Antarktik nije morao da čeka da Zemlja postane hladna kao danas kako bi se preko njega proširio led. Tokom prelaska iz eocena u oligocen, pre približno 34 miliona godina, ledeni pokrivač zahvatio je istočni deo kontinenta dok je globalna temperatura još bila oko pet stepeni viša od današnje.
Arktik je, s druge strane, ostao uglavnom bez leda još skoro 30 miliona godina.
Pad koncentracije ugljen-dioksida u atmosferi i dalje se smatra glavnim pokretačem tadašnjeg zahlađenja. Međutim, istraživanje objavljeno 2026. godine u časopisu "Science" ukazuje na još jedan, mnogo sporiji proces koji se odvijao duboko ispod kontinenta.
Procesi u Zemljinom omotaču, povezani sa raspadom nekadašnjeg superkontinenta Gondvane i razdvajanjem Antarktika i Afrike tokom jure, postepeno su izdizali istočni Antarktik. Tako je nastala visoka visoravan sa planinama na kojima je sneg mogao da opstane i tokom leta, čime su stvoreni uslovi za nagomilavanje leda.
Naučnici naglašavaju da je reč o lancu uzroka i posledica dobijenom na osnovu računarskih modela, a ne neposrednom zapisu drevnih geoloških događaja. Geodinamičke i topografske rekonstrukcije povezali su sa klimatskim proračunima i modelima ledenog pokrivača.
Rezultati pokazuju da je izdizanje terena moglo da dovede Antarktik do ključnog praga zaleđivanja mnogo pre nego što se globalna klima ohladila do današnjeg nivoa.
Kako je toplija planeta ušla u ledeno doba?
Promena koja se dogodila pre oko 34 miliona godina predstavlja jednu od najvećih klimatskih reorganizacija tokom kenozojske ere. Zemlja je iz toplih, takozvanih stakleničkih uslova eocena prešla u hladniji oligocen.
Tada se formirao kontinentalni ledeni pokrivač na istočnom Antarktiku, nivo mora naglo je opao, a svetla ledena površina počela je da odbija više Sunčeve energije i dodatno hladi planetu.
Geološki dokazi pokazuju da su manji i nestabilni glečeri postojali na Antarktiku i pre ovog velikog prelaza. Međutim, ledeni pokrivač koji je obuhvatio veći deo kontinenta nastao je pre oko 33,9 miliona godina, nakon približno deset miliona godina opadanja koncentracije ugljen-dioksida.
Dakle, tada se nije pojavio prvi komad leda na Antarktiku, već je uspostavljen dugotrajan ledeni pokrivač kontinentalnih razmera.
Procena da je Zemlja bila pet stepeni toplija odnosi se na globalnu klimu, a ne na temperaturu na jednoj lokaciji na Antarktiku. Iako procene drevnih temperatura sadrže određeni stepen neizvesnosti, glavno pitanje ostaje isto - kako je ogroman ledeni pokrivač mogao da nastane na planeti toplijoj od današnje?
Dodatnu zagonetku predstavlja činjenica da je Arktik dobio uporediv trajni led tek gotovo 30 miliona godina kasnije, iako su oba pola bila izložena istom globalnom smanjenju koncentracije gasova sa efektom staklene bašte, piše Science Daily.
Antarktik je, međutim, imao veliku kopnenu masu smeštenu oko Južnog pola i, prema novoj rekonstrukciji, sve višu unutrašnjost. To ukazuje da samo globalna temperatura nije bila dovoljna da odredi trenutak kada će na polovima početi trajno zaleđivanje.
Raspad kontinenta pokrenuo izuzetno spor proces
Priprema terena za nastanak ledenog pokrivača počela je tokom jure, kada su se Antarktik i Afrika razdvajali usled raspada Gondvane.
Rastezanje i pucanje Zemljine kore promenili su debelu kontinentalnu ploču i omotač koji se nalazio ispod nje. Prema modelu, gusti delovi materijala sa donje strane ploče počeli su da se odvajaju i tonu.
Gubitak teškog materijala učinio je površinu iznad njega plovnijom, slično kao kada se predmet podigne nakon što se sa njega ukloni teret. Odvajanje se postepeno širilo od rascepljenih oboda kontinenta prema njegovoj unutrašnjosti.
Istraživači taj proces nazivaju talasom u omotaču. Nije reč o seizmičkom talasu koji prolazi kroz stene za nekoliko minuta, već o procesu koji traje desetinama miliona godina i postepeno izaziva izdizanje Zemljine površine.
