Laten we doen alsof het het Late Krijt is, ongeveer 66 tot 100 miljoen jaar geleden. We hebben dinosaurussen die over het land zwerven en vreemd uitziende vroege vogelsoorten, hoewel de haai zoals we die kennen al in de prehistorische oceanen zwemt - die 82% van de aarde bedekken. Redwood-bomen en andere coniferen maken hun debuut, evenals rozen en bloeiende planten, en met hen komen bijen, termieten en mieren. Bovenal is het overal warm, vulkanisch actief en vochtig met bijna geen ijskap in zicht.

Behalve, volgens een groep wetenschappers van UC Santa Barbara, University of Oregon en University of Manitoba, waren er ijskoude omstandigheden in de regio van de Zuidpool.

"En het was niet zomaar een gletsjer met één vallei", zei UCSB-geoloog John Cottle, "het waren waarschijnlijk meerdere gletsjers of een grote ijskap." In tegenstelling tot ons wijdverbreide beeld van het Late Krijt als 'overal heet', zei hij, zijn er aanwijzingen dat er in die periode poolijs bestond, zelfs op het hoogtepunt van de mondiale broeikasomstandigheden. De studie van de geologen is gepubliceerd in het tijdschrift Nature Communications .

Een prehistorische puzzel

Snel vooruit naar vandaag. Laten we doen alsof we op Antarctica zijn. Het is kil, het is kaal en we staan ​​bij een grote groep blootgestelde glasachtige rotsen langs de Transantarctische Bergen, grenzend aan de Ross Ice Shelf, het Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC) genoemd.

"Ik hoorde over deze rotsen toen ik een jaar of twintig geleden studeerde, en ze zijn gewoon heel raar," zei Cottle. Afgelegen, zelfs volgens de huidige Antarctische exploratienormen, is het BRIC ongebruikelijk omdat de samenstelling en formatie van de rotsen niet kenmerkend zijn voor nabijgelegen rotsformaties, met onder andere grote hoeveelheden glas en gelaagde veranderingen die wijzen op significante fysieke, chemische of omgevingsgebeurtenissen die veranderde hun minerale samenstelling.

Cottle kreeg de kans om eindelijk de BRIC te proeven tijdens een recente expeditie, en tijdens het analyseren van hoe het werd gevormd, kwamen hij en zijn team een ​​"ongewoon grote hoeveelheid water" tegen.

"Dus je hebt een heel hete steen die in wisselwerking staat met water, en als het afkoelt, wordt het in het glas opgenomen," zei hij. "Als je naar de samenstelling kijkt, kun je iets vertellen over waar dat water vandaan kwam. Het kan bestaan ​​als hydroxyl, wat je vertelt dat het waarschijnlijk uit het magma kwam, of het kan moleculair zijn, wat betekent dat het waarschijnlijk extern is. "

Wat ze verwachtten te zien, was dat de verandering in de rots werd veroorzaakt door het water dat al in het magma zat toen het afkoelde. Wat ze in plaats daarvan vonden, was een verslag van een klimaatproces waarvan men dacht dat het op dat moment niet bestond.

In hun spectroscopische analyse van de monsters stelden de onderzoekers vast dat hoewel een deel van het water inderdaad afkomstig was van magma toen het omhoog pluimde uit het binnenste van de aarde, terwijl het gesmolten gesteente afkoelde tot glas net onder het aardoppervlak, het ook grondwater bevatte.

"We hebben vastgesteld dat het grootste deel van het water in deze rotsen van buitenaf is afgeleid," zei Cottle. "Vervolgens hebben we de zuurstof- en waterstofisotopensamenstelling van het water gemeten en deze komt heel goed overeen met de samenstelling van Antarctische sneeuw en ijs."

Om hun resultaat vast te leggen, voerden Cottle en team ook argon-argon-geochronologie uit om de rots en zijn wijziging te dateren.

"Het probleem is dat deze rotsen Jura zijn, dus ongeveer 183 miljoen jaar oud," zei hij. "Dus als je de verandering meet, weet je niet wanneer dat gebeurde." Ze konden de ouderdom van het gesteente herstellen (Jura), maar vonden ook een jongere leeftijd (Krijt). "Dus toen deze rotsen afkoelden en veranderd werden," vervolgde hij, "reset het ook de argonisotoop, en je kunt de ouderdom van de wijziging afstemmen op de samenstelling van de wijziging."

Er zijn andere, vergelijkbare vulkanische rotsen, ongeveer 700 km ten noorden van het BRIC, die ook een Krijtveranderingsleeftijd hebben, wat aangeeft dat de poolijstijd in die tijd regionaal uitgebreid zou kunnen zijn op Antarctica. "Wat we zouden willen doen, is naar andere plaatsen op Antarctica gaan en kijken of we de omvang van de ijstijd kunnen bepalen, als we dezelfde resultaten terugkrijgen die we al hebben gevonden," zei hij.

Het vinden van bewijs van grote ijskappen die dateren uit het Krijt zou ons algemene beeld van een hete en vochtige aarde in die tijd misschien niet veranderen, zei Cottle, "maar we zouden heel anders over het Krijt en Antarctica moeten denken dan we nu doen."

Onderzoek in deze studie werd ook uitgevoerd door Demian A. Nelson (hoofdauteur) van UCSB, Ilya N. Bindeman van de Universiteit van Oregon en Alfredo Camacho van de Universiteit van Manitoba. + Verder verkennen

Perseverance rover haalt belangrijke rotsachtige aanwijzingen op voor de geologische en watergeschiedenis van Mars