Ископаемые леса под антарктическим льдом
Первые образцы окаменелой древесины из Антарктиды были обнаружены в 1833 году. Сегодня известно, что ископаемые остатки, в основном древесины и листьев, здесь обильны. Они свидетельствуют об "антарктическом парадоксе": как леса могли сохраниться на континенте с температурами до -83 °C, покрытом толстыми ледниками?
Эти леса простирались от Австралии через Антарктиду до Южной Америки — все три региона являются остатками древнего южного суперконтинента Гондвана.
Исследование позднего палеоцена
Совместно с Университетом Лидса и Британской антарктической службой мы искали наиболее хорошо сохранившиеся ископаемые листья на востоке Антарктического полуострова, относящиеся к поздней эпохе палеоцена (около 56 млн лет назад).
Эти растительные окаменелости, впервые собранные шведской экспедицией Отто Норденшельда в 1901 году, служат "термометрами", фиксирующими изменения климата Земли в высоких южных широтах.
Палеоцен был временем быстрого потепления, которое привело к Палеоцен-эоценовому термическому максимуму (PETM). Тогда температура резко выросла на 8°C за 10 000 лет — мгновение по геологическим меркам. Это событие — лучший аналог для понимания будущего климата Земли.
Экспедиция и находки
В 2001 году наша экспедиция на корабле HMS Endurance достигла острова Сеймур в море Уэдделла. Преодолев пролив Дрейка, экстремальные ветра до 100 узлов и другие трудности, мы собрали новые образцы.
Наше исследование описывает различные таксоны ископаемых листьев с острова Сеймур. Они доказывают, что обширные леса росли в высоких широтах в позднем палеоцене (58–56 млн лет назад).
Удивительное разнообразие флоры
Эти прекрасные отпечатки листьев в мелкозернистых песчаниках и алевролитах — наиболее хорошо сохранившаяся флора Антарктического полуострова из палеоцена. Они демонстрируют значительное разнообразие архитектуры листьев (форма, размер, жилкование), несмотря на полярный регион с низкими углами освещения зимой.
Ископаемые листья указывают на гораздо большее флористическое разнообразие, чем было известно ранее по данным об ископаемой древесине. Леса были прохладными и теплыми умеренными, смешанными хвойно-широколиственными, вечнозелеными и листопадными.
Ближайший современный аналог — леса южной Патагонии в Южной Америке ("Вальдивские леса"). Они характеризуются наличием "южного бука" (Nothofagus) и других листьев с зубчатыми краями. Поэтому неожиданным оказалось обилие листьев с цельнокрайними (гладкими) краями в палеоценовых лесах.
Интересно, что леса на восточной стороне Антарктического полуострова заметно отличались от лесов на западной стороне. Это, вероятно, связано с вулканами, образующими хребет полуострова, которые создавали "дождевую тень" на восточных склонах, или с разницей в высоте.
Климат и значение
Анализ архитектуры листьев показал, что среднегодовая температура в этих полярных лесах составляла 12.5–14.5 °C, а количество осадков — 2110 мм в год, что сопоставимо с современными показателями в Тасмании, Патагонии и Новой Зеландии.
Антарктида в палеоцене служила "шлюзом" для обмена видами между Южной Америкой и Австралазией, что увеличивает наше понимание происхождения и эволюции современной флоры Южного полушария. Многие группы растений, считающиеся уникальными для Австралии (например, эвкалипты), в то время встречались и в Южной Америке.
Наши данные используются для моделирования сложных взаимодействий атмосферы, океанов и жизненных форм прошлого, что, в свою очередь, помогает строить прогнозы будущего климата.
Дальнейшие исследования будут сосредоточены на разнообразии, современных связях и эволюции флоры листьев с зубчатыми краями, которые помогли определить температуру в этих лесах в период быстрого потепления. Мы надеемся найти реликты Гондваны (например, Proteaceae и Nothofagaceae), чтобы понять пути миграции флоры, и ожидаем новых сюрпризов от этих драгоценных ископаемых листьев, застывших во времени под антарктическим льдом.