Låt oss låtsas att det är den sena kritatiden, för ungefär 66 till 100 miljoner år sedan. Vi har dinosaurier som strövar runt på landet och tidiga fågelarter som ser konstigt ut, även om hajen som vi känner den redan simmar i de förhistoriska haven – som täcker 82 % av jorden. Redwoodträd och andra barrträd gör sin debut, liksom rosor och blommande växter, och med dem kommer bin, termiter och myror. Mest av allt är det varmt, vulkaniskt aktivt och fuktigt överallt med en inlandsis i sikte.

Förutom, enligt en grupp forskare från UC Santa Barbara, University of Oregon och University of Manitoba, fanns isiga förhållanden i regionen kring Sydpolen.

"Och det var inte bara en endalsglaciär," sa UCSB-geologen John Cottle, "det var förmodligen flera glaciärer eller ett stort inlandsis." I motsats till vår utbredda bild av den sena kritatiden som "varm överallt", sa han, finns det bevis för att polaris existerade under den perioden, även på höjden av globala växthusförhållanden. Geologernas studie publiceras i tidskriften Nature Communications .

Ett förhistoriskt pussel

Snabbspola fram till idag. Låt oss låtsas att vi är i Antarktis. Det är kyligt, det är kargt och vi står nära en stor grupp av exponerade glasartade stenar längs Transantarctic Mountains, intill Ross Ice Shelf, kallad Butcher Ridge Igneous Complex (BRIC).

"Jag hörde faktiskt om dessa stenar när jag var student för 20 eller så år sedan, och de är bara väldigt konstiga," sa Cottle. Avlägsen, även med dagens antarktiska utforskningsstandarder, är BRIC ovanlig eftersom stenarnas sammansättning och formation är okarakteristiska för närliggande stenformationer, med – bland annat – stora mängder glas och skiktade förändringar som indikerar betydande fysiska, kemiska eller miljöhändelser som ändrat sin mineralsammansättning.

Cottle fick chansen att äntligen prova BRIC på en nyligen genomförd expedition, och i färd med att analysera hur den bildades, stötte han och hans team på en "ovanligt stor mängd vatten."

"Så du har en riktigt het sten som interagerar med vatten, och när den svalnar, införlivar den i glaset," sa han. "Om du tittar på sammansättningen, då kan du berätta något om var det vattnet kom ifrån. Det kan existera som hydroxyl, vilket säger dig att det förmodligen kom från magman, eller det kan vara molekylärt, vilket betyder att det förmodligen är externt. "

Vad de förväntade sig att se var att förändringen i berget orsakades av vattnet som redan fanns i magman när det svalnade. Vad de istället hittade var en uppteckning av en klimatprocess som man trodde inte hade funnits vid den tiden.

I sin spektroskopiska analys av proverna fastställde forskarna att även om en del av vattnet verkligen härrörde från magma när det plymade uppåt från jordens inre, när den smälta stenen kyldes ner till glas precis under jordens yta, inkorporerade den också grundvatten.

"Vi fastställde att det mesta av vattnet i dessa stenar är externt härrörande," sa Cottle. "Vi mätte sedan syre- och väteisotopsammansättningen i vattnet och den matchar mycket väl sammansättningen av antarktisk snö och is."

För att låsa in sitt resultat genomförde Cottle och team också argon-argon geokronologi för att datera berget och dess förändring.

"Problemet är att dessa stenar är jura, så cirka 183 miljoner år gamla," sa han. "Så när du mäter förändringen, vad du inte vet är när det hände." De kunde återfå bergets ålder (Jura), men fann också en yngre ålder (Krita). "Så när dessa stenar svalnade och förändrades", fortsatte han, "återställde den också argonisotopen, och du kan matcha ändringens ålder med ändringens sammansättning."

Det finns andra liknande vulkaniska stenar ungefär 700 km norr om BRIC som också har en krita förändringsålder, vilket indikerar att polär glaciation kan ha varit regionalt omfattande i Antarktis under den tiden. "Vad vi skulle vilja göra är att åka till andra platser i Antarktis och se om vi kan bestämma omfattningen av glaciationen, om vi återvinner samma resultat som vi redan har hittat", sa han.

Att hitta bevis på stora inlandsisar som går tillbaka till kritatiden kanske inte ändrar vår allmänna bild av en varm och fuktig jord vid den tiden, sa Cottle, "men vi skulle behöva tänka på krita och Antarktis på ett helt annat sätt än vi gör nu."

Forskning i denna studie utfördes också av Demian A. Nelson (huvudförfattare) vid UCSB, Ilya N. Bindeman vid University of Oregon och Alfredo Camacho vid University of Manitoba. + Utforska vidare

Perseverance rover hämtar viktiga steniga ledtrådar till Mars geologiska och vattenhistoria