Periset telah menemukan lapisan es di belahan bumi utara menyimpan sejumlah besar merkuri alami, sebuah temuan yang memiliki implikasi signifikan bagi kesehatan manusia dan ekosistem di seluruh dunia.
Dalam sebuah studi baru , para ilmuwan mengukur konsentrasi merkuri di inti permafrost dari Alaska dan memperkirakan berapa banyak merkuri telah terjebak di permafrost di utara khatulistiwa sejak Zaman Es terakhir.
[Permafrost adalah tanah yang berada di titik beku pada suhu 0 °C. Permafrost umumnya terletak di lintang tinggi (yaitu tanah dekat dengan kutub utara dan selatan), biasanya terbentuk dalam iklim dengan suhu udara rata-rata tahunan kurang dari titik beku air].
Studi ini mengungkapkan tanah permafrost utara adalah reservoir merkuri terbesar di planet ini, menyimpan hampir dua kali lebih banyak merkuri seperti semua tanah lainnya, laut dan atmosfer digabungkan.
Studi baru ini diterbitkan di Geophysical Research Letters, sebuah jurnal American Geophysical Union.
“Penemuan ini adalah pembawa perubahan,” kata Paul Schuster, seorang ahli hidrologi di US Geological Survey di Boulder, Colorado dan penulis utama studi baru ini. “Kami telah mengukur genangan merkuri yang belum pernah dilakukan sebelumnya, dan hasilnya memiliki implikasi yang mendalam untuk memahami siklus merkuri global secara lebih baik.”
Suhu udara yang hangat karena perubahan iklim dapat mencairkan banyak lapisan permafrost yang ada di belahan bumi utara. Lelehan permafrost ini bisa melepaskan sejumlah besar merkuri yang berpotensi mempengaruhi ekosistem di seluruh dunia.
Merkuri terakumulasi dalam rantai makanan akuatik dan terestrial, dan memiliki efek neurologis dan reproduksi yang berbahaya pada hewan.
“Tidak akan ada masalah lingkungan jika semuanya tetap membeku, tapi kita tahu Bumi semakin panas,” kata Schuster. “Meskipun pengukuran tingkat pencairan lapisan es bukan merupakan bagian dari penelitian ini, pencairan permafrost memberikan potensi merkuri untuk dilepaskan – itu hanya sifat fisika.”
Temuan baru ini memiliki implikasi besar untuk memahami bagaimana Bumi menyimpan merkuri dan kesehatan manusia dan lingkungan, menurut James Shanley, seorang ahli hidrologi penelitian di Survei Geologi AS di Montpelier, Vermont, yang tidak terlibat dalam penelitian baru ini.
“Penelitian ini sangat baru dan membuat penemuan besar di daerah yang sebelumnya agak diabaikan,” kata Shanley. “Ini menunjukkan permafrost mewakili sumber merkuri yang sangat besar, dan jika mencair karena perubahan iklim, merkuri dapat dilepaskan dan dapat secara signifikan menambah beban merkuri global.”
Menangani pertanyaan yang tidak diketahui
Merkuri alami yang ditemukan di atmosfer berikatan dengan bahan organik di dalam tanah, terkubur oleh sedimen, dan menjadi beku dalam lapisan es, dimana ia tetap terjebak selama ribuan tahun kecuali dilepaskan oleh perubahan seperti pencairan lapisan es.
Tim Schuster menentukan jumlah total merkuri yang dikurung di permafrost dengan menggunakan data lapangan. Antara tahun 2004 dan 2012, penulis penelitian mengebor 13 inti tanah permafrost dari berbagai tempat di Alaska, dan mengukur jumlah total merkuri dan karbon di masing-masing inti.
Mereka memilih situs dengan beragam karakteristik tanah untuk mewakili permafrost terbaik yang ditemukan di sekitar belahan bumi utara.
Schuster dan rekan-rekannya menemukan pengukuran mereka konsisten dengan data merkuri yang dipublikasikan di tanah non-permafrost dan permafrost dari ribuan situs lainnya di seluruh dunia.
