حدود ۶۶ میلیون سال پیش، سیارکی غول‌پیکر به زمین برخورد کرد و موجب انقراض دایناسورها، آمونیت‌ها و بسیاری از گونه‌های دیگر شد. این سیارک در سطح میکروسکوپی نیز به همان اندازه ویرانگر بود و پلانکتون‌های اقیانوسی را به سوی نابودی کشاند. این امر موجب فلج‌شدن پایه‌ی زنجیره‌ی غذایی دریایی شد و عملکردهای مهم اقیانوسی مانند جذب و تحویل کربن‌دی‌اکسید از اتمسفر به بستر اقیانوس را متوقف کرد.

با توجه به تهدید واقعی ناشی از وقوع انقراض جمعی ششم که در اثر تغییرات اقلیمی و تخریب زیستگاه می‌تواند رخ دهد و ناشی از فعالیت‌های انسانی است، پژوهشگران می‌خواستند این موضوع را مورد بررسی قرار دهند که بازگشت مجدد اقیانوس به وضعیت طبیعی چقدر زمان می‌برد. نتایج آن‌ها نشان می‌دهد، اگر انسان‌ها اساس زنجیره‌ی غذایی اقیانوس را به‌سوی انقراض هدایت کنند، پیامدهای وحشتناک و طولانی‌مدتی در انتظار اکوسیستم‌هایی دریایی خواهد بود.

جمعیتی از فیتوپلانکتون‌ها که در دریای بارنتز در شمالی‌ترین قسمت اروپا گسترش یافته است

نانوپلانکتون‌ها که با نام کوکولیتوفورها نیز شناخته می‌شوند، ۶۶ میلیون سال پیش تقریبا به کلی از بین رفتند؛ اما بار دیگر در بخش بالای اقیانوس که نور به آن می‌رسد، شکوفا شدند. اگرچه این موجودات زنده تقریبا صد بار کوچک‌تر از یک دانه ماسه هستند، ولی چنان فراوانند که از فضا به شکل اجتماعات در گردشی در سطح اقیانوس قابل مشاهده‌اند.

هنگامی که این پلانکتون‌های میکروسکوپی می‌میرند، اسکلت خارجی آن‌ها که کوکوسفر نام دارد و از کلسیت (ترکیب کلسیم و کربن) تشکیل شده است، باقی می‌ماند. این اسکلت‌ها همراه با سلول‌های پلانکتون مرده، به آرامی به کف اقیانوس می‌افتند و یک لایه‌ی رسوبی غنی از کربن و کلسیم را تشکیل می‌دهند. با فشرده‌شدن این رسوبات، گچ و سنگ آهک تشکیل شده و مناظری مانند صخره‌های گجی سفید ایجاد می‌شود؛ کف دریایی کم‌عمق از دورانی فراموش شده که طی یک فعالیت تکتونیکی بالا آمده است.

صخره‌های سفید گچی سواحل انگلیس میلیون‌ها سال پلانکتون را در خود جای داده‌اند

درون این رسوبات فشرده، فسیل پیوسته‌ای وجود دارد که قدمت بخش‌هایی از آن ۲۲۰ میلیون سال است. این رکورد فسیلی که فراون‌ترین نوع فسیل روی زمین است، به ما می‌گوید که چگونه اکوسیستم‌ها دربرابر انقراض نانوپلانکتون‌ها پاسخ داده‌اند. تغییر در تنوع و فراوانی پلانکتون‌هایی که زمانی در بخش بالایی اقیانوس زندگی می‌کردند، نشان‌دهنده‌ی تغییرات محیطی است که طی هزاران سال پس از برخورد سیارک با زمین اتفاق افتاده است. پژوهشگران یک هسته‌ی پیوسته از رسوبات عمق دریا را از اقیانوس آرام استخراج کردند. آن‌ها برای مطالعه‌ی ۱۳ میلیون سال نخست پس از انقراض جمعی، نمونه‌ای از فسیل‌ها را با فواصل ۱۳ هزار ساله جمع‌آوری کردند. درمجموع، فراوانی، تنوع و اندازه‌ی سلولی بیش از ۷۰۰ هزار نمونه فسیل اندازه‌گیری شد که احتمالا بزرگ‌ترین مجموعه داده‌ی فسیلی است که تاکنون از یک منطقه‌ی واحد به دست آمده است.

