Mappa rocciosa del Victoria Land settentrionale e meridionale, Antartide, che mostra la distribuzione dell'affioramento e la posizione del Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC) e di altre località a cui si fa riferimento nel testo con età di alterazione dimostrate da metà a tardo Cretaceo. Mappa di base costruita utilizzando Quantarctica v3.2 dal Norwegian Polar Institute (Matsuoka, K. et al. Quantarctica, un ambiente di mappatura integrato per l'Antartide, l'Oceano Antartico e le isole sub-antartiche. Environmental Modeling and Software 140, 105015 (2021)) con i dati di affioramento roccioso da SCAR Antarctic Digital Database (ADD) versione 7.0. Credito:Demian A. Nelson et al, Nature Communications (2022). DOI:10.1038/s41467-022-32736-9
Facciamo finta che sia il tardo Cretaceo, da circa 66 a 100 milioni di anni fa. Abbiamo dinosauri che vagano per la terra e specie di uccelli dall'aspetto strano, anche se lo squalo come lo conosciamo sta già nuotando negli oceani preistorici, che coprono l'82% della Terra. Stanno facendo il loro debutto le sequoie e altre conifere, così come le rose e le piante da fiore, e con esse arrivano le api, le termiti e le formiche. Soprattutto, è caldo, vulcanicamente attivo e umido dappertutto senza una calotta glaciale in vista.
Solo che, secondo un gruppo di scienziati dell'UC Santa Barbara, dell'Università dell'Oregon e dell'Università del Manitoba, esistevano condizioni ghiacciate nella regione del Polo Sud.
"E non era solo un ghiacciaio a valle singola", ha detto il geologo dell'UCSB John Cottle, "probabilmente erano più ghiacciai o una grande calotta glaciale". Contrariamente alla nostra immagine ampiamente diffusa del tardo Cretaceo come "caldo ovunque", ha detto, ci sono prove dell'esistenza del ghiaccio polare durante quel periodo, anche al culmine delle condizioni globali di serra. Lo studio dei geologi è pubblicato sulla rivista Nature Communications .
Un puzzle preistorico
Avanti veloce fino ad oggi. Facciamo finta di essere in Antartide. Fa freddo, è arido e ci troviamo vicino a un grande gruppo di roccia vetrosa esposta lungo le montagne transantartiche, adiacente alla piattaforma di ghiaccio di Ross, chiamato Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC).
"In realtà ho sentito parlare di queste rocce quando ero uno studente laureato circa 20 anni fa, e sono davvero strani", ha detto Cottle. Remoto, anche per gli odierni standard di esplorazione antartica, il BRIC è insolito perché la composizione e la formazione delle rocce non sono caratteristiche delle formazioni rocciose vicine, con, tra le altre cose, grandi quantità di vetro e alterazioni stratificate che indicano eventi fisici, chimici o ambientali significativi che cambiato la loro composizione minerale.
Cottle ha finalmente avuto la possibilità di campionare il BRIC in una recente spedizione e, durante l'analisi di come si è formato, lui e il suo team hanno incontrato una "quantità d'acqua insolitamente grande".
"Quindi hai una roccia davvero calda che interagisce con l'acqua e, mentre si raffredda, la incorpora nel bicchiere", ha detto. "Se guardi la composizione, puoi dire qualcosa sulla provenienza di quell'acqua. Può esistere come idrossile, il che ti dice che probabilmente proviene dal magma, o potrebbe essere molecolare, il che significa che probabilmente è esterno. "
Quello che si aspettavano di vedere era che l'alterazione nella roccia era stata causata dall'acqua già nel magma mentre si raffreddava. Quello che hanno trovato invece era una registrazione di un processo climatico che si pensava non esistesse in quel momento.
Nella loro analisi spettroscopica dei campioni, i ricercatori hanno determinato che mentre parte dell'acqua ha effettivamente avuto origine dal magma mentre saliva dall'interno della Terra, mentre la roccia fusa si è raffreddata in vetro appena sotto la superficie terrestre, incorporava anche acque sotterranee.
"Abbiamo determinato che la maggior parte dell'acqua in queste rocce è derivata dall'esterno", ha detto Cottle. "Abbiamo quindi misurato la composizione isotopica dell'ossigeno e dell'idrogeno dell'acqua e si adatta molto bene alla composizione della neve e del ghiaccio antartici."
Per bloccare il risultato, Cottle e il team hanno anche condotto la geocronologia argon-argon per datare la roccia e la sua alterazione.
"Il problema è che queste rocce sono giurassiche, quindi hanno circa 183 milioni di anni", ha detto. "Quindi quando misuri l'alterazione, quello che non sai è quando è successo." Riuscirono a recuperare l'età della roccia (Giurassico), ma trovarono anche un'età più giovane (Cretaceo). "Quindi, quando queste rocce si sono raffreddate e sono state alterate", ha continuato, "ripristinava anche l'isotopo dell'argon e puoi abbinare l'età dell'alterazione alla composizione dell'alterazione".
Ci sono altre rocce vulcaniche simili a circa 700 km a nord del BRIC che hanno anche un'età di alterazione del Cretaceo, indicando che la glaciazione polare potrebbe essere stata estesa a livello regionale in Antartide durante quel periodo. "Quello che vorremmo fare è andare in altri luoghi dell'Antartide e vedere se siamo in grado di determinare l'entità della glaciazione, se recuperiamo gli stessi risultati che abbiamo già trovato", ha affermato.
Trovare prove di grandi lastre di ghiaccio risalenti al Cretaceo potrebbe non alterare il nostro quadro generale di una Terra calda e umida in quel momento, ha detto Cottle, "ma dovremmo pensare al Cretaceo e all'Antartide in modo abbastanza diverso da come facciamo ora".
La ricerca in questo studio è stata condotta anche da Demian A. Nelson (autore principale) dell'UCSB, Ilya N. Bindeman presso l'Università dell'Oregon e Alfredo Camacho presso l'Università di Manitoba. + Esplora ulteriormente
