Zvětšit obrázek

Tak vypadá oblast Dry Valleys „in natura“ dnes. Před patnácti miliony let tam byla v tundře jezera a v nich byl život.

Náhlé a dramatické ochlazení podnebí během relativně krátkého geologického období, před zhruba 14 miliony let, vedlo k vyhynutí rostlin a hmyzu a změnilo vnitrozemí Antarktidy z tundry ve věčně zmrzlou poušť, jaká je tam dodnes. Dry Valleys je pro paleontology velmi bohaté naleziště pozůstatků fosilního života, jak o tom referoval i článek na Oslu "V Antarktidě bylo kdysi mnohem tepleji". Tento život pak velmi náhle vymizel. Všechno nasvědčuje, že díky tomu, že se náhle ochladilo. Jezera, která během roku alespoň načas rozmrzala a umožnila organismům uskutečnit alespoň krátký životní cyklus, se změnila ve věčně zamrzlou a životu příliš nepřející pustinu. Proč k tomu došlo, se můžeme jen dohadovat. Jediné co se dá téměř jistě vyloučit je vliv člověka.

 
Dalším jevem, který většinu lidí napadne, když se řekne „ledová Antarktida“, je cirkumpolární mořský proud, který ji obklopuje a brání, aby ji ohřály teplé mořské proudy z nižších zeměpisných šířek. Předpokládá se, že vznik tohoto cirkumpolárního proudu stojícího za tepelnou izolací Antarktidy umožnilo otevření Drakeova průlivu mezi Antarktidou a jihoamerickou Patagonií, jenže ten podle posledních průzkumů vznikl minimálně o patnáct až sedmnáct miliónů let dříve než se Antarktida prudce ochladila. Proto zůstává přesný mechanismus jejího náhlého ochlazení stále tak trochu záhadou.

Mezinárodní tým vědců vedený specialistou na glaciální a planetární geomorfologii Davidem Marchantem z Boston University, Allanem Ashworthem a Adamem Lewisem, geology z North Dakota State University, zkombinoval důkazy ledovcové geologie, paleontologie, datování sopečného popela a počítačového modelování, aby mohli potvrdit zprávu o velké klimatické změně proběhnuvší před 14 milióny lety. Tato jejich spolupráce vyústila ve velký pokrok v poznání antarktické klimatické historie.

David Marchant:„Pro mě je nejzajímavější části celého příběhu to, že jsme zdokumentovali načasování a velikost té ohromné změny v antarktickém klimatu: přechodné znaky posunu od tepla, mírných ledovců s oblastmi rozptýlené tundry k dnešním studeným polárním ledovcům uvnitř pusté polární pouště. Kontrast by nemohl být nápadnější. A přitom tento přechod zabral geologicky krátké období, zhruba 200 tisíc let.“

„Nálezy zkamenělin jsou v Antarktidě mimořádně vzácné, zejména pokud se jedná o fosilie suchozemských a sladkovodních rostlin a živočichů. Tyto jsou první objevené, ačkoliv vědecké expedice navštěvovaly Dry Valleys od té doby, co je objevila první Scotova expedice v letech 1902-1903,“ řekl Lewis.

 

Adam Lewis: „Odhalení jezerních usazenin s perfektně zachovalými zbytky mechů a lišejníků, rozsivek a lasturnatek, je vzrušujícím dobrodružstvím zejména pro biology.“

Zkamenělý poklad.
Ashworth, hlavní paleontolog tohoto výzkumu, byl zvláště zasažen tím, že některé druhy rozsivek a mechorostů jsou nerozeznatelné od těch současných. Dnes se tyto druhy nachází všude jinde, jen ne v Antarktidě.
„To, že jsme schopni identifikovat mezi nalezenými zkamenělinami některé v dnešní době přežívající druhy je fenomenální. Myslet si, že jejich „moderní varianty“ přežily na Zemi 14 miliónů let bez nějakých významných změn v detailech jejich vzhledu je zvláštní. To musí znamenat, že tyto organismy byly tak dobře přizpůsobené svému prostředí, že navzdory opakovaným klimatickým změnám a izolaci populací po milióny let nevyhynuly, ale dokázaly přežít,“ řekl Ashworth.

Co dělá tyto zkameněliny zvláště cennými, jsou právě ty souvislosti známé z let detailního mapování starobylých ledovcových usazenin z antarktických západních horských pásem Olympus a Asgard Marchantem a Lewisem. V rámci jejich výzkumu byl odhalen sopečný prach, který v geochronologické laboratoři Lamont-Doherty datovali spoluautoři studie Sidney Hemming a Malka Machlus. Proto jsou tyto zkameněliny tím dosud nejlépe datovaným objevem pocházejícím z Antarktidy.
 

Dnešní naleziště zkamenělin ležící vysoko v horách je ve zcela zmrzlé krajině nedaleko Rossova ledového šelfu.