Mereka kemudian menggunakan nilai yang mereka amati untuk menghitung jumlah total merkuri yang tersimpan di permafrost di belahan bumi utara dan membuat peta konsentrasi merkuri di wilayah tersebut.
Studi tersebut menemukan sekitar 793 gigagrams, atau lebih dari 15 juta galon, merkuri dibekukan di tanah permafrost utara. Itu kira-kira 10 kali jumlah emisi merkuri yang disebabkan manusia selama 30 tahun terakhir, berdasarkan perkiraan emisi dari 2016.
Studi tersebut juga menemukan bahwa semua tanah beku dan terburai di daerah permafrost utara mengandung 1.656 gigagram merkuri, menjadikannya reservoir merkuri terbesar yang diketahui di planet ini.
Kolam ini menampung hampir dua kali lebih banyak merkuri seperti tanah di luar wilayah permafrost utara, samudra dan atmosfernya yang digabungkan.
Efek merkuri yang dilepaskan
Para ilmuwan masih belum yakin berapa banyak merkuri yang tersimpan akan mempengaruhi ekosistem jika lapisan es tersebut dicairkan.
Salah satu pertanyaan utama berkisar pada berapa banyak air raksa akan keluar dari tanah ke perairan sekitar, menurut Steve Sebestyen, seorang ahli hidrologi penelitian di USDA Forest Service di Grand Rapids, Minnesota, yang tidak terlibat dalam penelitian baru ini.
Jika merkuri diangkut melintasi perairan, itu bisa terbawa oleh mikroorganisme dan diubah menjadi methylmercury, katanya. Bentuk merkuri ini adalah racun berbahaya yang menyebabkan efek neurologis pada hewan mulai dari kerusakan motorik hingga cacat lahir.
“Ada aspek sosial dan kesehatan yang signifikan untuk penelitian ini,” kata Sebestyen. “Konsekuensi dari merkuri ini dilepaskan ke lingkungan berpotensi besar karena merkuri memiliki efek kesehatan pada organisme dan dapat melakukan perjalanan ke rantai makanan, yang berdampak buruk pada masyarakat asli dan masyarakat lainnya.”
Edda Mutter, direktur sains untuk Daerah Aliran Sungai Suku-Sungai Yukon, mengatakan bahwa studi baru ini menunjukkan pencairan permafrost dapat menimbulkan konsekuensi serius bagi ekosistem lokal dan masyarakat adat di belahan bumi utara.
“Masyarakat pedesaan di Alaska dan daerah utara lainnya memiliki gaya hidup subsisten, membuat mereka rentan terhadap methylmercury yang mencemari persediaan makanan mereka,” kata Mutter. “Sumber makanan penting bagi kesehatan spiritual dan budaya penduduk asli, jadi penelitian ini memiliki implikasi kesehatan dan ekonomi yang besar untuk wilayah dunia ini.”
Pelepasan merkuri juga bisa memiliki konsekuensi global yang luas, menurut Shanley. Merkuri yang dilepaskan ke atmosfer bisa menempuh jarak yang jauh dan bisa mempengaruhi masyarakat dan ekosistem ribuan mil jauhnya dari lokasi pelepasan, katanya.
Schuster percaya bahwa penelitian timnya memberi para pembuat kebijakan dan sejumlah ilmuwan baru untuk bekerja sama dan mengkalibrasi model mereka saat mereka mulai mempelajari fenomena baru ini secara lebih rinci.
Dia bermaksud untuk merilis pemodelan penelitian lain pelepasan merkuri dari permafrost karena perubahan iklim, dan mengatakan bahwa karya ini mengubah perspektif ilmuwan tentang siklus merkuri global.
“24 persen dari semua tanah di atas khatulistiwa adalah permafrost, dan memiliki sekumpulan besar merkuri yang terkunci,” katanya.
“Apa yang terjadi jika lapisan es mencair? Seberapa jauh merkuri akan berpindah pada rantai makanan? Ini adalah pertanyaan besar yang perlu kita jawab. “
