Durante l'estate dell'Antartide, da fine novembre a gennaio, I geologi dell'UW-Milwaukee Erik Gulbranson e John Isbell hanno scalato i pendii ghiacciati del promontorio di McIntyre nelle montagne transantartiche. In alto sopra i campi di ghiaccio, hanno setacciato le rocce grigie della montagna alla ricerca di fossili dal verde del continente, passato boscoso.

Alla fine del viaggio, i geologi avevano trovato frammenti fossili di 13 alberi. I fossili scoperti rivelano che gli alberi hanno oltre 260 milioni di anni, il che significa che questa foresta crebbe alla fine del periodo Permiano, prima dei primi dinosauri, quando l'Antartide era ancora al Polo Sud.

"La gente sapeva dei fossili in Antartide dalla spedizione di Robert Falcon Scott del 1910-12, " disse Gulbranson, un paleoecologist e visiting assistant professor nel Dipartimento di Geoscienze dell'UWM. "Però, la maggior parte dell'Antartide è ancora inesplorata. Qualche volta, potresti essere la prima persona a scalare una determinata montagna."

Il lasso di tempo è esattamente quello che stanno cercando. Il periodo Permiano terminò 251 milioni di anni fa con la più grande estinzione di massa della storia, mentre la Terra si spostava rapidamente da ghiacciaia a condizioni di serra. Più del 90% delle specie sulla Terra sono scomparse, comprese le foreste polari. Gulbranson crede che gli alberi nelle foreste antartiche fossero una specie estremamente abbondante e sta cercando di determinare il motivo per cui si sono estinti.

Molti scienziati ora credono che un massiccio aumento dei gas serra atmosferici, come anidride carbonica e metano, causò l'estinzione del Permiano-Triassico. È probabile che nel corso del 200, 000 anni – poco tempo, geologicamente parlando, le eruzioni vulcaniche in Siberia hanno rilasciato nell'atmosfera molte tonnellate di gas serra.

Isbell, un illustre professore di geoscienze all'UWM, ha precedentemente studiato i depositi glaciali del Permiano dell'Antartide per determinare come è cambiato il clima. In questa spedizione, ha usato le rocce intorno agli alberi fossilizzati per determinare come i fossili si inseriscono nella storia geologica dell'Antartide.

"Questa foresta è uno scorcio di vita prima dell'estinzione, che può aiutarci a capire cosa ha causato l'evento, " Ha detto Gulbranson. Può anche dare indizi su come le piante fossero diverse da oggi.

Alla fine del Permiano, L'Antartide era più calda e umida di quanto lo sia oggi. I continenti del mondo, come li conosciamo, erano ammassati insieme in due enormi masse continentali, una a nord e una a sud. L'Antartide faceva parte del Gondwana, il supercontinente che abbraccia l'emisfero australe che comprendeva anche l'attuale Sud America, Africa, India, Australia e Penisola Arabica.

Ci sarebbe stata una miscela di muschi, felci e una pianta estinta chiamata Glossopteris, ed è probabile che questa foresta si estendesse su tutto il Gondwana.

Gulbranson ha detto che le foreste fossili sembravano diverse dalle foreste di oggi. Durante il Permiano, le foreste erano un insieme potenzialmente a bassa diversità di diversi tipi di piante con funzioni specifiche che influenzavano il modo in cui l'intera foresta ha risposto al cambiamento ambientale. Questo è in contrasto con le moderne foreste ad alta latitudine che mostrano una maggiore diversità vegetale.

"Questo gruppo di piante doveva essere in grado di sopravvivere e prosperare in una varietà di ambienti, " ha detto Gulbranson. "È estremamente raro, anche oggi, per far apparire un gruppo in quasi un intero emisfero del globo."

Ma nemmeno queste robuste foreste sono sopravvissute alle alte concentrazioni di anidride carbonica dell'estinzione di massa.

Anche le piante resistenti devono essere sopravvissute agli estremi polari della luce perpetua e dell'oscurità totale. Anche in un passato più caldo, le regioni polari avrebbero vissuto mesi di oscurità in inverno e sarebbero rimaste senza tramonto durante i mesi estivi.

Studiando gli anelli degli alberi conservati, Gulbranson e colleghi hanno scoperto che questi alberi sono passati rapidamente dall'attività estiva alla dormienza invernale, forse entro un mese. Le piante moderne fanno la stessa transizione nel corso di diversi mesi e inoltre conservano l'acqua producendo cibo durante il giorno e riposando di notte. Gli scienziati non sanno ancora come i mesi di luce perpetua avrebbero influenzato i cicli giorno e notte delle piante.

"Non c'è niente di simile oggi, " Gulbranson ha detto. "Questi alberi potrebbero accendere e spegnere i loro cicli di crescita come un interruttore della luce. Sappiamo che lo spegnimento invernale è avvenuto subito, ma non sappiamo quanto fossero attivi durante l'estate e se potessero costringersi a dormire mentre c'era ancora la luce."

Tornerà sul sito alla fine di questo mese e rimarrà fino a gennaio 2018. Spera di saperne di più sull'evento di estinzione. In precedenza non era in grado di studiare il periodo di estinzione a causa dei vincoli meteorologici e dei problemi degli aerei.

Gulbranson cercherà i depositi dell'estinzione di massa per vedere se è in grado di determinare esattamente come le foreste hanno risposto all'aumento dell'anidride carbonica.

"Il record geologico ci mostra l'inizio, eventi di metà e fine del cambiamento climatico, " Gulbranson ha detto. "Con ulteriori studi, possiamo capire meglio come i gas serra e i cambiamenti climatici influenzano la vita sulla Terra".