La découverte d'anciennes forêts antarctiques
Il y a plus de cent ans, l'expédition de Robert Falcon Scott en Antarctique a découvert des fossiles de plantes sur le glacier Beardmore, à moins de 500 km du pôle Sud. Edward Wilson, le scientifique en chef de l'expédition, a consigné ces découvertes dans son journal, indiquant que "la plupart des plus grandes feuilles ressemblaient à des feuilles de hêtre par leur forme et leur nervation".
À l'époque, ces découvertes ont été considérées par les scientifiques comme des erreurs d'identification, et leur importance a été négligée pendant plus de 100 ans. Mais aujourd'hui, lorsque vous posez le pied dans la péninsule antarctique ou dans la région de la plate-forme glaciaire de Ross, de nombreuses avancées scientifiques ont prouvé que vous marchez en fait dans d'anciennes forêts, autrefois florissantes.
Les conifères de l'Antarctique
Dans une petite partie de l'île Alexander, sur la côte ouest de la péninsule antarctique, on peut trouver d'anciens arbres fossiles datant de 100 millions d'années, avec des troncs d'arbres pouvant atteindre sept mètres de haut (23 pieds) encore debout. Les racines de ces conifères sont encore aujourd'hui attachées aux dépôts de sol carboné. Leur système racinaire indique que ces arbres ont prospéré dans les plaines riches, le long des grandes rivières qui serpentent.
Cependant, le sable grossier qui enterre les troncs témoigne de la puissance des inondations dans la région, qui ont fini par recouvrir toute la plaine d'épais sédiments. Les feuilles fossilisées trouvées dans la région montrent qu'une grande diversité de plantes y vivait autrefois. En fait, la région était dominée par des espèces à feuilles persistantes et possédait une forêt pluviale tempérée à environ 75°S, alors qu'aujourd'hui cette latitude est froide et gelée.
il y a 100 millions d'années, malgré un hiver qui comptait environ 70 jours d'obscurité, les forêts prospéraient dans des conditions beaucoup plus chaudes. Cette chaleur était due à la taille de la masse continentale, le Gondwana étant à l'abri des courants froids qui encerclent aujourd'hui l'Antarctique. Les chercheurs ont découvert que les plaines inondables de la région étaient couvertes de fougères, de petits podocarpes et de conifères. Sur la plaine côtière, les forêts à canopée ouverte étaient recouvertes de conifères et de fougères.
Le climat autrefois doux de l'Antarctique
Contrairement aux températures actuelles dans la péninsule Antarctique, les feuilles fossilisées trouvées dans les grès et les limons du bassin de James Ross, dans la région de la péninsule Antarctique, indiquent que les températures annuelles moyennes de la région étaient comprises entre 13 et 21 °C (55 et 69 °F). Les plantes fossiles indiquent que la région bénéficiait d'un climat chaud, sans périodes prolongées de températures hivernales inférieures au point de congélation, et que l'humidité de l'air était suffisante pour la croissance.
Le pollen fossile de l'Antarctique révèle l'existence de la toundra
Des scientifiques de l'université Rice, aux États-Unis, menant des recherches sur du pollen fossilisé trouvé dans la péninsule antarctique, ont été stupéfaits de découvrir que la région était couverte de toundra il y a 12 millions d'années. Les scientifiques savaient déjà qu'il y a 55 millions d'années, l'Antarctique était libre de glace et couvert de forêts.
Les vastes nappes glaciaires du continent ont commencé à se former il y a environ 38 millions d'années, la péninsule antarctique étant le dernier endroit à être recouvert de glace. La péninsule antarctique est le dernier endroit à avoir été recouvert de glace. Toutefois, les scientifiques ne s'entendent pas sur la rapidité de cette glaciation.
Pendant trois ans, les scientifiques ont déterminé les espèces exactes de plantes qui existaient sur la péninsule il y a 12 millions d'années et ont constaté que les archives fossiles indiquaient un processus long et progressif de glaciation sur la péninsule.
Détailler les plantes de la péninsule antarctique
Les scientifiques de l'université de Rice ont également détaillé les espèces exactes de plantes qui existaient sur la péninsule au cours des 36 derniers millions d'années. Les archives polliniques des couches sédimentaires ont permis de dresser un tableau détaillé du déclin rapide des forêts à la fin de l'Éocène, il y a environ 35 millions d'années, et de la glaciation généralisée au milieu du Miocène, il y a environ 13 millions d'années.
