Forskare har hittat spår av regnskog nära Sydpolen för 90 miljoner år sedan, vilket tyder på att klimatet var exceptionellt varmt vid den tiden.

Ett forskarlag från Storbritannien och Tyskland har upptäckt skogsjord från kritaperioden inom 900 km från Sydpolen. Deras analys av bevarade rötter, pollen och sporer visar att världen vid den tiden var mycket varmare än man tidigare trott.

Bevarandet av denna 90 miljoner år gamla skog är exceptionellt, men ännu mer överraskande är den värld som den avslöjar. Professor Tina van de Flierdt

Fyndet och analysen utfördes av ett internationellt forskarlag som leddes av geovetare från Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research i Tyskland och där forskare från Imperial College London ingick. Deras resultat publiceras i dag i Nature.

Medförfattare professor Tina van de Flierdt, från avdelningen för geovetenskap & teknik vid Imperial, sade: ”Bevarandet av denna 90 miljoner år gamla skog är exceptionellt, men ännu mer överraskande är den värld som den avslöjar. Även under månader av mörker kunde sumpiga tempererade regnskogar växa nära Sydpolen, vilket avslöjar ett ännu varmare klimat än vad vi hade förväntat oss.”

Varmaste perioden under de senaste 140 miljoner åren

Arbetet tyder också på att koldioxidhalterna (CO2) i atmosfären var högre än förväntat under den mellersta kritperioden, för 115-80 miljoner år sedan, vilket utmanar klimatmodellerna för perioden.

Mitten av kritaperioden var dinosauriernas storhetstid men var också den varmaste perioden under de senaste 140 miljoner åren, med temperaturer i tropikerna så höga som 35 grader Celsius och en havsnivå som var 170 meter högre än idag.

Däremot visste man inte mycket om miljön söder om Antarktiscirkeln vid den här tiden. Nu har forskare upptäckt bevis för att det fanns en tempererad regnskog i regionen, som skulle finnas i Nya Zeeland idag. Detta skedde trots en fyra månader lång polarnatt, vilket innebar att det under en tredjedel av varje år inte fanns något livgivande solljus alls.

Närvaron av skogen tyder på att medeltemperaturen var omkring 12 grader Celsius och att det var osannolikt att det fanns en platåglaciär på Sydpolen vid den tiden.

Rekonstruktion av klimatet

Bevisen för den antarktiska skogen kommer från en kärna av sediment som borrades ner i havsbottnen i närheten av glaciärerna Pine Island och Thwaites i västra Antarktis. Ett avsnitt av kärnan, som ursprungligen skulle ha avsatts på land, fångade forskarnas uppmärksamhet med sin märkliga färg.

Teamet gjorde en datortomografi av sektionen av kärnan och upptäckte ett tätt nätverk av fossila rötter, som var så välbevarade att de kunde urskilja enskilda cellstrukturer. Provet innehöll också otaliga spår av pollen och sporer från växter, inklusive de första resterna av blommande växter som någonsin hittats på dessa höga antarktiska breddgrader.

För att rekonstruera miljön i denna bevarade skog bedömde teamet de klimatförhållanden under vilka växternas moderna ättlingar lever, samt analyserade temperatur- och nederbördsindikatorer inom provet.

Täckt av tät vegetation

De fann att den årliga genomsnittliga lufttemperaturen var cirka 12 grader Celsius; ungefär två grader varmare än medeltemperaturen i Tyskland idag. Den genomsnittliga sommartemperaturen var omkring 19 grader Celsius, vattentemperaturen i floderna och träsken nådde upp till 20 grader, och mängden och intensiteten av nederbörden i Västantarktis liknade den i dagens Wales.

För att få dessa förhållanden drar forskarna slutsatsen att den antarktiska kontinenten för 90 miljoner år sedan var täckt av tät vegetation, att det inte fanns några landismassor av den omfattning som ett istäcke har i Sydpolregionen och att koldioxidkoncentrationen i atmosfären var mycket högre än vad som tidigare antagits för kritaperioden.

Den ledande författaren Dr Johann Klages, från Alfred Wegener Institute Helmholtz Centre for Polar and Marine Research, sade: ”Före vår studie var det allmänna antagandet att den globala koldioxidhalten under kritaperioden var ungefär 1000 ppm. Men i våra modellbaserade experiment krävdes det koncentrationsnivåer på 1120 till 1680 ppm för att uppnå de genomsnittliga temperaturerna då i Antarktis.”