоит в том, что высокое альбедо нынешней обледенелой Антарктики будет способствовать сохранению холодного климата в регионе, даже если уровень CO2 в атмосфере вырастет в два-три раза (рис. 3).

Источник: J. P. Klages, U. Salzmann, T. Bickert et al. Temperate rainforests near the South Pole during peak Cretaceous warmth // Nature. 2020. DOI: 10.1038/s41586-020-2148-5.

Александр Марков


30 апрель 2020 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Массовое пермское вымирание на суше началось раньше, чем в океане

Окончание пермского периода и всей палеозойской эры отмечается самым масштабным массовым вымиранием в истории Земли. Датировка этого события соответствует пику вымирания морских видов в Северном

Древнейшие насекомые со следами пыльцы покрытосеменных найдены в бирманском янтаре

Две независимых группы ученых впервые обнаружили в бирманском янтаре насекомых, облепленных пыльцой покрытосеменных растений. Одно из этих насекомых — жук-горбатка, другое — оса неясной

Голубой лед Антарктиды раскрывает данные о климате Земли за 2,7 миллиона лет

Ледяные керны — источники бесценной информации о климате Земли в прошлом. Анализ пузырьков воздуха, запечатанных в толще антарктического льда, позволил ранее восстановить подробную динамику изменений

Тибетское нагорье поднялось позже, чем предполагалось

При построении палеогеографических моделей важно учитывать как можно больше информации о том, как была устроена наша планета в прошлом. В том числе, желательно включать в них данные о рельефе,

Ученые поняли, как сформировался климат

Ученые пришли к выводам, что водяной пар, который содержится в стратосфере, способствует установлению теплых температур на Земле, да и, оказывается, играет ключевую роль в развитии климата самой

К концу 21 века в Арктике летом не будет льда

К такому выводу пришли ученые из Автономного университета Барселоны. Вместе со своими коллегами из Норвегии и Британии они провели анализ климата эпохи плиоцена.  Плиоценом называют эпоху
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Хорошо замаскированный интеллигентДикие людиРыба-архитекторАнтарктида. Самый загадочный континент ЗемлиNASA: Россия сможет отправлять своих космонавтов в космос на Crew DragonМКС хотят закрыть? США запустят лунную станцию в 2023 годуЭти 10 карт поставят ваше мировоззрение с ног на головуПарад планет 4 июля 2020: что нужно знать?