Tijdens de zomer van Antarctica, van eind november tot januari, UW-Milwaukee-geologen Erik Gulbranson en John Isbell beklommen de bevroren hellingen van de McIntyre Promontory in de Transantarctic Mountains. Hoog boven de ijsvelden, ze kamden de grijze rotsen van de berg naar fossielen van het groen van het continent, bosrijk verleden.

Tegen het einde van de reis, de geologen hadden fossiele fragmenten van 13 bomen gevonden. De ontdekte fossielen onthullen dat de bomen meer dan 260 miljoen jaar oud zijn, wat betekent dat dit bos groeide aan het einde van de Perm-periode, vóór de eerste dinosaurussen, toen Antarctica nog op de Zuidpool lag.

"Mensen weten al van de fossielen op Antarctica sinds de Robert Falcon Scott-expeditie van 1910-12, " zei Gulbranson, een paleoecoloog en gastdocent aan de afdeling Geowetenschappen van UWM. "Echter, het grootste deel van Antarctica is nog onontgonnen. Soms, je zou de eerste persoon kunnen zijn die ooit een bepaalde berg beklimt."

Het tijdsbestek is precies wat ze zoeken. De Perm-periode eindigde 251 miljoen jaar geleden in de grootste massa-extinctie in de geschiedenis, terwijl de aarde snel verschoof van ijskelder naar broeikas. Meer dan 90 procent van de soorten op aarde verdwenen, inclusief de poolbossen. Gulbranson gelooft dat de bomen in de Antarctische bossen een extreem stevige soort waren en probeert te achterhalen waarom ze uitstierven.

Veel wetenschappers geloven nu dat een enorme toename van broeikasgassen in de atmosfeer, zoals koolstofdioxide en methaan, veroorzaakte het uitsterven van het Perm-Trias. Het is waarschijnlijk dat in de loop van 200, 000 jaar – een korte tijd, geologisch gezien hebben vulkaanuitbarstingen in Siberië vele tonnen broeikasgassen in de atmosfeer gebracht.

Isbel, een vooraanstaand hoogleraar geowetenschappen aan UWM, heeft eerder de Perm-glaciale afzettingen van Antarctica bestudeerd om te bepalen hoe het klimaat veranderde. Op deze expeditie, hij gebruikte de rotsen rond de gefossiliseerde bomen om te bepalen hoe de fossielen passen in de geologische geschiedenis van Antarctica.

"Dit bos is een glimp van het leven vóór het uitsterven, die ons kunnen helpen begrijpen wat de gebeurtenis heeft veroorzaakt, "Zei Gulbranson. Het kan ook aanwijzingen geven over hoe planten anders waren dan vandaag.

Aan het einde van het Perm, Antarctica was warmer en vochtiger dan nu. De continenten van de wereld, zoals we ze kennen, waren samengepakt in twee gigantische landmassa's - een in het noorden en een in het zuiden. Antarctica maakte deel uit van Gondwana, het supercontinent dat het zuidelijk halfrond omspant dat ook het huidige Zuid-Amerika omvatte, Afrika, Indië, Australië en het Arabisch Schiereiland.

Er zou een mengsel van mossen zijn geweest, varens en een uitgestorven plant genaamd Glossopteris, en het is waarschijnlijk dat dit bos zich over heel Gondwana uitstrekte.

Gulbranson zei dat de fossiele bossen er anders uitzagen dan de bossen van vandaag. Tijdens de Perm periode, bossen waren een potentieel lage diversiteit van verschillende plantensoorten met specifieke functies die van invloed waren op hoe het hele bos reageerde op veranderingen in het milieu. Dit in tegenstelling tot moderne bossen op hoge breedtegraden die een grotere plantendiversiteit vertonen.

"Deze plantengroep moet in staat zijn geweest om te overleven en te gedijen in verschillende omgevingen, "Zei Gulbranson. "Het is uiterst zeldzaam, zelfs vandaag, voor een groep om over bijna een heel halfrond van de wereld te verschijnen."

Maar zelfs deze robuuste bossen overleefden de hoge kooldioxideconcentraties van de massale uitsterving niet.

De veerkrachtige planten moeten ook de polaire uitersten van eeuwigdurend licht en totale duisternis hebben overleefd. Zelfs in een warmer verleden, de poolgebieden zouden in de winter maanden van duisternis hebben meegemaakt en zouden tijdens de zomermaanden zonder zonsondergang zijn gegaan.

Door de bewaarde boomringen te bestuderen, Gulbranson en collega's hebben ontdekt dat deze bomen snel overgingen van zomeractiviteit naar winterrust, misschien binnen een maand. Moderne planten maken in de loop van enkele maanden dezelfde overgang en besparen ook water door overdag voedsel te maken en 's nachts te rusten. Wetenschappers weten nog niet hoe maanden van eeuwig licht de dag- en nachtcycli van de planten zouden hebben beïnvloed.

"Zoiets is er vandaag niet, " Zei Gulbranson. "Deze bomen kunnen hun groeicycli aan- en uitzetten als een lichtschakelaar. We weten dat de winterstop meteen plaatsvond, maar we weten niet hoe actief ze in de zomer waren en of ze zichzelf in rust konden dwingen terwijl het nog licht was."

Hij keert later deze maand terug naar de site en blijft tot januari 2018. Hij hoopt meer te weten te komen over het uitsterven. Eerder was hij niet in staat om de uitstervingsperiode te bestuderen vanwege weersomstandigheden en vliegtuigproblemen.

Gulbranson gaat op zoek naar afzettingen van de massale uitsterving om te zien of hij precies kan bepalen hoe de bossen reageerden toen kooldioxide toenam.

"De geologische gegevens tonen ons het begin, midden en einde van klimaatveranderingsgebeurtenissen, " zei Gulbranson. "Met verdere studie, we kunnen beter begrijpen hoe broeikasgassen en klimaatverandering het leven op aarde beïnvloeden."