280 millió éves titkokat rejt az ősi antarktiszi erdő

Antarktiszi látkép

Szenzációs felfedezésnek tekinthető a Transzantarktiszi-hegység fagyos világában feltárt perm időszaki, 280 millió évesre becsült fosszilis erdőség. Amikor a kőzetrétegekbe zárt fák virágoztak, az általunk ma ismert kietlen jégbirodalom még egészen más arcát mutatta. A megkövesedett fák számos nyitott kérdésre adhatnak választ.

Nem volt mindig a fagy és a jégvilág birodalma

Földünk leghidegebb vidéke, az Antarktisz nem volt mindig az örök jég birodalma. A földtörténeti ókor, a paleozoikum derekán (540 és 250 millió év között) a ma ismert kontinensek az egyenlítő alatti déli féltekére koncentrálódtak.

Anatrktiszi látkép napjainkban. A fölftörténeti múltban teljesen más volt a táj Forrás: Origo

Az Antarktisz, Ausztrália, Afrika és Dél-Amerika egyetlen hatalmas szárazulatban, a Gondwana őskontinensben egyesült. Az Antarktisz már ebben az időszakban is nagyjából a mai helyzetét foglalta el, és csak úgy, mint napjainkban, itt volt a déli pólus.

A Föld a korai permben nagyjából 290 millió évvel ezelőtt. A nagy déli masszívum a Gondwana, amelyen a jégasapka a karbon-perm határán lezajlott eljegesedésre utal. A perm későbbi szakaszába felmelegedett az éghajlat Forrás: American Roads

A devon kortól (416 millió évtől 360 millió évig) egészen a ma is ismert egybefüggő jégtakaró miocén kori, 14 millió évvel ezelőtt történt kialakulásáig az Antarktisz igen változatos, és alapvetően zöld vidéknek számított.

Az Antarktisz viszonylag jól megőrizte fosszíliákba zárva az elmúlt 400 millió év fejlődéstörténetét

ami lényegében lefedi a szárazföldi növényzet evolúciójának teljes időszakát.

Perm időszaki növényzet rekonstrukciója Forrás: Geology Class

Tudományos szempontból ezért rendkívül értékesek az egykori ősi antarktiszi növényzet megkövesedett emlékei. Ezek közül is kiemelkedik az a rendkívül jó állapotban fennmaradt lelet-együttes, amelyet a kontinens nyugati részén magasba emelkedő Transzantaktiszi-hegység területén fedeztek fel.

Hogyan létezhettek erdőségek a féléves éjszaka világában?

Az örök fagy világában felfedezett fatörzsek, amelyek az eddig ismert legrégebbi antarktiszi erdőség megkövesedett maradványai,

rávilágíthatnak arra, hogyan fejlődött a növényzet a földtörténet ókorában,

illetve, hogy a perm időszak (299 millió évtől 251 millió évig) elején milyen összetételű erdőség borította az Antarktiszt.

A perm végén szárazzá és forróvá vált az éghajlat. Perm végi táj Diemtrodon őshüllőkkel Forrás: Getty Images/Stocktrek

Az ezzel kapcsolatos kutatások fontos adalékot jelenthetnek a jelenleg zajló globális felmelegedési folyamat miatt a recens flóra északra húzódásának vizsgálatában is.

Antarktiszi látkép Forrás: Origo

Az egyik legizgalmasabb kérdés, amelynek megválaszolásához közelebb kerülhetnek a kutatók a most felfedezett fosszilis fák jóvoltából az, hogy hogyan létezhetett kiterjedt növénytakaró a magas délköri szélességeken, ahol a múltban, csakúgy mint napjainkban, a téli hónapok alatti napok gyakorlatilag 24 órás sötétséget jelentettek.

280 millió éves fosszilis fatörzs az antarktiszi lelőhelyen Forrás: Erik Gulbranson

(A növényi fotoszintézishez elengedhetetlen a napfény.) Erik Gulbranson, a Wisconsin-Milwaukee Egyetem paleoökológusa, és a nemzetközi kutatócsoport tagja szerint az akkori jóval enyhébb kellemes éghajlatnak köszönhető, hogy az antarktiszi flóra képes volt alkalmazkodni a fényszegény téli hónapokhoz.

Kész csoda, hogy a kataklizma után regenerálódott a földi élővilág

A szakemberek az ősi növénytakaró maradványainak feltárása mellett különös figyelmet fordítanak a 252 millió éve, a perm és a triász időszak határán lezajlott kihalási esemény nyomainak felderítésére, amelyet a feltárás helyszínén kutatható határrétegek tesznek lehetővé.

Az úgynevezett P-T kihalási esemény volt a földtörténet legnagyobb és az élővilágot legjobban megrendítő rendkívül súlyos fajpusztulása.

