Forschungsteam bestätigt eisige Bedingungen in der Südpolregion während der späten Kreidezeit

Nehmen wir an, es ist die späte Kreidezeit vor etwa 66 bis 100 Millionen Jahren. Wir haben Dinosaurier, die das Land durchstreifen, und seltsam aussehende frühe Vogelarten, obwohl der Hai, wie wir ihn kennen, bereits in den prähistorischen Ozeanen schwimmt – die 82 % der Erde bedecken. Redwood-Bäume und andere Nadelbäume feiern ihr Debüt, ebenso wie Rosen und Blütenpflanzen, und mit ihnen kommen Bienen, Termiten und Ameisen. Vor allem ist es überall warm, vulkanisch aktiv und feucht, und es ist kaum eine Eisdecke in Sicht.

Abgesehen davon, dass laut einer Gruppe von Wissenschaftlern der UC Santa Barbara, der University of Oregon und der University of Manitoba in der Region des Südpols eisige Bedingungen herrschten.

„Und es war nicht nur ein Ein-Tal-Gletscher“, sagte der UCSB-Geologe John Cottle, „es waren wahrscheinlich mehrere Gletscher oder eine große Eisdecke.“ Im Gegensatz zu unserem weit verbreiteten Bild von der späten Kreidezeit als „überall heiß“, sagte er, gibt es Beweise dafür, dass Polareis während dieser Zeit existierte, sogar auf dem Höhepunkt der globalen Treibhausbedingungen. Die Studie der Geologen wird in der Zeitschrift veröffentlicht Naturkommunikation.

Ein prähistorisches Rätsel

Schneller Vorlauf bis heute. Stellen wir uns vor, wir wären in der Antarktis. Es ist kühl, es ist kahl, und wir stehen in der Nähe einer großen Ansammlung freigelegter glasiger Felsen entlang des Transantarktischen Gebirges, angrenzend an das Ross-Schelfeis, genannt Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC).

„Ich habe tatsächlich von diesen Steinen gehört, als ich vor ungefähr 20 Jahren Student war, und sie sind einfach wirklich seltsam“, sagte Cottle. Der BRIC ist selbst nach heutigen antarktischen Erkundungsstandards abgelegen und ungewöhnlich, da die Zusammensetzung und Formation des Gesteins untypisch für nahe gelegene Gesteinsformationen ist, unter anderem mit großen Mengen an Glas und geschichteten Veränderungen, die auf bedeutende physikalische, chemische oder umweltbedingte Ereignisse hindeuten veränderten ihre mineralische Zusammensetzung.

Cottle hatte kürzlich auf einer Expedition die Gelegenheit, endlich Proben aus dem BRIC zu nehmen, und bei der Analyse seiner Entstehung stießen er und sein Team auf eine „ungewöhnlich große Menge Wasser“.

„Sie haben also einen wirklich heißen Stein, der mit Wasser interagiert und es beim Abkühlen in das Glas einarbeitet“, sagte er. „Wenn Sie sich die Zusammensetzung ansehen, können Sie etwas darüber sagen, woher dieses Wasser stammt. Es kann als Hydroxyl vorliegen, was Ihnen sagt, dass es wahrscheinlich aus dem Magma stammt, oder es könnte molekular sein, was bedeutet, dass es wahrscheinlich extern ist. „

Was sie zu sehen erwarteten, war, dass die Veränderung im Gestein durch das Wasser verursacht wurde, das sich bereits im Magma befand, als es abkühlte. Was sie stattdessen fanden, war eine Aufzeichnung eines Klimaprozesses, von dem angenommen wurde, dass er damals nicht existierte.

Bei ihrer spektroskopischen Analyse der Proben stellten die Forscher fest, dass ein Teil des Wassers tatsächlich aus Magma stammte, als es aus dem Erdinneren nach oben strömte, während das geschmolzene Gestein direkt unter der Erdoberfläche zu Glas abkühlte, es aber auch Grundwasser enthielt.

„Wir haben festgestellt, dass das meiste Wasser in diesen Felsen von außen stammt“, sagte Cottle. „Wir haben dann die Sauerstoff- und Wasserstoffisotopenzusammensetzung des Wassers gemessen und sie passt sehr gut zur Zusammensetzung von antarktischem Schnee und Eis.“

Um ihr Ergebnis festzuhalten, führten Cottle und sein Team auch eine Argon-Argon-Geochronologie durch, um das Gestein und seine Veränderung zu datieren.

„Das Problem ist, dass diese Felsen aus dem Jura stammen, also etwa 183 Millionen Jahre alt sind“, sagte er. „Wenn Sie also die Veränderung messen, wissen Sie nicht, wann das passiert ist.“ Sie konnten das Alter des Gesteins (Jura), aber auch ein jüngeres Alter (Kreidezeit) ermitteln. „Als diese Gesteine ​​​​abkühlten und verändert wurden“, fuhr er fort, „setzte es auch das Argonisotop zurück, und Sie können das Alter der Veränderung mit der Zusammensetzung der Veränderung abgleichen.“

Es gibt andere, ähnliche Vulkangesteine ​​etwa 700 km nördlich des BRIC, die ebenfalls ein kreidezeitliches Alter aufweisen, was darauf hindeutet, dass die polare Vereisung in dieser Zeit regional ausgedehnt in der Antarktis gewesen sein könnte. „Was wir gerne tun würden, ist zu anderen Orten in der Antarktis zu gehen und zu sehen, ob wir das Ausmaß der Vereisung bestimmen können, wenn wir die gleichen Ergebnisse wiederherstellen, die wir bereits gefunden haben“, sagte er.

Das Finden von Beweisen für große Eisschilde aus der Kreidezeit ändert möglicherweise nicht unser allgemeines Bild einer heißen und feuchten Erde zu dieser Zeit, sagte Cottle, „aber wir müssten ganz anders über die Kreidezeit und die Antarktis denken als jetzt.“

Die Forschung in dieser Studie wurde auch von Demian A. Nelson (Hauptautor) von der UCSB, Ilya N. Bindeman von der University of Oregon und Alfredo Camacho von der University of Manitoba durchgeführt.