Ligevel som Alaskas mægtige Yukon flød der engang en bred flod gennem Antarktis og fulgte en blød dal, der var formet af tektoniske kræfter på et tidspunkt, før kontinentet blev indhyllet i is. En forståelse af, hvad der skete, da isfloder senere fyldte dalen, kunne løse visse klimatiske og geologiske gåder om det sydligste kontinent.

Dalen er Lambert Graven i det østlige Antarktis, som nu er hjemsted for verdens største gletsjer. Graven (som på tysk betyder grøft eller grøft) er fanget under isen og er en fantastisk, dyb kløft. Men før Antarktis’ dybfrysning for 34 millioner år siden var dalen relativt flad og fyldt af en doven flod, hvilket efterlader en gåde for geologerne at afkode: Hvordan blev Lambert Graven så stejl, og hvornår blev den skabt?

Nøglen til Lambert Gravens historie blev fundet i lag af sedimenter lige ud for kysten i Prydz-bugten. I en ny undersøgelse har Stuart Thomson, geolog ved University of Arizona (UA) i Tucson, kigget ind i fortiden ved at afkode sand, der er aflejret af floden, og de rodet bunker, som gletscheren har efterladt. Flodsandet er overlejret af et tykt lag af grovere sediment, som signalerer starten på gletsjerens erosion i dalen, fandt forskerne. Erosionshastigheden blev mere end fordoblet, da gletsjerne flyttede ind, sagde Thomson.

“Den eneste måde, det kunne ske på, er fra gletsjere,” sagde han. “De begyndte at slibe og danne dybe dale.”

Forståelsen af, hvornår gletsjerne først snoede sig over Antarktis, vil hjælpe forskerne med bedre at modellere indlandsisens reaktion på Jordens klimaændringer, sagde forskerne.

“Der er en stor indsats for at modellere, hvordan gletsjerne flyder i Antarktis, og disse modeller har brug for et landskab, som gletsjerne kan flyde over”, sagde Thomson til OurAmazingPlanet. “Når disse modeller kan forudsige tidligere ændringer, kan de mere præcist forudsige, hvad der vil ske med fremtidige klimaændringer.”

Sedimenterne indeholder også ledetråde til den tektoniske udvikling af Østantarktis og en bjergkæde, der er begravet under den enorme, tykke indlandsis.

Fundene er beskrevet detaljeret i marts 2013-udgaven af tidsskriftet Nature Geoscience.

Isens historie

Lambert Graben blev dannet under opløsningen af Gondwana, et gammelt superkontinent, en proces, der skete i etaper. Antarktis, Indien og Afrika blev revet fra hinanden i den sene kridttid (for ca. 80 millioner år siden). Opsplitningen skabte lange, lineære dale, der er orienteret vinkelret på kontinenternes kystlinjer. På det tidspunkt var Jordens klima varmere, end det er i dag, og da Antarktis bevægede sig sydpå og satte sig i sit hjem over Sydpolen, vrimlede kontinentet med planter og dyr.

Forskere kan delvist rekonstruere dette tidligere miljø med fossiler og ved hjælp af radar, der kigger under isen for at kortlægge klippernes form under isen. Et 3D-kort over Antarktis i dag viser kløfter, der er udhugget af gletsjere, barske bjerge og andre rester af dets varmere eksistens.

Men undersøgelserne fortæller intet om, hvordan landskabet så ud, før isen udhuggede alle disse træk. “Folk har spekuleret i, hvornår de store fjorde blev dannet under isen,” siger Thomson. “Men ingen ved det med sikkerhed, før man tager prøver af stenene eller sedimenterne.”

Thomson og hans kolleger analyserede sedimenter, der blev boret fra havbunden lige ud for Lambert-gletsjeren, samt fra moræneler på land, de stenhøjder, der er skubbet op af gletsjerne. Tests af mineraler i sandet og mudderet hjalp dem med at finde ud af, hvornår og hvor hurtigt overfladen eroderede.

Her er, hvad sedimenterne siger: Fra ca. 250 millioner til 34 millioner år siden var området omkring Lambert-gletsjeren relativt fladt og blev drænet af langsomt flydende floder, siger Thomson. For omkring 34 millioner år siden, hvilket falder sammen med en afkøling af Jordens klima, dukkede store gletsjere op og formede den spektakulære dal, der nu er skjult under tyk is.

“Det ser ud til, at det skete meget tidligt, for 34 til 24 millioner år siden”, sagde Thomson. Erosionen aftog drastisk, da indlandsisen stabiliserede sig for omkring 15 millioner år siden, sagde han.

Somkring 1,6 til 2,5 kilometer klippe er siden forsvundet, nedbrudt af gletsjere og ført væk af isen, ifølge undersøgelsen.

“Gletsjere kan hurtigt grave dybe dale – og det gjorde de på Antarktis, før det blev så koldt, at det meste af det blev dækket af 1 eller 2 miles tyk, stationær is,” sagde Peter Reiners, en geolog fra UA og medforfatter til undersøgelsen, i en erklæring.

Lambert Graben strækker sig omkring 600 km ind i landet og ender ved et af Antarktis mest gådefulde træk – en begravet bjergkæde kaldet Gamburtsev-bjergene. Bjergene, der ligger begravet under isen, opstod under Gondwana’s rifting. Geologiske beviser tyder på, at to løfteimpulser fra rifting begivenheder for omkring 250 millioner år siden og 100 millioner år siden skubbede de takkede toppe op.

Men Thomson og hans kolleger fandt ikke beviser i sedimenterne for en anden løftefase for 100 millioner år siden. Flodsandet indeholder mineraler fra Gamburtsev-bjergene, og de små korn tyder på, at bjergene fik deres højde med ét tektonisk skub.

“Dette understreger både bjergkædens bemærkelsesværdige alder og den ekstraordinære grad af bevarelse af det subglaciale landskab”, skriver Darrel Swift i en ledsagende artikel i Nature Geoscience. Swift, der er geolog ved University of Sheffield i Det Forenede Kongerige, var ikke involveret i undersøgelsen.

E-mail Becky Oskin eller følg hende @beckyoskin. Følg os @OAPlanet, Facebook eller Google+. Originalartikel på LiveScience’s OurAmazingPlanet.