Cerca de 66 milhões de anos atrás, um asteróide gigante atingiu a Terra, causando a extinção dos dinossauros, amonites, e muitas outras espécies.

O asteróide foi igualmente devastador em um nível microscópico, levando o plâncton oceânico à quase extinção. Isso paralisou a base da cadeia alimentar marinha e interrompeu importantes funções do oceano, como a absorção e entrega de dióxido de carbono da atmosfera para o fundo do oceano.

Dada a ameaça real de um sexto evento de extinção em massa provocado pelo colapso do clima causado pelo homem e pela destruição do habitat, queríamos descobrir quanto tempo o ecossistema do oceano demorou para reiniciar após o último. O que descobrimos tem graves implicações para a perspectiva de longo prazo dos ecossistemas marinhos, caso ponhamos a base crítica de sua cadeia alimentar no limiar da extinção.

O nanoplâncton quase totalmente eliminado há 66 milhões de anos - também conhecido como coccolitóforos - agora está espalhado mais uma vez nos oceanos superiores iluminados pelo sol. Embora aproximadamente 100 vezes menor que um grão de areia, eles são tão abundantes que são visíveis do espaço como flores em redemoinho na superfície do oceano.

Quando esse plâncton microscópico morre, eles deixam para trás exoesqueletos blindados requintados conhecidos como coccosferas feitas de calcita mineral, composto de cálcio e carbono ligados. Junto com as células mortas do plâncton, esses esqueletos caem lentamente no fundo do oceano, formando um cálcio lamacento e sedimento rico em carbono. À medida que este sedimento se compacta, forma giz e calcário, deixando-nos com paisagens icônicas, como penhascos de giz branco - o fundo do mar raso de uma época esquecida, desde então levantado pela atividade tectônica.

Conservado dentro deste sedimento compactado está um registro fóssil contínuo que remonta a 220 milhões de anos. É esse registro fóssil - o mais abundante do planeta - que pode nos dizer como os ecossistemas responderam à extinção do nanoplâncton. Mudanças na diversidade e abundância do plâncton que uma vez viveu no oceano acima refletem as mudanças ambientais que ocorreram nos milênios após a colisão do asteróide gigante.

Extraímos um núcleo contínuo de sedimentos do fundo do mar do Oceano Pacífico. Pelos primeiros 13 milhões de anos após o evento de extinção em massa, pegamos uma amostra do registro fóssil em intervalos de 13, 000 anos. Medimos a abundância fóssil, diversidade e tamanhos de células de mais de 700, 000 espécimes, produzindo provavelmente o maior conjunto de dados fósseis já produzido a partir de um único local.

2 milhões de anos para estabilidade, 10m para diversidade

Esses dados fósseis revelaram que o tipo de planta, O plâncton fotossintético se recuperou quase imediatamente - provavelmente alguns milhares de anos após a extinção em massa. Contudo, as primeiras comunidades eram altamente instáveis ​​e compostas por apenas um punhado de espécies com tamanhos de células incomumente pequenos, como mostra a figura acima.

Enquanto os esqueletos de calcita de células de plâncton maiores podem afundar no fundo do mar, os esqueletos desses organismos menores descem com muito menos frequência, em vez disso, sendo "reciclado" na parte superior do oceano por um plâncton faminto. Comunidades com tamanhos de células maiores não foram restabelecidas até dois milhões de anos depois, restaurando sua transferência crítica de carbono para o fundo do oceano aos níveis de pré-extinção.

Por esta hora, o número de diferentes espécies de plâncton também aumentou. Essa diversidade genética permitiu que eles se expandissem para uma gama maior de habitats oceânicos, proporcionando maior resiliência às mudanças ambientais, e uma base segura na base da teia alimentar do oceano.

Essa estabilidade, então, apoiou a expansão da abundância e diversidade de plâncton maior, peixe, mamíferos, e pássaros dependentes dessas fontes de alimento. Mas embora os ecossistemas estáveis ​​e resilientes tenham retornado dois milhões de anos após a extinção em massa, levou mais oito milhões de anos para que o número de espécies se recuperasse totalmente aos níveis anteriores.

Um aviso do passado

Os ecossistemas marinhos de hoje ainda dependem do plâncton em sua base como no passado. Estudos mostram que as populações de plâncton dos dias modernos já diminuíram em até 40%, e que 70% das espécies estão migrando para os pólos. Ainda não entendemos totalmente como as espécies de plâncton podem finalmente ser levadas à extinção, mas o registro fóssil nos mostra que a extinção é fortemente influenciada pelas mudanças climáticas.

Se continuarmos emitindo carbono e interferindo nos ecossistemas marinhos, corremos o risco de perder um de seus principais atores no armazenamento de carbono e no fornecimento de alimentos. Pesquisas mostram que isso pode levar milhões de anos para a natureza reverter.

Este artigo foi republicado de The Conversation sob uma licença Creative Commons. Leia o artigo original.