Ongeveer 66 miljoen jaar geleden, een gigantische asteroïde sloeg de aarde, veroorzaakt het uitsterven van de dinosauriërs, ammonieten, en vele andere soorten.

De asteroïde was even verwoestend op microscopisch niveau, oceaanplankton bijna uitsterven. Dit verlamde de basis van de mariene voedselketen en sloot belangrijke oceaanfuncties af, zoals de absorptie en levering van koolstofdioxide uit de atmosfeer naar de oceaanbodem.

Gezien de reële dreiging van een zesde massale uitstervingsgebeurtenis, veroorzaakt door door de mens veroorzaakte klimaatafbraak en verstoring van het leefgebied, we wilden weten hoe lang het duurde om het oceaanecosysteem opnieuw op te starten na de laatste. Wat we hebben gevonden, heeft ernstige gevolgen voor de langetermijnvooruitzichten van mariene ecosystemen als we de kritieke basis van zijn voedselketen over de drempel van uitsterven halen.

Het nanoplankton dat 66 miljoen jaar geleden bijna volledig werd weggevaagd - ook bekend als coccolithoforen - is nu weer wijdverspreid in de zonovergoten bovenste oceanen. Hoewel ongeveer 100 keer kleiner dan een zandkorrel, ze zijn zo overvloedig dat ze vanuit de ruimte zichtbaar zijn als wervelende bloemen in het oceaanoppervlak.

Wanneer dit microscopisch kleine plankton sterft, ze laten prachtige gepantserde exoskeletten achter die bekend staan ​​als coccosferen gemaakt van het mineraal calciet, samengesteld uit gebonden calcium en koolstof. Samen met de dode planktoncellen, deze skeletten vallen langzaam op de oceaanbodem, vorming van een modderig calcium- en koolstofrijk sediment. Naarmate dit sediment verdicht, het vormt krijt en kalksteen, ons achterlatend met iconische landschappen zoals witte krijtrotsen - de ondiepe zeebodem van een vergeten tijdperk, sindsdien opgeheven door tektonische activiteit.

In dit verdichte sediment is een continu fossielenbestand bewaard gebleven dat 220 miljoen jaar teruggaat. Het is dit fossielenbestand - het meest voorkomende op de planeet - dat ons kan vertellen hoe ecosystemen reageerden op het uitsterven van nanoplankton. Veranderingen in de diversiteit en overvloed van het plankton dat ooit in de oceaan erboven leefde, weerspiegelen de veranderingen in het milieu die zich afspeelden in de millennia nadat de gigantische asteroïde insloeg.

We hebben een doorlopende kern van diepzeesediment uit de Stille Oceaan gehaald. Gedurende de eerste 13 miljoen jaar na de massale uitsterving, we namen een monster van het fossielenbestand met tussenpozen van 13, 000 jaar. We maten fossiele overvloed, diversiteit en celgroottes van meer dan 700, 000 exemplaren, het produceren van waarschijnlijk de grootste fossiele dataset die ooit van een enkele site is geproduceerd.

2m jaar voor stabiliteit, 10m voor diversiteit

Deze fossiele gegevens onthulden dat de plantachtige, fotosynthetisch plankton kaatste bijna onmiddellijk terug - waarschijnlijk binnen een paar duizend jaar na het massale uitsterven. Echter, de vroegste gemeenschappen waren zeer onstabiel en bestonden uit slechts een handvol soorten met ongewoon kleine celgroottes, zoals de figuur hierboven laat zien.

Terwijl de calcietskeletten van grotere planktoncellen naar de zeebodem kunnen zinken, de skeletten van deze kleinere organismen dalen veel minder vaak af, in plaats daarvan "gerecycleerd" te worden in de bovenste oceaan door hongerig plankton. Gemeenschappen met grotere celgroottes werden pas twee miljoen jaar later hersteld, het herstellen van hun kritische overdracht van koolstof naar de oceaanbodem tot het niveau van voor uitsterven.

Tegen deze tijd, het aantal verschillende planktonsoorten was ook toegenomen. Door deze genetische diversiteit konden ze uitbreiden naar een groter aantal oceaanhabitats, een grotere weerstand bieden tegen veranderingen in het milieu, en een veilige basis aan de basis van het oceaanvoedselweb.

Deze stabiliteit ondersteunde vervolgens de expansie in de overvloed en diversiteit van groter plankton, vis, zoogdieren, en vogels die afhankelijk zijn van deze voedselbronnen. Maar hoewel stabiele en veerkrachtige ecosystemen twee miljoen jaar na de massale uitsterving waren teruggekeerd, het duurde nog eens acht miljoen jaar voordat het aantal soorten volledig hersteld was naar hun vorige niveau.

Een waarschuwing uit het verleden

De mariene ecosystemen van vandaag zijn nog net zo afhankelijk van het plankton aan hun basis als in het verleden. Studies tonen aan dat de populaties van modern plankton al met maar liefst 40% zijn afgenomen, en dat 70% van de soorten naar de polen migreren. We begrijpen nog steeds niet helemaal hoe planktonsoorten uiteindelijk met uitsterven worden bedreigd, maar het fossielenbestand laat ons zien dat uitsterven sterk wordt bepaald door klimaatverandering.

Als we doorgaan met het uitstoten van koolstof en het verstoren van mariene ecosystemen, lopen we het risico een van zijn cruciale spelers op het gebied van koolstofopslag en voedselvoorziening te verliezen. Onderzoek toont aan dat het de natuur miljoenen jaren kan kosten om om te keren.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.