Sains & Teknologi

Perubahan Iklim Membuat Lautan Menghasilkan CO2, Ilmuwan Memperingatkan

Meskipun laut merupakan penyerap karbon terbesar saat ini, penemuan baru melaporkan bahwa lautan mungkin menjadi penghasil karbon yang besar dengan iklim yang lebih hangat. Lautan yang lebih hangat kehilangan sebagian kemampuannya untuk menyimpan karbon, yang akan mempercepat laju regenerasi CO2 di banyak wilayah di dunia. Ini selanjutnya akan mengurangi kemampuan laut untuk menyimpan karbon, penulis studi menjelaskan.

Gambaran umum jaring makanan mikroba laut. Sumber: Science Magazine

Studi ini menunjukkan bahwa regenerasi CO2 mungkin menjadi lebih cepat di banyak wilayah di dunia di saat lautan menghangat dengan perubahan iklim. Lautan menghangat membuat bakteri berkembang lebih cepat. Hal ini dapat mengurangi kemampuan laut untuk menjaga karbon agar tetap terkunci di laut dalam. Studi ini menunjukkan bahwa dalam banyak kasus, bakteri mengkonsumsi lebih banyak plankton di kedalaman yang lebih dangkal dari perkiraan sebelumnya. Kondisi lingkungan seperti ini akan meluas seiring kenaikan suhu air laut. Studi ini dipublikasikan di jurnal Proceedings of National Academy of Sciences .

“Hasil penelitian memberitahu kita bahwa pemanasan global akan menyebabkan daur ulang karbon terjadi lebih cepat di banyak wilayah, dan itu berarti lebih sedikit karbon yang akan mencapai lautan dalam dan disimpan di sana,” kata rekan penulis studi Robert Anderson, ahli kelautan di Lamont-Doherty Earth Observatory, Universitas Columbia. .

Para ilmuwan percaya bahwa plankton menghasilkan sekitar 40 miliar hingga 50 miliar ton karbon organik padat setiap tahun. Mereka memperkirakan bahwa, tergantung pada wilayah dan kondisinya, sekitar 8 miliar hingga 10 miliar ton plankton berhasil tenggelam dari permukaan laut ke kedalaman yang lebih besar, melewati kedalaman sekitar 100 meter, tanpa dimakan oleh bakteri. Namun, karena para ilmuwan belum mengetahui di kedalaman berapa CO2 dalam porses respirasi dikembalikan ke atmosfer, maka studi ini dilakukan. Studi baru ini memusatkan perhatian pada pertanyaan ini, dan membawa hasil yang mengejutkan.

Menggunakan data dari pelayaran penelitian 2013 dari Peru ke Tahiti, para ilmuwan mengamati dua wilayah berbeda: perairan yang kaya nutrisi dan sangat produktif di Amerika Selatan, dan perairan yang sebagian besar tidak subur yang berputar perlahan di laut tengah di bawah garis khatulistiwa dalam satu set, arus yang dikenal sebagai South Pacific Gyre.

Untuk mengukur seberapa dalam partikel organik tenggelam para peneliti memompakan sejumlah besar air laut pada kedalaman yang berbeda dan menyaringnya. Dengan menggunakan isolasi partikel karbon organik dan isotop dari elemen thorium, mereka menghitung jumlah karbon yang tenggelam pada setiap kedalaman pada sampel yang diambil.

Di zona subur, oksigen digunakan dengan cepat di dekat permukaan, karena bakteri dan organisme lain melahap bahan organik. Pada kedalaman sekitar 150 meter, kandungan oksigen mencapai mendekati nol, menghentikan aktivitas aerobik. Begitu bahan organik mencapai lapisan ini, yang disebut zona minimum oksigen (OMZ), maka bahan organik ini dapat tenggelam tanpa tersentuh ke laut yang lebih dalam. OMZ dengan demikian membentuk semacam tutup pelindung terhadap segala bahan organik yang tenggelam melewatinya. Di kedalaman, kadar oksigen meningkat lagi dan bakteri aerob dapat kembali bekerja; namun, setiap CO2 yang diproduksi akan membutuhkan waktu berabad-abad untuk kembali ke udara melalui arus naik.

Sampai sekarang, banyak ilmuwan berpikir bahwa banyak bahan organik yang diproduksi di dekat permukaan melalui lapisan OMZ, dan percaya regenerasi CO2 terjadi di laut dalam. Namun, pengukuran para peneliti menunjukkan bahwa sebenarnya hanya sekitar 15 persen yang berhasil sejauh ini; sisanya dikonversi kembali ke CO2 di atas lapisan OMZ.

Jalur pelayaran dan konsentrasi oksigen terlarut di lautan dalam studi.
( A ) Jalur pelayaran TN303 yang menunjukkan lokasi stasiun dan 2013 setiap tahun rata-rata spektrometer pencitraan resolusi sedang moderat yang diturunkan dari satelit (NPP) dari model produktivitas yang digeneralisasi secara vertikal ( 3 ). Lokasi penyebaran perangkap sedimen historis yang disebutkan dalam teks ditampilkan sebagai bintang. ( B ) Konsentrasi oksigen terlarut (μmol / kg) pada bagian GP16.. Sumber: PNAS

Para peneliti menunjukkan bahwa proses yang mereka pelajari hanya bagian dari siklus karbon lautan. Reaksi fisik dan kimiawi yang tidak tergantung pada biologi, bertanggung jawab atas banyak pertukaran karbon antara atmosfer dan lautan, dan proses-proses ini dapat berinteraksi secara biologi dengan cara yang kompleks dan tidak dapat diprediksi. Informasi dalam studi ini bermanfaat dalam membuat model perkiraan yang lebih baik tentang dampak pemanasan global di masa depan.

Publikasi Ilmiah: Proceedings of National Academy of Sciences .