Prema istraživanju, ovaj mehanizam predstavlja povratnu vezu između omotača i površine, čiji se početak može pronaći u raspadu kontinenta. To bi značilo da je nastanak antarktičkog ledenog pokrivača delimično zavisio od tektonskih događaja započetih više od 100 miliona godina ranije.
Duga vremenska razlika predstavlja sastavni deo ovog procesa. Raspad kontinenta nije odmah stvorio visoravan dovoljno visoku za nastanak leda. Materijal u dubini se postepeno preraspoređivao, dok se izdizanje širilo prema unutrašnjosti.
Promene koje bi bile potpuno neprimetne tokom jednog ljudskog života mogu da preoblikuju čitave regione kada traju desetinama miliona godina.
Dva kilometra bila su presudna granica
Model je rekonstruisao obalni strmi odsek istočnog Antarktika, visoku unutrašnju visoravan i planine Gamburcev, koje se danas nalaze duboko ispod ledenog pokrivača.
Pre približno 50 miliona godina najveći deo tog planinskog predela bio je, prema rekonstrukciji, niži od 1,5 kilometara. Oko pet miliona godina kasnije velike površine izdignute su iznad kritične visine od približno dva kilometra.
Nadmorska visina neposredno utiče na količinu snega koja može da opstane tokom godine. Vazduh je uglavnom hladniji što je nadmorska visina veća, pa čak i umereno izdizanje može da predstavlja razliku između snega koji će se tokom leta otopiti i snega koji će preživeti do naredne zime.
Kada nastane trajna bela površina, ona odbija više Sunčeve energije od tamnog tla i dodatno hladi okolinu.
Do pre 34 miliona godina gotovo polovina planinskog venca Gamburcev nalazila se, prema proceni istraživačkog tima, iznad dva kilometra. Povratni efekat između leda i odbijanja Sunčeve energije u simulacijama je snizio globalnu temperaturu za oko jedan stepen.
Hladniji i suvlji vazduh zatim je smanjio zagrevanje koje izaziva vodena para u atmosferi, čime je omogućeno dalje širenje leda.
Planine, prema tome, nisu mogle da zamene globalno zahlađenje. One su predstavljale visoko područje na kojem je trajni led mogao da počne da se formira čak i u klimatskim uslovima u kojima bi se sneg na nižim predelima otopio tokom leta.
Naučnici povezali modele omotača, klime i leda
Nijednim bušenjem nije moguće dobiti neprekinut zapis promena nadmorske visine istočnog Antarktika koji bi se protezao sve do jure.
Unutrašnjost kontinenta nalazi se ispod više kilometara pokretnog leda, dok je erozija tokom vremena promenila nekadašnji pejzaž. Zbog toga su naučnici proveravali da li više nezavisnih modela može da proizvede međusobno usklađenu istoriju.
Geodinamičkim simulacijama rekonstruisani su procesi u omotaču pokrenuti raspadom kontinenta. Modeli pejzaža pretvorili su dubinsko izdizanje u promene reljefa na površini.
Proračuni energetske ravnoteže korišćeni su za procenu uticaja geografske širine, nadmorske visine, snega i odbijene Sunčeve svetlosti na temperaturu. Model ledenog pokrivača zatim je pokazao gde je led mogao prvo da se formira i koliko je mogao da se proširi.
Ključan je bio eksperiment u kojem su upoređene dve moguće verzije Antarktika. Nizak istočni Antarktik nije mogao da podrži tako rano zaleđivanje u relativno blagoj klimi.
Izdignuti Antarktik, međutim, imao je hladne planinske predele na kojima su glečeri mogli da opstanu i kasnije se spoje, dok se globalna klima postepeno hladila.
Slaganje različitih modela ne znači da je svaki detalj drevnog reljefa precizno rekonstruisan. Svaki model zavisi od pretpostavki o osobinama omotača, eroziji, nekadašnjim atmosferskim uslovima i načinu na koji ledeni pokrivač reaguje na podlogu.
Ipak, rezultati pokazuju da je izdizanje izazvano raspadom kontinenta fizički moglo da stvori visinu, položaj i vremenske uslove potrebne za početak nastanka ledenog pokrivača.
Savremene mape Antarktika mogu da potvrde samo opšti oblik reljefa, ali ne predstavljaju sliku drevne površine. Radarska, gravitaciona, seizmička i satelitska posmatranja otkrivaju planine, basene i grebene ispod leda, ali njihove nekadašnje visine i dalje moraju da se rekonstruišu.
