Podobnie jak potężny Jukon na Alasce, szeroka rzeka płynęła kiedyś przez Antarktydę, podążając łagodną doliną ukształtowaną przez siły tektoniczne w czasach, zanim kontynent został zamknięty w lodzie. Zrozumienie, co się stało, gdy rzeki lodu później wypełniły dolinę, mogłoby rozwiązać pewne klimatyczne i geologiczne zagadki dotyczące najbardziej wysuniętego na południe kontynentu.

Dolina to Graben Lamberta we Wschodniej Antarktydzie, obecnie dom największego na świecie lodowca. Uwięziony pod lodem, graben (co po niemiecku oznacza rów lub wykop) jest oszałamiającym, głębokim wąwozem. Ale zanim Antarktyda zamarzła 34 miliony lat temu, dolina była stosunkowo płaska i wypełniona przez leniwą rzekę, pozostawiając geologom zagadkę do rozwiązania: Jak Lambert Graben stał się tak stromy i kiedy został wyrzeźbiony?

Klucz do historii Lambert Graben został znaleziony w warstwach osadów tuż przy brzegu, w Zatoce Prydz. W nowym badaniu Stuart Thomson, geolog z University of Arizona (UA) w Tucson, zajrzał w przeszłość poprzez rozszyfrowanie piasków naniesionych przez rzekę oraz bezładnych stosów pozostawionych przez lodowiec. Badacze odkryli, że piaski rzeczne są pokryte grubą warstwą grubszych osadów, które sygnalizują początek erozji lodowcowej w dolinie. Tempo erozji więcej niż podwoiła się, gdy lodowce przeniósł się w, Thomson said.

„Jedyny sposób, że może się zdarzyć jest z lodowców,” powiedział. „Zaczęli szlifować i tworzyć głębokie doliny.”

Zrozumienie, kiedy lodowce po raz pierwszy utkały sobie drogę przez Antarktydę, pomoże naukowcom lepiej modelować odpowiedź pokrywy lodowej na zmiany klimatu Ziemi, powiedzieli badacze.

„Jest duży wysiłek, aby modelować, jak lodowce płyną w Antarktyce, a te modele potrzebują krajobrazu, nad którym lodowce mogą płynąć”, powiedział Thomson w OurAmazingPlanet. „Gdy te modele mogą przewidzieć zmiany w przeszłości, mogą dokładniej przewidzieć, co się stanie z przyszłymi zmianami klimatu.”

Osady zawierają również wskazówki dotyczące ewolucji tektonicznej Antarktydy Wschodniej, oraz pasma górskiego pochowanego pod rozległym, grubym lądolodem.

Wyniki badań są szczegółowo opisane w wydaniu czasopisma Nature Geoscience z marca 2013 r.

Historia lodu

Lambert Graben uformował się podczas rozpadu Gondwany, starożytnego superkontynentu, procesu, który przebiegał etapami. Antarktyda, Indie i Afryka rozpadły się w późnej kredzie (około 80 milionów lat temu). W wyniku rozłamu powstały długie, liniowe doliny zorientowane prostopadle do linii brzegowych kontynentów. W tym czasie klimat Ziemi był cieplejszy niż obecnie, a gdy Antarktyda przesunęła się na południe, osiedlając się w swoim domu nad biegunem południowym, kontynent tętnił życiem roślin i zwierząt.

Naukowcy mogą częściowo zrekonstruować to minione środowisko dzięki skamielinom i radarowi, który zagląda pod lód, aby odwzorować kształty skał poniżej. Mapa 3D dzisiejszej Antarktydy pokazuje rozpadliny wyrzeźbione przez lodowce, surowe góry i inne pozostałości jej cieplejszej egzystencji.

Ale badania nie mówią nic o tym, jak wyglądał krajobraz, zanim lód wyrzeźbił wszystkie te cechy. „Ludzie spekulowali, kiedy wielkie fiordy powstały pod lodem” – powiedział Thomson. „Ale nikt nie wie na pewno, dopóki nie pobierze się próbek skał lub osadów.”

Thomson i jego koledzy przeanalizowali osady wywiercone z dna oceanu tuż przy brzegu Lodowca Lamberta, jak również z moren lądowych, stosów skalnych wypchniętych przez lodowce. Testy na minerały w piaskach i mułach pomogły im ustalić, kiedy i jak szybko powierzchnia uległa erozji.

Oto, co mówią osady: Od około 250 milionów do 34 milionów lat temu, region wokół Lodowca Lamberta był stosunkowo płaski i osuszony przez wolno płynące rzeki, powiedział Thomson. Około 34 milionów lat temu, co zbiega się z ochłodzeniem klimatu Ziemi, pojawiły się wielkie lodowce, kształtując spektakularną dolinę, obecnie ukrytą pod grubym lodem.

„Wyglądało na to, że nastąpiło to bardzo wcześnie, 34 do 24 milionów lat temu” – powiedział Thomson. Erozja zwolniła dramatycznie, gdy lądolód ustabilizował się około 15 milionów lat temu, powiedział.

Kilka 5,250 do 8,200 stóp (1.6 do 2.5 kilometra) skały od tego czasu zniknęły, zmielone przez lodowce i przeniesione przez lód, zgodnie z badaniami.

„Lodowce mogą szybko rzeźbić głębokie doliny – i zrobiły to na Antarktydzie, zanim zrobiło się tak zimno, że większość z nich została pokryta przez 1 lub 2 mile grubego, nieruchomego lodu”, powiedział w oświadczeniu Peter Reiners, geolog z UA i współautor badania.

Klucze do pogrzebanego pasma górskiego

Lambert Graben rozciąga się około 375 mil (600 km) w głąb lądu, kończąc się na jednej z najbardziej enigmatycznych cech Antarktydy – pogrzebanym paśmie górskim zwanym Gamburtsev Mountains. Góry te, pogrzebane pod lodem, powstały podczas ryftowania Gondwany. Geologiczne dowody sugerują, że dwa impulsy wypiętrzenia z wydarzeń ryftowych około 250 milionów lat temu i 100 milionów lat temu wypchnęły w górę poszarpane szczyty.

Ale Thomson i jego koledzy nie znaleźli dowodów w osadach na drugą fazę wypiętrzenia 100 milionów lat temu. Piaski rzeczne zawierają minerały z Gór Gamburtsev, a drobne ziarna sugerują, że góry uzyskały swoją wysokość dzięki jednemu pchnięciu tektonicznemu.

„Podkreśla to zarówno niezwykły wiek pasma górskiego, jak i nadzwyczajny stopień zachowania krajobrazu subglacjalnego” – pisze Darrel Swift w artykule towarzyszącym w Nature Geoscience. Swift, geolog na Uniwersytecie w Sheffield w Wielkiej Brytanii, nie brał udziału w badaniu.

Email Becky Oskin lub śledź ją @beckyoskin. Śledź nas @OAPlanet, Facebook lub Google+. Oryginalny artykuł na LiveScience’s OurAmazingPlanet.

.