Circa 66 milioni di anni fa, un gigantesco asteroide ha colpito la Terra, causando l'estinzione dei dinosauri, ammoniti, e molte altre specie.

L'asteroide era ugualmente devastante a livello microscopico, portando il plancton oceanico verso la quasi estinzione. Ciò ha paralizzato la base della catena alimentare marina e ha interrotto importanti funzioni oceaniche, come l'assorbimento e la consegna di anidride carbonica dall'atmosfera al fondo dell'oceano.

Data la reale minaccia di una sesta estinzione di massa causata dal crollo climatico causato dall'uomo e dalla distruzione dell'habitat, volevamo scoprire quanto tempo ha impiegato l'ecosistema oceanico per riavviarsi dopo l'ultimo. Ciò che abbiamo scoperto ha gravi implicazioni per le prospettive a lungo termine degli ecosistemi marini se dovessimo inclinare la base critica della sua catena alimentare oltre la soglia dell'estinzione.

Il nanoplancton quasi completamente spazzato via 66 milioni di anni fa, noto anche come coccolitofori, è ora di nuovo diffuso negli oceani superiori illuminati dal sole. Sebbene circa 100 volte più piccolo di un granello di sabbia, sono così abbondanti che sono visibili dallo spazio come fioriture vorticose sulla superficie dell'oceano.

Quando questi microscopici plancton muoiono, lasciano dietro di sé squisiti esoscheletri corazzati noti come coccosfere realizzati con il minerale calcite, composto da calcio e carbonio legati. Insieme alle cellule di plancton morte, questi scheletri cadono lentamente sul fondo dell'oceano, formando un sedimento fangoso ricco di calcio e carbonio. Mentre questo sedimento si compatta, forma gesso e calcare, lasciandoci con paesaggi iconici come scogliere di gesso bianco - il basso fondale marino di un'era dimenticata, poiché sollevato dall'attività tettonica.

Conservato all'interno di questo sedimento compattato è un record fossile continuo che risale a 220 milioni di anni. È questa documentazione fossile, la più abbondante sul pianeta, che può dirci come gli ecosistemi hanno risposto all'estinzione del nanoplancton. I cambiamenti nella diversità e nell'abbondanza del plancton che un tempo viveva nell'oceano soprastante riflettono i cambiamenti ambientali che si sono verificati nei millenni dopo il gigantesco asteroide colpito.

Abbiamo estratto un nucleo continuo di sedimenti di acque profonde dall'Oceano Pacifico. Per i primi 13 milioni di anni dopo l'evento di estinzione di massa, abbiamo prelevato un campione dei reperti fossili a intervalli di 13, 000 anni. Abbiamo misurato l'abbondanza di fossili, diversità e dimensioni delle cellule da oltre 700, 000 esemplari, producendo probabilmente il più grande set di dati fossili mai prodotto da un singolo sito.

2 milioni di anni per la stabilità, 10m per la diversità

Questi dati fossili hanno rivelato che le piante simili a il plancton fotosintetico si è ripreso quasi immediatamente, probabilmente entro poche migliaia di anni dall'estinzione di massa. Però, le prime comunità erano altamente instabili e costituite da una manciata di specie con dimensioni cellulari insolitamente piccole, come mostra la figura sopra.

Mentre gli scheletri di calcite delle cellule di plancton più grandi possono affondare sul fondo del mare, gli scheletri di questi organismi più piccoli scendono molto meno spesso, invece di essere "riciclato" nell'oceano superiore dal plancton affamato. Le comunità con cellule di dimensioni maggiori non furono ristabilite fino a due milioni di anni dopo, ripristinare il loro trasferimento critico di carbonio al fondo dell'oceano ai livelli pre-estinzione.

Ormai, anche il numero di diverse specie di plancton era aumentato. Questa diversità genetica ha permesso loro di espandersi in una gamma più ampia di habitat oceanici, fornendo una maggiore resilienza ai cambiamenti ambientali, e una base sicura alla base della rete alimentare oceanica.

Questa stabilità ha poi sostenuto l'espansione nell'abbondanza e nella diversità del plancton più grande, pesce, mammiferi, e uccelli dipendenti da queste fonti di cibo. Ma sebbene gli ecosistemi stabili e resilienti fossero tornati due milioni di anni dopo l'estinzione di massa, ci sono voluti altri otto milioni di anni prima che il numero delle specie si riprendesse completamente ai livelli precedenti.

Un avvertimento dal passato

Gli ecosistemi marini di oggi dipendono ancora dal plancton alla loro base come lo erano in passato. Gli studi dimostrano che le popolazioni di plancton moderno sono già diminuite fino al 40%, e che il 70% delle specie sta migrando verso i poli. Non capiamo ancora come le specie di plancton possano finalmente essere portate all'estinzione, ma i reperti fossili ci mostrano che l'estinzione è fortemente influenzata dal cambiamento climatico.

Se continuiamo a emettere carbonio e ad interferire con gli ecosistemi marini, corriamo il rischio di perdere uno dei suoi principali attori nella conservazione del carbonio e nella fornitura di cibo. La ricerca mostra che ciò potrebbe impiegare milioni di anni per invertire la natura.

Questo articolo è stato ripubblicato da The Conversation con una licenza Creative Commons. Leggi l'articolo originale.