دو میلیون سال برای ثبات، ۱۰ میلیون سال برای تنوع

داده‌های فسیلی نشان می‌داد که احتمالا پلانکتون‌های فتوسنتزکننده‌ی گیاه‌مانندی طی چندین هزار سال پس از انقراض، مجددا شکوفا شدند. اگرچه اولین جوامع بسیار بی‌ثبات بوده و تنها از چندین گونه با اندازه‌ی سلولی بسیار کوچک تشکیل شده بودند.

اسکلت‌های کلسیتی پلانکتون‌های بزرگ‌تر در بستر دریا می‌افتد، اما اسکلت‌های این موجودات ریزتر چندان به کف دریا نمی‌رسید و در همان بخش بالای اقیانوس به‌وسیله‌ی پلانکتون‌های گرسنه مورد مصرف قرار می‌گرفت. تشکیل جوامعی با اندازه‌ی سلولی بزرگ‌تر حدود دو میلیون سال طول کشید و سپس انتقال کربن به بستر اقیانوس، به سطوح قبل از انقراض بازگشت. تا این زمان، تعداد گونه‌های مختلف پلانکتون نیز افزایش یافته بود. این تنوع ژنتیکی به آن‌ها اجازه داد تا در زیستگاه‌های اقیانوسی گسترش بیشتری پیدا کنند. آن‌ها دربرابر تغییرات محیطی انعطاف‌پذیری بیشتری به دست آوردند و اساس مطمئنی را در پایه‌ی زنجیره غذایی اقیانوس‌ها تشکیل دادند. این ثبات، از گسترش در فراوانی و تنوع پلانکتون‌های بزرگ‌تر، ماهی‌ها، پستانداران و پرندگان وابسته به این منابع غذایی حمایت کرد. اگرچه طی دو میلیون سال پس از انقراض، این اکوسیستم‌ها پایداری و انعطاف‌پذیری سابق خود را به دست آوردند اما بازگشت گونه‌ها به شمار قبلی خود، هشت میلیون سال دیگر طول کشید.

پوسته‌های کلسیتی میکروپلانکتون‌ها از صفحات درهم‌فرورفته‌ی کوچکی تشکیل شده است. گونه‌هایی که از برخورد سیارک جان سالم به در بردند، نسبت‌به گونه های جدیدی که به‌جای گونه‌های منقرض‌شده پدید آمدند، بسیار بزرگ‌تر بودند

هشداری از گذشته

اکوسیستم‌هایی دریایی امروزی نیز به اندازه‌ی گذشته به پلانکتون‌ها وابسته‌اند. مطالعات نشان می‌دهد که جمعیت پلانکتون‌های امروزی در حال کاهش بوده و این کاهش در مواردی حتی به ۴۰ درصد می‌رسد و ۷۰ درصد از گونه‌ها در حال مهاجرت به‌سوی قطب‌ها هستند. ما هنوز کاملا نمی‌دانیم که چگونه گونه‌های پلانکتون ممکن است منقرض شوند اما رکوردهای فسیلی نشان می‌دهد که انقراض با تغییرات اقلیمی شکل می‌گیرد. اگر ما همچنان انتشار کربن و مداخله در اکوسیستم‌های دریایی را ادامه دهیم، یک عامل مهم درگیر در جذب کربن و تامین‌کننده‌ی غذا را از دست می‌دهیم. میلیون‌ها سال طول می‌کشد تا اکوسیستم به شکل طبیعی خود بازگردد.