A P-T esemény volt a földtörténet legnagyobb kihalása Forrás: Geology Class

Az egykori élővilág a családok szintjén közel 80 százalékos veszteséget szenvedett el, és perm végi fajok 95 %-a halt ki a kataklizmaszerű esemény során.

Az óceánok elsavasodtak a tengervízbe oldódó nagymennyiségű szén- és kén-dioxidtól, rapid kihalást okozva a tengeri élővilágon belül Forrás: Julio Lacerda

Szinte csoda, hogy a paleozoikumot követő földtörténeti középkor, a mezozoikum (251 és 65 millió év között) beköszöntésével, a triász korban sikeresen regenerálódott és ismét dinamikus fejlődésnek indult az élet. A P-T kihalási eseményt a szibériai trapp-bazaltvulkanizmus miatt az atmoszférába került irdatlan mennyiségű szén- és kén-dioxid, illetve aeroszol nyomán kialakult üvegházhatás indította el.

A P-T kihalási esemény hátterében a mintegy egymillió négyzetkilométrre kiterjedő szibériai trappbazalt-vulkanizmus állt Forrás: Ancient Earth

A szárazföldeken extrém magassá vált a hőmérséklet, az óceánok vize pedig elsavasodott.

A vizsgálatok szerint a perm végi kihalás idején az antarktiszi erdőket egyféle, a Glossopteris nemzetségbe tartozó 20-40 méter magas fák uralták, amelyek széles és lapos levelei hosszabbak voltak az ember alkarjánál.

Ez a legősibb eddig ismert antarktiszi erdő

A kövületvadász-tudósok, Gulbranson és kollégái által felfedezett fosszilis fatörzsek az eddig ismert legrégebbi antarktiszi erdőség emlékei.

A Glossopteris flórához tartozó fa rekonstrukciója Forrás: Origo

Az elsődleges kormeghatározás szerint a Transzantarktiszi-hegységben feltárt megkövült fák a perm időszak első felében éltek,

koruk hozzávetőleg 280 millió évet tesz ki.

Idén nyáron Gulbranson és kutatótársai két olyan rétegsort is megvizsgáltak, amelyek a P-T kihalási esemény határán, közvetlenül a gigantikus fajpusztulás előtt, illetve után rakódtak le.

A perm végén a növényzetet sem kímélték meg a kihalási eseménnyel összefüggő kénes esők Forrás: Origo

A rétegsorok analíziséből megállapíthatóan az antarktiszi erdőségek túlélték a globális katasztrófát, ám a növényzet összetétele jelentősen megváltozott. A kihalási esemény utáni határrétegben már nyoma sincs a perm időszaki antarktiszi tájat uraló Glossopteris-flórának,

amelynek helyét egy új, vegyes, örökzöldekből és lombhullató fákból álló növényi társulás váltotta fel.

Kőzetrétegbe ágyazódott pikkelymintás fatörzs az antarktiszi lelőhelyről. Még a szétbomlott növényi fehérjék építőelemeit is sikerült kimutatni a maradványokból Forrás: Erik Gulbranson

„ Amit megpróbálunk kutatni, hogy pontosan mi okozta az átmeneteket, mivel ennek okát még nem ismerjük pontosan" – nyilatkozta Gulbranson.

Még a növényi fehérjék alkotóelemei is azonosíthatók

A felfedezett nővényi fosszíliák olyan kiválóan megőrződtek, hogy

a még jóval több mint 200 millió éves fák egykori fehérjéit alkotó aminosav-építőelemek közül is ki lehetett vonni néhányat,

ismertette friss kutatási eredményeit a geokémikusi szakvégzettséggel rendelkező Erik Gulbranson. Ez nagyon fontos felfedezés, mert a fehérjék építőelem-maradványainak analízise pontosan tisztázhatja azt a kérdést, hogy az ős-antarktiszi erdőségek miként vészelhették át a hosszú téli sötétséget.

Az egybefüggő vastag antarktiszi jégpáncél a miocén időszak derekára, 14 millió évvel ezelőtt alakult ki Forrás: Pinterest

A perm időszakban a váltakozó hűvösebb és melegebb periódusok, valamint az egész kort jellemző egyre jobban fokozódó szárazság a növényvilágon belül a korábbi paleozoikumi csoportokkal, mint például a párás és nedves környezetet kedvelő spórásokkal, zsurlókkal, korpafüvekkel és pecsétfákkal szemben a nyitvatermők felvirágzását hozta el.

A P-T kihalási esemény eltörölte az ősi jellegű növényzetet Forrás: Collecting Rocks and Minerals

A perm időszak végére, - még a P-T kihalási esemény előtt – az ókori növénycsoportok legnagyobb része eltűnt,

és átadta helyét a nyitvatermőknek,

amelyek igazi felvirágzása a dinoszauruszok korának is nevezett mezozoikumban következett be.
Az ígéretes kutatásokat kibővített szakember gárdával folytatják tovább az embert próbálóan zord antarktiszi lelőhelyen.