Pendant l'été de l'Antarctique, de fin novembre à janvier, Les géologues de l'UW-Milwaukee Erik Gulbranson et John Isbell ont escaladé les pentes gelées du promontoire McIntyre dans les montagnes transantarctiques. Au-dessus des champs de glace, ils ont peigné les roches grises de la montagne pour trouver des fossiles du vert du continent, passé boisé.

A la fin du voyage, les géologues avaient trouvé des fragments fossiles de 13 arbres. Les fossiles découverts révèlent que les arbres ont plus de 260 millions d'années, ce qui signifie que cette forêt s'est développée à la fin du Permien, avant les premiers dinosaures, quand l'Antarctique était encore au pôle Sud.

"Les gens connaissent les fossiles de l'Antarctique depuis l'expédition Robert Falcon Scott de 1910-12, " dit Gulbranson, paléoécologue et professeur assistant invité au département de géosciences de l'UWM. "Toutefois, la plus grande partie de l'Antarctique est encore inexplorée. Parfois, vous pourriez être la première personne à gravir une montagne en particulier."

Le délai est exactement ce qu'ils recherchent. La période du Permien s'est terminée il y a 251 millions d'années lors de la plus grande extinction de masse de l'histoire, alors que la Terre est rapidement passée des conditions de glacière à des conditions de serre. Plus de 90 pour cent des espèces sur Terre ont disparu, y compris les forêts polaires. Gulbranson pense que les arbres des forêts antarctiques étaient une espèce extrêmement robuste et essaie de déterminer pourquoi ils ont disparu.

De nombreux scientifiques pensent maintenant qu'une augmentation massive des gaz à effet de serre atmosphériques, comme le dioxyde de carbone et le méthane, causé l'extinction du Permien-Trias. Il est probable qu'au cours de 200, 000 ans – peu de temps, géologiquement parlant – les éruptions volcaniques en Sibérie ont libéré de nombreuses tonnes de gaz à effet de serre dans l'atmosphère.

Isbell, un éminent professeur de géosciences à l'UWM, a déjà étudié les dépôts glaciaires du Permien de l'Antarctique pour déterminer comment le climat a changé. Lors de cette expédition, il a utilisé les roches autour des arbres fossilisés pour déterminer comment les fossiles s'intègrent dans l'histoire géologique de l'Antarctique.

"Cette forêt est un aperçu de la vie avant l'extinction, qui peut nous aider à comprendre ce qui a causé l'événement, " a déclaré Gulbranson. Cela peut également donner des indices sur la façon dont les plantes étaient différentes d'aujourd'hui.

A la fin du Permien, L'Antarctique était plus chaud et plus humide qu'aujourd'hui. Les continents du monde, comme nous les connaissons, étaient entassés dans deux masses continentales géantes – une au nord et une au sud. L'Antarctique faisait partie du Gondwana, le supercontinent couvrant l'hémisphère sud qui comprenait également l'Amérique du Sud actuelle, Afrique, Inde, Australie et péninsule arabique.

Il y aurait eu un mélange de mousses, fougères et une plante éteinte appelée Glossopteris, et il est probable que cette forêt s'étendait sur tout le Gondwana.

Gulbranson a déclaré que les forêts fossiles étaient différentes des forêts d'aujourd'hui. Pendant la période permienne, les forêts étaient un assemblage potentiellement peu diversifié de différents types de plantes avec des fonctions spécifiques qui affectaient la façon dont la forêt entière réagissait aux changements environnementaux. Cela contraste avec les forêts modernes des hautes latitudes qui présentent une plus grande diversité végétale.

"Ce groupe de plantes doit avoir été capable de survivre et de prospérer dans une variété d'environnements, " a déclaré Gulbranson. " C'est extrêmement rare, même aujourd'hui, pour qu'un groupe apparaisse dans presque tout l'hémisphère du globe."

Mais même ces forêts robustes n'ont pas survécu aux fortes concentrations de dioxyde de carbone de l'extinction de masse.

Les plantes résistantes doivent également avoir survécu aux extrêmes polaires de la lumière perpétuelle et de l'obscurité totale. Même dans un passé plus chaud, les régions polaires auraient connu des mois d'obscurité en hiver et seraient restées sans coucher de soleil pendant les mois d'été.

En étudiant les cernes préservés, Gulbranson et ses collègues ont découvert que ces arbres passaient rapidement de l'activité estivale à la dormance hivernale, peut-être dans un mois. Les plantes modernes effectuent la même transition au cours de plusieurs mois et conservent également l'eau en fabriquant de la nourriture pendant la journée et en se reposant la nuit. Les scientifiques ne savent pas encore comment des mois de lumière perpétuelle auraient affecté les cycles jour-nuit des plantes.

"Il n'y a rien de tel aujourd'hui, " a déclaré Gulbranson. "Ces arbres pouvaient activer et désactiver leurs cycles de croissance comme un interrupteur. Nous savons que la fermeture hivernale s'est produite tout de suite, mais nous ne savons pas à quel point ils étaient actifs pendant l'été et s'ils pouvaient se forcer à entrer en dormance alors qu'il faisait encore jour."

Il reviendra sur le site plus tard ce mois-ci et restera jusqu'en janvier 2018. Il espère en savoir plus sur l'événement d'extinction. Auparavant, il n'était pas en mesure d'étudier la période d'extinction en raison des contraintes météorologiques et des problèmes d'avion.

Gulbranson va rechercher des gisements provenant de l'extinction de masse pour voir s'il peut déterminer exactement comment les forêts ont réagi à l'augmentation du dioxyde de carbone.

"Les archives géologiques nous montrent le début, milieu et fin des événements liés au changement climatique, " a déclaré Gulbranson. " Avec une étude plus approfondie, nous pouvons mieux comprendre comment les gaz à effet de serre et le changement climatique affectent la vie sur Terre. »