Marchant, Lewis a Ashworth, kteří často tráví celé měsíce ve stanech v Dry Valleys, kde provádí průzkum, říkají, že zkameněliny inspirují jejich představivost o tom, jak antarktický kontinent kdysi vypadal.
„Tyto fosilní nálezy nám téměř dovolují prozkoumat Antarktidu v podobě, v jaké existovala právě před ochlazením klimatu před 13,9 milióny let. Je to jedinečné okno do minulosti. Na Zemi je velmi mnoho míst, které obsahují usazeniny z tehdejší doby, ale žádné nejsou tak dobře zachované, jako ty objevené v Dry Valleys,“ řekl Marchant. „Usazeniny dovolují rekonstrukce vysokohorských ledovců, tundry a jezer, a to do pozoruhodných podrobností. Studovat tato ložiska je podobné toulání se napříč Dry Valleys před 14,1 milióny let.“

„To, co hledáme,“ dodal Lewis, „je poslední stopa vegetace v Dry Valleys. Fosilní nálezy a datování sopečného popela ukazují, že zhruba před 14,1 milióny lety tu byla oblast tundry a jezer s rozmrzajícím ledem. Ložiska vzniklá z těchto dávno ztracených jezer obsahují vrstvy usazenin, kde byly nalezeny různé zbytky, jako například odumřelé rostliny a hmyz, které zde byly usazeny a uchovány.“

Zvětšit obrázek

Mrazem vysušený mech starý 14 milionů let.

„A uvnitř těchto starobylých jezerních ložisek jsme našli tyto fosílie,“ řekl Lewis.
Výzkum Ashwortha a dalších paleoekologů ukazuje, že jezera umožňovala život mechům a rozsivkám a okolí bylo „ kolonizováno“ hmyzem a křovinatou vegetací.“
Před 14,1 milióny let bylo Dry Valleys relativně teplé. Od období před 13,9 milióny let je všechno jinak. Tato změna přenesla Dry Valleys z podnebí podobného tomu v Jižní Georgii a takovému, co je blízkou analogií Marsu.

Tom Wagner, programový ředitel Antarctic Earth Sciences v NSF Office of Polar Programs, dodal, že Marchant a Ashworth odhalili poslední kousek života na antarktickém kontinentu. Držel se tu „zuby nehty“ – jen pár jednoduchých rostlin a hmyzu v malém jezírku, všechno ostatní kolem nich bylo promrzlé – a pak najednou odešly taky. A to se muselo stát rychle, protože tyto fosílie jsou doslova vysušené mrazem. Když jsem navštívil vědce v terénu, tak mi ukázali, jak byly mechy stále zelené a olistěné.“

Zvětšit obrázek

Jak asi vypadalo údolí před 14 miliony let… a tak vypadá dnes…

„Je to jedna z nejdramatičtějších a dlouhotrvajících změn, které si člověk může přestavit,“ řekl Marchant. „Nevím o žádném jiném místě na Zemi, kde by taková trvalá změna byla tak dobře zdokumentována. Fakt, že je spojena s vyhynutím tundrových rostlin a hmyzu pomáhá zajistit kvantitativní odhady velikosti této změny.“

Průměrné letní teploty propadly v tomto období až o osm stupňů Celsia. V průměru byla letní teplota ve Valleys během tohoto mírného období až 17 stupňů teplejší než je současný denní průměr. Nevíme, co přesně způsobilo tuto změnu,“ říká Marchant: „Je to opravdu velká neznámá.“ ačkoliv teorií přibývá a zahrnují i jevy, tak odlišné jako jsou například hladiny oxidu uhličitého v atmosféře a tektonické posuny, které ovlivnily oceánské proudění.“

Podle Lewise svědčí „čerstvost“ krystalů a skla v sopečném popelu a uchování buněčných detailů ve zkamenělinách o tom, že byly trvale zmraženy po celých 13,9 miliónů let. Podnebí se změnilo během těch miliónů let, ale teploty v horách nikdy nestouply natolik, aby umožnily proudění vody a mikroorganismům se stát aktivními.
 

Tento závěr naznačuje, že i když byly od doby zamrznutí Dry Valleys globální teploty atmosféry občas vyšší, než jsou dnes, jako se to stalo přibližně před 3,5 miliony let během období pliocénu (a jak možná projeví v blízké budoucnosti jako důsledek globálního oteplování), nedošlo za celou tu dlouhou dobu k žádnému významnému tání ledového pokryvu ve východní Antarktidě uvnitř Dry Valleys, ani nenastaly dramatické změny v podmínkách životního prostředí v oblasti fosilních nálezů.

Část této studie v Dry Valleys je zachycena v dokumentu „Ice People“  od Anne Aghion, režisérky, která získala cenu Emmy. Program NSF Antarctic Artists and Writers podpořil Aghionovou v terénu po dobu 4 měsíců v roce 2006, aby zdokumentovala práci tamějších výzkumníků. Film bude vydán současně s International Polar Year 2007-2009 (IPY), globální vědecký rozvoj a je v plánu vysílání na Sundance Channel v roce 2009.

 Video rozhovor s vědcem Davidem Marchantem z Boston University.

Zdroj: National Science Foundation, Science