Il y a environ 66 millions d'années, un astéroïde géant a frappé la Terre, provoquant l'extinction des dinosaures, ammonites, et bien d'autres espèces.

L'astéroïde était tout aussi dévastateur à un niveau microscopique, conduisant le plancton océanique à la quasi-extinction. Cela a paralysé la base de la chaîne alimentaire marine et fermé d'importantes fonctions océaniques, comme l'absorption et la livraison de dioxyde de carbone de l'atmosphère au fond de l'océan.

Compte tenu de la menace réelle d'un sixième événement d'extinction de masse provoqué par la dégradation du climat et la perturbation de l'habitat causées par l'homme, nous voulions savoir combien de temps l'écosystème océanique a mis à redémarrer après le dernier. Ce que nous avons découvert a de graves implications pour les perspectives à long terme des écosystèmes marins si nous faisons basculer la base critique de sa chaîne alimentaire au-dessus du seuil d'extinction.

Le nanoplancton presque totalement anéanti il ​​y a 66 millions d'années - également connu sous le nom de coccolithophores - est maintenant de nouveau répandu dans les océans supérieurs éclairés par le soleil. Bien qu'environ 100 fois plus petit qu'un grain de sable, ils sont si abondants qu'ils sont visibles de l'espace sous forme de fleurs tourbillonnantes à la surface de l'océan.

Quand ce plancton microscopique meurt, ils laissent derrière eux d'exquis exosquelettes blindés connus sous le nom de coccosphères fabriqués à partir de la calcite minérale, composé de calcium et de carbone liés. Avec les cellules mortes du plancton, ces squelettes tombent lentement au fond de l'océan, formation d'un sédiment boueux riche en calcium et en carbone. Au fur et à mesure que ce sédiment se compacte, il forme de la craie et du calcaire, nous laissant avec des paysages emblématiques tels que les falaises de craie blanche - le fond marin peu profond d'un âge oublié, depuis soulevé par l'activité tectonique.

Conservé dans ce sédiment compacté, il y a un enregistrement fossile continu remontant à 220 millions d'années. C'est ce registre fossile, le plus abondant de la planète, qui peut nous dire comment les écosystèmes ont réagi à l'extinction du nanoplancton. Les changements dans la diversité et l'abondance du plancton qui vivait autrefois dans l'océan au-dessus reflètent les changements environnementaux qui se sont produits au cours des millénaires après l'impact de l'astéroïde géant.

Nous avons extrait une carotte continue de sédiments d'eau profonde de l'océan Pacifique. Pendant les 13 millions d'années qui ont suivi l'extinction de masse, nous avons pris un échantillon des archives fossiles à des intervalles de 13, 000 ans. Nous avons mesuré l'abondance des fossiles, diversité et tailles de cellules de plus de 700, 000 exemplaires, produisant probablement le plus grand ensemble de données fossiles jamais produit à partir d'un seul site.

2m ans pour la stabilité, 10m pour la diversité

Ces données fossiles ont révélé que les espèces végétales, le plancton photosynthétique a rebondi presque immédiatement, probablement quelques milliers d'années après l'extinction de masse. Cependant, les premières communautés étaient très instables et composées d'une poignée d'espèces avec des cellules de taille inhabituellement petites, comme le montre la figure ci-dessus.

Alors que les squelettes de calcite des plus grandes cellules de plancton peuvent couler au fond de la mer, les squelettes de ces organismes plus petits descendent beaucoup moins souvent, au lieu d'être "recyclé" dans la partie supérieure de l'océan par du plancton affamé. Les communautés avec des cellules de plus grande taille n'ont été rétablies que deux millions d'années plus tard, rétablir leur transfert critique de carbone vers le fond de l'océan aux niveaux d'avant l'extinction.

À ce moment, le nombre d'espèces de plancton différentes avait également augmenté. Cette diversité génétique leur a permis de s'étendre à une plus grande gamme d'habitats océaniques, fournir une plus grande résilience aux changements environnementaux, et une base solide à la base de la chaîne alimentaire océanique.

Cette stabilité a ensuite favorisé l'expansion de l'abondance et de la diversité du plus gros plancton, poisson, mammifères, et les oiseaux dépendants de ces sources de nourriture. Mais bien que des écosystèmes stables et résilients soient revenus deux millions d'années après l'extinction massive, il a fallu huit millions d'années supplémentaires pour que le nombre d'espèces se rétablisse complètement à leurs niveaux antérieurs.

Un avertissement du passé

Les écosystèmes marins d'aujourd'hui sont toujours aussi dépendants du plancton à leur base qu'ils l'étaient dans le passé. Des études montrent que les populations de plancton moderne ont déjà diminué jusqu'à 40 %, et que 70 % des espèces migrent vers les pôles. Nous ne comprenons toujours pas complètement comment les espèces de plancton pourraient finalement être amenées à l'extinction, mais les archives fossiles nous montrent que l'extinction est fortement façonnée par le changement climatique.

Si nous continuons à émettre du carbone et à perturber les écosystèmes marins, nous courons le risque de perdre l'un de ses acteurs critiques en matière de stockage de carbone et d'approvisionnement alimentaire. La recherche montre que cela pourrait prendre des millions d'années à la nature pour s'inverser.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.