Реликвии антарктической тундры

Развитие млекопитающих вот уже пятьдесят миллионов лет кайнозойской эры сопровождается похолоданием земного климата. Это похолодание, согласно представлениям палеоклиматологов, проходило в три этапа, первый из которых состоялся на границе эоценового и раннего олигоценового периодов приблизительно 34 миллиона лет назад. За ним последовало резкое понижение температуры примерно 14 миллионов лет назад, названное среднемиоценовым климатическим переходом. Завершил череду резких похолоданий последний резкий скачок в позднем плиоценовом периоде около трех миллионов лет назад.

И хотя новые понижения температуры земного климата нам, очевидно, не грозят, ученые продолжают изучать те или иные проявления глобальных погодных катаклизмов.

Например, сегодня климатологам уже ясно, что наиболее значительные изменения климата происходят в приполярных регионах земли, где

скачки температуры могут достигать десятков градусов.

Такие радикальные изменения температуры, к сожалению, на данный момент мало изучены с точки зрения палеонтологических свидетельств. Наименее освещенными в полярных областях остаются события, сопутствовавшие среднемиоценовому климатическому переходу. К этому времени Антарктида уже была довольно холодным материком, однако дожди здесь еще иногда шли, а потому этот период относят к так называемому «мокрому» оледенению. Когда же произошел тот самый среднемиоценовый климатический переход, средняя температура в летний период во многих участках материка опустилась ниже нуля градусов Цельсия, и дальнейшее оледенение происходило за счет прессования снежных осадков.

В то же время, о фундаментальных причинах этого похолодания нам до сих пор мало что известно, равно как до сих пор имеются существенные разногласия относительно временных рамок и качественного изменения климатических условий.

Изотопный анализ морских отложений, относящихся к этому периоду времени, показал, что похолодание произошло и в водах антарктического океана. Однако на вопросы о скорости и степени похолодания на континенте, изменении температурного режима антарктических ледников, влиянии на флору и фауну Антарктиды, пережившей похолодание на границе эоцена и олигоцена,

могли ответить только ископаемые образцы растений и животных.

Простора для подобного поиска на материке, представляющем нагромождение льда и камней, не так уж и много, однако в последнем выпуске журнала The Proceedings of the National Academy of Sciences международная команда ученых-полярников опубликовала статью фотографии останков растений и живых существ, населявших пресные водоемы Антарктиды до её окончательного оледенения.

Работы группа ученых проводила в районе так называемых Сухих долин Макмердо, относящихся к Трансантарктической горной цепи. Это место, находящееся на семьдесят седьмом градусе южной широты, одно из немногих, свободных ото льда и допускающих непосредственный анализ грунта.

На основании палеоэкологического, гласиологического и геоморфологического анализа учеными было установлено, что переход от мокрого обледенения к сухому состоялся 13,85 миллионов лет назад, тогда как последние ростки антарктической тундры, населенной соответствующими живыми существами, проросли в период локального таяния ледников 14,07 миллионов лет назад. Растаявший ледник тогда оставил на своем месте несколько небольших озер, слоистые донные отложения которых и исследовали ученые. Наиболее хорошо сохранилась структура донных отложений в небольшом «озере» площадью четырнадцать тысяч квадратных метров у подножия горы Борей, входящей в так называемый олимпийский горный кряж, и названной в честь древнегреческого бога северных ветров.

Хорошо сохранившиеся останки экосистемы этого озера в основном представлены водными обитателями, первоначально населявшими мелководье, а затем освоившими и глубинные районы: бентоническими лишайниками и мхами, диатомовыми водорослями и ракушковыми ракообразными. К сожалению, не полностью сохранившиеся останки ракообразных не позволяют приписать их к какому-то определенному виду, однако, по мнению ученых, с большой долей уверенности их можно отнести к надсемейству Cypridoidea.

Кроме непосредственных хозяев водоема ученые также обнаружили останки прежних береговых обитателей. Среди окаменелых остатков пыльцы и спор растений исследователи различили фрагменты растений и насекомых.

Все эти фрагменты представляют собой субмиллиметровые останки.

Наиболее крупный фрагмент экзоскелета насекомого относится к левому надкрылью маленького жучка, который вполне мог представлять доисторическое поколение современных долгоносиков.

Эти останки кардинально отличаются от современного населения Сухих долин Макмердо, которое представлено в основном одноклеточными, а также мхами, первично-полостными и микроскопическими членистоногими и червями нематодами.

Температурные условия, позволявшие мхам существовать в районе Макмердо, сохранились только у северной оконечности антарктического полуострова на островах Джеймса Росса и Вега на 64 градусах южной широты. Среднелетняя температура здесь составляет порядка -1,5 ^oС. Ракушковые ракообразные ныне вообще обитают не южнее 60 градусов южной широты на Южных Оркнейских островах, а жучки-долгоносики не забираются южнее 55 градусов южной широты, которая соответствует острову Южная Георгия в Атлантическом океане. Здесь средняя летняя температура летом составляет около пяти градусов по Цельсию.

Такова она должна была быть и в районе горы Борей четырнадцать миллионов лет назад. Сейчас же средняя летняя температура здесь – минус двенадцать градусов. Так что если данные океанологических исследований в антарктическом океане показали похолодание в среднем на 6–7 градусов по Цельсию при среднемиоценовом климатическом переходе, то на самом материке температура упала минимум на 8 ^oС.

Стратиграфический анализ показал, что это похолодание уже стало окончательным, и до наших дней антарктическая тундра уже не возрождалась. Условия здесь всегда сохранялись холодные и сухие, на что указывает сохранность образцов флоры и фауны.

Причины такого резкого похолодания ученые однозначно обозначить пока не в состоянии.

Логичным видится объяснение похолодания за счёт уменьшения атмосферной концентрации углекислого газа, которая была обнаружена при изотопном анализе окаменелых растений. Однако такая гипотеза не подтверждается океаническими окаменелостями, согласно которым уменьшение концентрации СО₂ произошло на несколько тысячелетий раньше, чем сам среднемиоценовый климатический переход. Альтернативной гипотезой может быть изменение климата вследствие изменения циркуляции мировых океанических вод, которое, в свою очередь, могло быть вызвано тектоническими процессами.