Come il possente Yukon dell’Alaska, un ampio fiume scorreva un tempo attraverso l’Antartide, seguendo una dolce valle modellata dalle forze tettoniche in un’epoca in cui il continente non era ancora ricoperto di ghiaccio. Capire cosa è successo quando i fiumi di ghiaccio hanno riempito la valle potrebbe risolvere alcuni enigmi climatici e geologici sul continente più meridionale.

La valle è il Lambert Graben nell’Antartide orientale, ora sede del più grande ghiacciaio del mondo. Intrappolato sotto il ghiaccio, il graben (che in tedesco significa fosso o trincea) è una splendida e profonda gola. Ma prima del profondo congelamento dell’Antartide 34 milioni di anni fa, la valle era relativamente piatta e riempita da un fiume pigro, lasciando ai geologi un enigma da decifrare: Come ha fatto il Lambert Graben a diventare così ripido, e quando è stato scavato?

La chiave della storia del Lambert Graben è stata trovata in strati di sedimenti appena al largo, nella Prydz Bay. In un nuovo studio, Stuart Thomson, un geologo dell’Università dell’Arizona (UA) a Tucson, ha guardato nel passato decodificando le sabbie depositate dal fiume e i cumuli disordinati lasciati dal ghiacciaio. Le sabbie del fiume sono sormontate da uno spesso strato di sedimenti più grossolani che segnala l’inizio dell’erosione glaciale nella valle, hanno scoperto i ricercatori. Il tasso di erosione è più che raddoppiato quando i ghiacciai si sono spostati, ha detto Thomson.

“L’unico modo in cui questo potrebbe accadere è dai ghiacciai”, ha detto. “

Capire quando i ghiacciai si sono fatti strada attraverso l’Antartide aiuterà gli scienziati a modellare meglio la risposta dello strato di ghiaccio ai cambiamenti climatici della Terra, hanno detto i ricercatori.

“C’è un grande sforzo per modellare come i ghiacciai scorrono in Antartide, e questi modelli hanno bisogno di un paesaggio su cui i ghiacciai possono scorrere”, ha detto Thomson a OurAmazingPlanet. “Una volta che questi modelli possono prevedere i cambiamenti del passato, possono prevedere più accuratamente ciò che accadrà con i cambiamenti climatici futuri.”

I sedimenti hanno anche indizi sull’evoluzione tettonica dell’Antartide orientale, e una catena montuosa sepolta sotto il vasto e spesso strato di ghiaccio.

Le scoperte sono dettagliate nel numero di marzo 2013 della rivista Nature Geoscience.

Storia del ghiaccio

Il Lambert Graben si è formato durante la rottura del Gondwana, un antico supercontinente, un processo che è avvenuto per gradi. L’Antartide, l’India e l’Africa si sono divise nel tardo Cretaceo (circa 80 milioni di anni fa). La scissione creò lunghe valli lineari orientate perpendicolarmente alle linee di costa continentali. A quel tempo, il clima della Terra era più caldo di oggi, e mentre l’Antartide si spostava verso sud, stabilendosi nella sua casa sopra il Polo Sud, il continente pullulava di piante e animali.

Gli scienziati possono parzialmente ricostruire questo ambiente passato con i fossili e attraverso il radar che scruta sotto il ghiaccio per mappare le forme della roccia sottostante. Una mappa 3D dell’Antartide oggi mostra voragini scavate dai ghiacciai, montagne aspre e altri resti della sua esistenza più calda.

Ma le indagini non dicono nulla su come il paesaggio appariva prima che il ghiaccio scavasse tutte quelle caratteristiche. “La gente ha ipotizzato quando i grandi fiordi si sono formati sotto il ghiaccio”, ha detto Thomson. “Ma nessuno lo sa con certezza finché non si campionano le rocce o i sedimenti”.

Thomson e i suoi colleghi hanno analizzato i sedimenti estratti dal fondo dell’oceano appena al largo del ghiacciaio Lambert, così come dalle morene terrestri, i cumuli di roccia spinti in alto dai ghiacciai. I test sui minerali nelle sabbie e nei fanghi li hanno aiutati a capire quando e quanto velocemente la superficie si è erosa.

Ecco cosa dicono i sedimenti: Da circa 250 milioni a 34 milioni di anni fa, la regione intorno al ghiacciaio Lambert era relativamente piatta e drenata da fiumi che si muovevano lentamente, ha detto Thomson. Circa 34 milioni di anni fa, che coincide con un raffreddamento del clima terrestre, apparvero grandi ghiacciai, modellando la spettacolare valle ora nascosta sotto il ghiaccio spesso.

“Sembra che sia avvenuto molto presto, da 34 a 24 milioni di anni fa”, ha detto Thomson. L’erosione è rallentata drasticamente quando lo strato di ghiaccio si è stabilizzato circa 15 milioni di anni fa, ha detto.

Circa 5.250 a 8.200 piedi (1,6 a 2,5 chilometri) di roccia sono scomparsi da allora, macinati dai ghiacciai e portati via dal ghiaccio, secondo lo studio.

“I ghiacciai possono scavare valli profonde rapidamente – e lo hanno fatto in Antartide prima che diventasse così freddo che la maggior parte di esso è stato coperto da 1 o 2 miglia di ghiaccio spesso e stazionario,” Peter Reiners, un geologo degli Emirati Arabi Uniti e co-autore dello studio, ha detto in una dichiarazione.

Collegamenti alla catena montuosa sepolta

Lambert Graben si estende per circa 375 miglia (600 km) verso l’interno, terminando in una delle caratteristiche più enigmatiche dell’Antartide – una catena montuosa sepolta chiamata Gamburtsev Mountains. Seppellite sotto il ghiaccio, le montagne sono sorte durante il rifting del Gondwana. L’evidenza geologica suggerisce che due impulsi di sollevamento da eventi di rifting circa 250 milioni di anni fa e 100 milioni di anni fa hanno spinto le cime frastagliate.

Ma Thomson e i suoi colleghi non hanno trovato prove nei sedimenti per una seconda fase di sollevamento 100 milioni di anni fa. Le sabbie del fiume contengono minerali dalle montagne Gamburtsev, e i minuscoli grani suggeriscono che le montagne hanno ottenuto la loro altezza con una sola spinta tettonica.

“Questo sottolinea sia la notevole età della catena montuosa che lo straordinario grado di conservazione del paesaggio subglaciale”, scrive Darrel Swift in un articolo di accompagnamento su Nature Geoscience. Swift, un geologo dell’Università di Sheffield nel Regno Unito, non è stato coinvolto nello studio.

Email Becky Oskin o seguila @beckyoskin. Seguiteci @OAPlanet, Facebook o Google+. Articolo originale su OurAmazingPlanet di LiveScience.