Ugljen-dioksid ostao glavni pokretač
Novi predloženi mehanizam ne umanjuje ulogu gasova sa efektom staklene bašte. Istraživanje polazi od dokaza da je kritičan pad koncentracije ugljen-dioksida bio glavni uzrok zaleđivanja Antarktika.
Izdizanje terena samo je promenilo koliko je zahlađenje moralo da bude snažno i gde je mogao da se pojavi prvi stabilan led.
Ranija istraživanja pokazala su da su jedino simulacije sa smanjenom koncentracijom ugljen-dioksida uspevale da reprodukuju zahlađenje zabeleženo u geološkim podacima. Nova studija o procesima u omotaču dopunjuje te nalaze, ali ih ne osporava.
Istovremeno su se menjali okeanski prolazi i morske struje. Istraživanje iz 2021. pokazalo je da su širenje prolaza i slabljenje velikih kružnih struja mogli da ohlade Južni okean i promene regionalnu granicu potrebnu za zaleđivanje.
Na raspodelu Sunčeve svetlosti uticale su i promene Zemljine orbite. Nakon početka rasta leda, njegovu ekspanziju dodatno su podsticali nadmorska visina, odbijanje Sunčeve energije i promene količine vodene pare.
Ledeni pokrivač, prema tome, nastao je kombinovanjem nekoliko faktora. Pad koncentracije ugljen-dioksida pokrenuo je globalno zahlađenje. Tektonsko izdizanje stvorilo je posebno pogodno tlo na jugu, dok su okeanske i atmosferske povratne sprege pomogle da se planinski glečeri pretvore u ledeni pokrivač kontinentalnih razmera.
Geološki tragovi ne pokazuju samo količinu leda
Veliki deo istorije klime Antarktika rekonstruisan je pomoću izotopa kiseonika u ljušturama morskih mikroorganizama.
Ti zapisi istovremeno reaguju na količinu vode vezanu u kopnenom ledu i temperaturu okeana. Zato velika promena u izotopskom zapisu ne mora nužno da znači podjednako veliko povećanje količine leda.
Novija istraživanja pokazala su da su kasnije promene izotopa tokom oligocena uglavnom odražavale promene temperature dubokog okeana. To se odnosi na period nakon prvog velikog zaleđivanja, ali pokazuje zašto je za rekonstrukciju klimatske istorije potrebno koristiti više različitih vrsta dokaza.
Ni jedan geološki pokazatelj niti jedan model ne mogu samostalno da objasne čitavu promenu.
Hipoteza o talasu u omotaču značajna je zato što povezuje postojeći reljef, vreme raspada kontinenta, modelovano izdizanje i fizičke uslove potrebne za trajni opstanak snega.
Ipak, ona ostaje rekonstrukcija koja zavisi od nesigurnosti u vezi sa osobinama omotača, istorijom erozije i drevnim klimatskim uslovima.
Nastanak ledenog pokrivača nije prognoza njegovog opstanka
Činjenica da je Antarktik imao led dok je drevna Zemlja bila toplija nego danas ne znači da je njegov današnji ledeni pokrivač bezbedan od savremenog globalnog zagrevanja.
Unutrašnjost istočnog Antarktika jeste veoma visoka, ali veliki deo osetljivog leda dodiruje okean ili se nalazi na podlozi ispod nivoa mora. Topla morska voda može da topi plutajuće ledene ploče i napada zone u kojima led dodiruje dno, bez čekanja da letnja temperatura vazduha otopi visoku visoravan.
Ne mogu se porediti ni brzine ovih promena. Procesi u omotaču pripremali su istočni Antarktik više od 100 miliona godina. Današnja emisija gasova sa efektom staklene bašte menja klimu tokom svega nekoliko vekova.
Postepeno izdizanje terena može da odredi gde će ledeni pokrivač prvo postati moguć, ali ne može sve njegove delove da zaštiti od kasnijeg i mnogo bržeg zagrevanja.
Glavna poruka istraživanja jeste da su klimatski pragovi delimično zapisani u geografiji. Procesi duboko ispod Antarktika izdizali su njegovu površinu, pad ugljen-dioksida doneo je zahlađenje, a kada je sneg konačno mogao da preživi na visokom terenu, led i atmosferske povratne sprege pretvorili su planinsko utočište u ledeni pokrivač veličine kontinenta.
BONUS VIDEO: