BAGIKAN
dimitrisvetsikas1969/pixabay

Sebuah studi besar mengenai peristiwa perubahan iklim kuno yang mempengaruhi persentase signifikan dari lautan di bumi telah membawa perhatian tajam pada ‘tokoh penjahat’ yang kurang terkenal dalam pemanasan global: penipisan oksigen.

Studi tersebut, yang baru saja diterbitkan dalam Prosiding National Academy of Sciences ( PNAS ) yang bergengsi , meneliti periode pemanasan global sekitar 94 juta tahun yang lalu, ketika lautan menjadi tidak beroksigen.

Periode terkenal dalam sejarah geologi bumi ini, yang dikenal sebagai Oceanic Anoxic Event (OAE), lebih parah dan pada rentang waktu yang jauh lebih lama daripada perubahan saat ini. Tetapi telah memberi para ilmuwan mempelajari periode ini sebuah studi kasus ekstrem untuk membantu memahami bagaimana lautan dipengaruhi oleh emisi CO2 di atmosfer yang tinggi.

Rekan Penelitian Dr. Matthew Clarkson dan Profesor Claudine Stirling, dari Departemen Kimia di Universitas Otago (Selandia Baru), menerapkan alat baru revolusioner untuk memeriksa bagaimana lautan menanggapi perubahan iklim di masa lalu.

Profesor Tim Lenton, dari University of Exeter, mengembangkan sebuah model untuk menafsirkan data baru tersebut saat mengunjungi Universitas Otago. Model ini memungkinkan tim untuk mengukur berapa banyak karbon yang disuntikkan ke atmosfer untuk memicu masing-masing dua fase peristiwa anoksik samudera.

“Apa yang kami katakan adalah betapa rentannya sistem Bumi terhadap emisi karbon dioksida yang besar ke atmosfer – baik dari proses vulkanik atau aktivitas manusia,” kata Profesor Lenton. “Salah satu konsekuensi jangka panjang pemanasan adalah deoksigenasi laut – dengan konsekuensi parah bagi kehidupan laut.”

Para ilmuwan menggunakan teknik baru yang mengukur isotop uranium yang terjadi secara alami dari sedimen purba, yang dapat digunakan untuk memperkirakan kandungan oksigen laut, sehingga mengidentifikasi catatan geokimia kuno tentang berapa banyak samudera tersebut telah terdeoksigenasi jutaan tahun yang lalu ini. Mereka menerapkan teknik ini pada sedimen geologis yang pernah disimpan di laut dan sekarang dipelihara di daratan, di tebing putih di Selatan Inggris, dan juga di Italia.

Mereka menemukan bahwa mekanisme penggerak kejadian anoksik atau deoksigenasi ini mungkin merupakan rangkaian nutrisi, yang didorong oleh emisi CO2 yang tinggi dan suhu yang lebih hangat; dan bahwa ketika emisi CO2 berkurang, bersamaan dengan tingkat nutrisi, lautan global pulih untuk jangka waktu tertentu.

Profesor Stirling mengatakan kemampuan untuk memprediksi apa yang bisa terjadi, berkat kombinasi isotop uranium dan pemodelan, merupakan terobosan yang signifikan.

“Ini membantu kita memahami bagian yang hilang dari teka-teki, apa yang terjadi pada tingkat oksigen di lautan kita ketika mereka terkena peringatan global. Tingkat CO2 di atmosfer jauh lebih tinggi daripada sekarang, jadi kita tidak akan melihat tingkat ini berubah untuk waktu yang lama, tapi kita akan melihat urutan kejadian yang sama” katanya.

Kawasan deoksigenasi laut, yang dikenal sebagai “zona mati”, dapat ditemukan saat ini di sejumlah samudera di seluruh dunia seperti di bagian timur Samudra Pasifik, Atlantik dan Lautan Pasifik. “Zona mati” terjadi karena lebih sulit untuk melarutkan oksigen dalam air saat lautan hangat, dan juga lebih banyak oksigen digunakan selama pemecahan bahan biologis. Di zona ini ada sejumlah besar nutrisi, yang menyebabkan bahan organik dalam jumlah tinggi, dan karenanya lebih banyak oksigen yang habis. Beberapa nutrisi ini berasal dari air limpasan sungai, dan beberapa dari upwelling dari air laut dalam

Dr. Clarkson menjelaskan pentingnya penelitian ini:

“Dari penelitian seperti ilmuwan ini dapat menggambarkan hubungan antara peningkatan suhu global dan peningkatan tingkat cuaca global, yang mendorong masukan nutrisi yang tinggi ke laut.

“Hal ini menyebabkan produktivitas primer yang tinggi di lautan dan akhirnya hilangnya oksigen karena bahan organik terdegradasi oleh respirasi aerobik. Proses ini serupa dengan eutrofikasi, yang terjadi di berbagai danau dan sungai karena masukan pupuk, namun dalam kasus ini itu terjadi pada skala samudra global,” kata Dr. Clarkson.

“Dengan membandingkan data geokimia lainnya, dan mensimulasikan kejadian dengan model biogeokimia baru, kami menyajikan bukti kuat untuk hipotesis masukan nutrisi sebagai mekanisme penggerak anoksia (deoksigenasi).”

Kejadian ini kemungkinan besar disebabkan oleh meningkatnya emisi CO2 dari aktivitas gunung berapi, lebih dari ratusan ribu tahun yang lalu. Fauna laut sangat menderita selama peristiwa ini, meski tidak dianggap sebagai kepunahan massal besar dalam sejarah Bumi.

“Hal penting lainnya dari penelitian ini adalah bahwa kita dapat menempatkan perkiraan baru di area dasar laut yang menjadi anoksik, sekitar 8-15 persen, dibandingkan dengan hanya 0,3 persen di laut modern .

“Yang penting, sejumlah studi yang benar-benar independen, dengan metode yang sangat berbeda, menemukan hasil yang konsisten untuk Peristiwa Anoksik Kelautan. Ini membantu memberi kepercayaan pada para ilmuwan lebih jauh saat mencoba memahami warisan aktivitas manusia modern.”

Kejadian Anoksik Kelautan ini juga diperkirakan berlangsung selama sekitar 1 juta tahun, namun data baru tersebut juga menunjukkan untuk pertama kalinya bahwa lautan global secara singkat pulih di tengah peristiwa tersebut, sebelum kembali ke anoksia yang luas lagi.

“Pemulihan ini adalah hasil dari penurunan emisi CO2 dari sumber vulkanik, dan penghilangan karbon dari atmosfer oleh pelapukan dan penguburan bahan organik. Kedua proses ini diketahui membantu mengatur iklim global, yang bertindak sebagai mekanisme umpan balik negatif yang serupa dengan sebuah termostat, tapi butuh waktu lama.”