Havøkosystemer tager to millioner år at komme sig efter masseudryddelse

For omkring 66 millioner år siden, en kæmpe asteroide ramte jorden, forårsager dinosaurernes udryddelse, ammonitter, og mange andre arter.

Asteroiden var lige så ødelæggende på et mikroskopisk niveau, at drive havplankton til næsten udryddelse. Dette lammede bunden af ​​den marine fødekæde og lukkede vigtige havfunktioner, såsom absorption og levering af kuldioxid fra atmosfæren til havbunden.

I betragtning af den reelle trussel om en sjette masseudryddelse, forårsaget af menneskeskabt klimasammenbrud og habitatforstyrrelser, vi ønskede at finde ud af, hvor lang tid havets økosystem tog at genstarte efter det sidste. Det, vi fandt, har alvorlige konsekvenser for de langsigtede udsigter for marine økosystemer, hvis vi vælter den kritiske base af dens fødekæde over tærsklen til udryddelse.

Nanoplanktonet blev næsten fuldstændig udslettet for 66 m år siden - også kendt som coccolithophores - er nu udbredt igen i de solbeskinnede øvre oceaner. Selvom det er omkring 100 gange mindre end et sandkorn, de er så rigelige, at de er synlige fra rummet som hvirvlende opblomstringer i havoverfladen.

Når disse mikroskopiske plankton dør, de efterlader sig udsøgte pansrede exoskeletter kendt som coccosfærer lavet af mineralet calcit, sammensat af bundet calcium og kulstof. Sammen med de døde planktonceller, disse skeletter falder langsomt til havbunden, danner et mudret kalk- og kulstofrigt sediment. Når dette sediment komprimeres, det danner kridt og kalksten, efterlader os med ikoniske landskaber såsom hvide kridtklipper - den lavvandede havbund i en glemt tidsalder, siden løftet op af tektonisk aktivitet.

Bevaret i dette komprimerede sediment er en kontinuerlig fossiloptegnelse, der strækker sig 220m år tilbage. Det er denne fossiloptegnelse - den mest udbredte på planeten - der kan fortælle os, hvordan økosystemer reagerede på udryddelsen af ​​nanoplankton. Ændringer i mangfoldigheden og overfloden af ​​planktonet, der engang levede i havet ovenover, afspejler de miljømæssige ændringer, der udspillede sig i årtusinder efter den gigantiske asteroide ramte.

Vi udtog en kontinuerlig kerne af dybhavssediment fra Stillehavet. I de første 13 m år efter masseudryddelsen, vi tog en prøve af fossiloptegnelsen med intervaller på 13, 000 år. Vi målte fossil overflod, mangfoldighed og cellestørrelser fra over 700, 000 eksemplarer, producerer sandsynligvis det største fossile datasæt, der nogensinde er produceret fra et enkelt sted.

2m år for stabilitet, 10m for mangfoldighed

Disse fossile data afslørede, at den plantelignende, fotosyntetisk plankton vendte tilbage næsten øjeblikkeligt - sandsynligvis inden for et par tusinde år efter masseudryddelsen. Imidlertid, de tidligste samfund var meget ustabile og bestod af kun en håndfuld arter med usædvanlig lille cellestørrelse, som figuren ovenfor viser.

Mens calcitskeletterne fra større planktonceller kan synke til havbunden, skeletterne af disse mindre organismer falder meget sjældnere, i stedet bliver "genbrugt" i det øvre hav af sulten plankton. Samfund med større cellestørrelser blev ikke genetableret før to millioner år senere, genoprette deres kritiske overførsel af kulstof til havbunden til niveauer før udryddelse.

På dette tidspunkt, antallet af forskellige planktonarter var også steget. Denne genetiske mangfoldighed gjorde det muligt for dem at udvide sig til et større udvalg af havhabitater, give større modstandsdygtighed over for miljøændringer, og et sikkert fundament ved bunden af ​​havets fødenet.

Denne stabilitet understøttede derefter ekspansion i overfloden og mangfoldigheden af ​​større plankton, fisk, pattedyr, og fugle afhængige af disse fødekilder. Men selvom stabile og modstandsdygtige økosystemer var vendt tilbage to millioner år efter masseudryddelsen, det tog yderligere otte millioner år for arternes antal at komme sig helt tilbage til deres tidligere niveauer.

En advarsel fra fortiden

Nutidens marine økosystemer er stadig lige så afhængige af planktonet ved deres base, som de var tidligere. Undersøgelser viser, at bestanden af ​​nutidens plankton allerede er faldet med så meget som 40 %, og at 70 % af arterne vandrer mod polerne. Vi forstår stadig ikke helt, hvordan planktonarter endelig kan blive drevet til udryddelse, men fossiloptegnelsen viser os, at udryddelse er stærkt formet af klimaændringer.

Hvis vi fortsætter med at udlede kulstof og forstyrre marine økosystemer, vi risikerer at miste en af ​​sine kritiske kulstoflagre og fødevareleverandører. Forskning viser, at det kan tage naturen millioner af år at vende.

Denne artikel er genudgivet fra The Conversation under en Creative Commons-licens. Læs den originale artikel.