C'est plus facile à dire qu'à faire, car le pollen fossilisé a été trouvé sous 30 mètres de roches sédimentaires denses dans des zones situées au large de la côte de la péninsule, dans des eaux peu profondes recouvertes de glace pendant la plus grande partie de l'année. Ceux qui ont participé à une croisière dans la péninsule antarctique connaissent les conditions difficiles dans lesquelles ces chercheurs ont travaillé.
Datation des sédiments antarctiques
Les scientifiques de l'université Rice n'ont pas seulement dû dater le pollen, ils ont également dû dater l'âge de divers sédiments dans chaque carotte prélevée. Ils ont déterminé si les roches s'étaient formées sous une calotte glaciaire dans des conditions marines ouvertes ou dans un environnement combiné glaciaire-marin.
Leurs recherches ont consisté à compter, classer et examiner minutieusement la texture de milliers de grains de sable conservés dans les sédiments. Leur objectif était de déterminer la superficie de la zone couverte par les glaciers au cours des 36 derniers millions d'années.
Une forêt dans les montagnes de l'Antarctique
Pendant ce temps, des chercheurs de l'UW-Milwaukee ont escaladé les pentes gelées des montagnes transantarctiques et ont trouvé des roches grises contenant des fossiles du passé forestier de l'Antarctique. Ils ont trouvé des fragments fossilisés de 13 arbres et découvert des fossiles d'arbres vieux de plus de 260 millions d'années, ce qui signifie que cette forêt particulière poussait à la fin de la période permienne, avant l'apparition des premiers dinosaures.
À cette époque, l'Antarctique se trouvait encore au pôle Sud. Les scientifiques espéraient trouver des fossiles de la période permienne, qui s'est achevée il y a 251 millions d'années par une extinction massive causée par le passage soudain d'un climat de glace à un climat de serre. Au cours de cette période, plus de 90 % des espèces ont disparu, y compris les forêts polaires.
Faible diversité des plantes
Les scientifiques tentent de comprendre pourquoi ces espèces robustes ont disparu. On estime que cette extinction a été relativement rapide en termes géologiques, puisqu'elle s'est produite sur une période de 200 000 ans. Pendant cette période, les volcans de Sibérie ont libéré une énorme quantité de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.
Les scientifiques ont constaté que les forêts présentaient une faible diversité de plantes et que des fonctions spécifiques influençaient la réaction de l'ensemble de la forêt aux changements environnementaux. Cela contraste avec les forêts modernes actuelles, qui présentent une plus grande diversité de plantes et s'adaptent donc mieux aux changements.
Néanmoins, la forêt antarctique était assez résistante, les plantes étant capables de survivre à des conditions polaires extrêmes : lumière 24 heures sur 24 en été et obscurité totale en hiver.
Les plantes antarctiques activent et désactivent leur cycle de croissance
En étudiant les cernes des arbres antarctiques préservés, les chercheurs ont découvert que ces arbres passaient de l'activité estivale à la dormance hivernale en l'espace d'un mois. Les plantes modernes, quant à elles, effectuent cette transition sur plusieurs mois.
La prochaine question sur laquelle travaillent les chercheurs est de savoir comment des mois de lumière perpétuelle affectent les cycles diurnes et nocturnes des plantes. Il n'existe actuellement aucune autre plante capable d'activer et de désactiver son cycle de croissance. Les scientifiques étudieront donc ensuite comment ces plantes ont réussi à sortir de leur dormance alors qu'il faisait encore nuit.
La nourriture fossile de l'Antarctique
Les vestiges d'anciennes forêts constituent aujourd'hui une source de vie dans le lac Whillans, qui se trouve sous près d'un kilomètre de glace dans l'ouest de l'Antarctique. Malgré l'épaisse couche de glace qui le recouvre, le lac contient de l'eau liquide.
Lorsque les scientifiques ont foré la glace et prélevé des échantillons de l'eau du lac et des sédiments sous-jacents, ils ont découvert que l'eau contenait une communauté microbienne prospère. Les sédiments contenaient des microfossiles d'organismes marins, du pollen fossilisé de hêtres et de conifères, ainsi que du pollen vieux de 34 millions d'années.
En fait, ces deux types de fossiles fournissent des nutriments à la communauté microbienne qui vit dans l'obscurité totale, à des pressions élevées et à des températures basses. Si un voyage en Antarctique révèle à quel point la région est étonnante d'un point de vue sensoriel, les découvertes des chercheurs en Antarctique révèlent également à quel point le fonctionnement interne du terrain continue d'être étonnant.