Антарктида сьогодні асоціюється з безкраїми крижаними просторами. Майже весь континент, який за площею приблизно в чотири рази перевищує територію США, вкритий крижаним щитом завтовшки у кілька кілометрів. Однак у геологічній історії Землі це відносно нове явище. Колись Антарктида виглядала зовсім інакше — без гігантських льодовиків, із рослинністю та значно м’якшим кліматом.
За оцінками палеокліматологів, постійний льодовиковий щит почав формуватися приблизно 34 мільйони років тому. До цього часу континент не був повністю замерзлим. Його ландшафт, імовірно, нагадував сучасні північні райони Канади — із тундрою, хвойними лісами та відносно помірним кліматом.
Ключову роль у зміні умов на планеті відіграла глобальна температура. Близько 50 мільйонів років тому Земля була значно теплішою, ніж сьогодні: середня температура перевищувала сучасні показники приблизно на 14 °C. Проте протягом наступних 16 мільйонів років клімат поступово охолоджувався. Приблизно 34 мільйони років тому, у період, відомий як межа еоцену та олігоцену, температура на планеті все ще була приблизно на 8 °C вищою за сучасну, але цього вже вистачило для початку формування стабільних льодовикових щитів на Антарктиді.
Вчені вважають, що цей перелом у кліматичній історії Землі стався через поєднання кількох факторів. Першим із них була зміна концентрації вуглекислого газу в атмосфері. CO₂ є одним із головних парникових газів: чим більше його в атмосфері, тим більше тепла затримується і тим теплішою стає планета.
У період приблизно від 60 до 50 мільйонів років тому концентрація CO₂ була дуже високою — від 1000 до 2000 частин на мільйон, тобто у 2,5–5 разів більше, ніж сьогодні. Проте з часом ці показники почали знижуватися. Зменшення кількості вуглекислого газу спричинило поступове охолодження клімату, і в певний момент система клімату Землі перейшла критичний поріг, після чого на континенті почали формуватися великі льодовикові масиви.
Другим важливим фактором стали рухи літосферних плит. Саме в той період остаточно розійшлися Південна Америка та Антарктида, що призвело до відкриття протоки Дрейка — морського проходу між Атлантичним і Тихим океанами. Після цього навколо Антарктиди сформувалася потужна Антарктична циркумполярна течія, яка рухається кільцем навколо континенту.
Ця течія фактично ізолювала Антарктиду від тепліших повітряних і водних мас інших частин планети. Через це тепле повітря стало значно рідше досягати континенту, що посилило охолодження та сприяло накопиченню льоду.
Тектонічні процеси могли впливати і на рівень вуглекислого газу. Вивітрювання гірських порід, вулканічна активність та інші геологічні явища є частиною глобального вуглецевого циклу. Протягом тисяч і мільйонів років вони можуть змінювати баланс газів у атмосфері, тим самим впливаючи на клімат.
Дослідники змогли встановити час формування антарктичного льодового щита завдяки хімічним підказкам у морських осадових породах. Ключем стали ізотопи кисню — різні форми одного й того ж елемента. Найпоширеніший — кисень-16, а важчий варіант — кисень-18. Коли на континентах формується великий льодовиковий покрив, у льоді накопичується більше легкого кисню-16. У результаті океанська вода стає відносно багатшою на кисень-18.
Це співвідношення зберігається у вапнякових мушлях дрібних морських організмів, які осідають на дні океану. Аналіз таких мікроскопічних залишків показує різку зміну приблизно 34 мільйони років тому, що й свідчить про початок формування масштабного льодовикового покриву на Антарктиді.
Попри те що цей континент нині виглядає вічно крижаним, історія Землі доводить: клімат планети здатний радикально змінюватися. У далекому минулому Антарктида вже була без льоду, і теоретично подібний сценарій можливий і в майбутньому.
Повне танення антарктичного льодовикового щита через діяльність людини наразі вважається малоймовірним у найближчій перспективі. Проте навіть часткова втрата льоду може мати серйозні наслідки для рівня Світового океану та глобального клімату. Саме тому вчені наголошують: від сучасних рішень людства значною мірою залежить, чи вдасться уникнути найгірших сценаріїв кліматичних змін.