Satu milenia yang lalu, para petani kuno membabat lahan untuk menanam gandum dan jagung, kentang dan labu. Mereka mengairi ladang untuk menanam padi. Mereka mulai memelihara ternak. Dan tanpa sadar, mereka mungkin telah mengubah iklim Bumi secara mendasar.
Sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal Scientific Reports memberikan bukti baru bahwa praktik pertanian kuno menyebabkan peningkatan emisi atmosfer dari gas karbon dioksida dan metana yang memerangkap panas – kenaikan yang terus berlanjut sejak itu, tidak seperti tren pada waktu lain dalam sejarah geologi Bumi.
Ini juga menunjukkan bahwa tanpa pengaruh dari para petani pendahulu ini, sejak awal Revolusi Industri, maka planet ini kemungkinan akan menuju zaman es yang lain.
“Kalau bukan karena pertanian awal, iklim Bumi akan jauh lebih dingin hari ini,” kata penulis utama, Stephen Vavrus, seorang ilmuwan senior di Universitas Wisconsin-Madison. “Akar pertanian kuno menghasilkan karbon dioksida dan metana yang cukup untuk memengaruhi lingkungan.”
Temuan ini didasarkan pada model iklim canggih yang membandingkan periode waktu geologi saat ini, yang disebut Holocene, ke periode yang sama 800.000 tahun yang lalu. Mereka menunjukkan periode sebelumnya, yang disebut MIS19, 1.3 derajat Celcius lebih dingin secara global daripada waktu yang setara di Holocene, sekitar tahun 1850 – awal Revolusi Industri. Efek ini akan lebih terasa seperti di Arktik, di mana model menunjukkan suhu -13 hingga -12 derajat Celcius lebih dingin.
Menggunakan rekonstruksi iklim berdasarkan data inti es, model ini juga menunjukkan bahwa sementara MIS19 dan Holocene dimulai dengan konsentrasi karbon dioksida dan metana yang sama, MIS19 terlihat penurunannya stabil secara keseluruhan di kedua gas rumah kaca. Sementara, Holocene berbalik arah 5.000 tahun yang lalu, mencapai konsentrasi puncak dari kedua gas rumah kaca pada tahun 1850. Para peneliti dengan sengaja memotong model pada awal Revolusi Industri, ketika sumber emisi gas rumah kaca menjadi jauh lebih besar.
Untuk sebagian besar sejarah 4,5 miliar tahun Bumi, iklimnya sebagian besar telah ditentukan oleh fenomena alam yang dikenal sebagai siklus Milankovitch, perubahan periodik dalam bentuk orbit Bumi di sekitar matahari – yang berfluktuasi dari lebih melingkar menjadi lebih elips – dan cara bagaimana Bumi bergetar dan kemiringan yang dibentuk terhadap sumbunya.
Para astronom dapat menghitung siklus ini dengan presisi dan mereka juga dapat mengamatinya dalam catatan geologis dan paleoecological. Siklus memengaruhi di mana sinar matahari didistribusikan di planet ini, mengarah ke periode glasial dingin atau zaman es serta periode interglasial yang lebih hangat. Periode glasial terakhir berakhir sekitar 12.000 tahun yang lalu dan Bumi sejak itu berada di Holocene, periode interglasial. Holocene dan MIS19 berbagi karakteristik siklus Milankovitch yang sama.
Semua periode interglasial lainnya yang telah dipelajari para ilmuwan, termasuk MIS19, dimulai dengan tingkat karbon dioksida dan metana yang lebih tinggi, yang secara bertahap menurun selama ribuan tahun, yang mengarah ke kondisi yang lebih dingin di Bumi. Pada akhirnya, kondisi mendingin hingga titik di mana glasiasi dimulai.
Lima belas tahun yang lalu, rekan penulis studi William Ruddiman, dari University of Virginia, sedang mempelajari metana dan karbon dioksida yang terperangkap di es Antartika yang berasal dari puluhan ribu tahun yang lalau ketika ia mengamati sesuatu yang tidak biasa.
“Saya memperhatikan bahwa konsentrasi metana mulai berkurang sekitar 10.000 tahun yang lalu dan kemudian berbalik arah 5.000 tahun yang lalu dan saya juga mencatat bahwa karbon dioksida juga mulai berkurang sekitar 10.000 tahun yang lalu dan kemudian berbalik arah sekitar 7.000 tahun yang lalu,” kata Ruddiman. “Ini mengingatkan saya bahwa ada sesuatu yang aneh tentang interglasial ini … satu-satunya penjelasan yang saya bisa dapatkan adalah pertanian awal, yang menempatkan gas rumah kaca ke atmosfer dan itu adalah awal dari semuanya.”
Ruddiman menamakan ini sebagai Hipotesis Antropogenik Awal dan terdapat kecocokan dengan sejumlah penelitian yang baru-baru ini muncul. Mereka mendokumentasikan deforestasi yang meluas di Eropa mulai sekitar 6.000 tahun yang lalu, munculnya pemukiman pertanian besar di Cina 7.000 tahun yang lalu, ditambah penyebaran sawah – sumber metana yang kuat – di seluruh Asia Timur Laut sekitar 5.000 tahun yang lalu.
Ruddiman dan yang lain juga telah bekerja untuk menguji hipotesis. Dia telah bekerja sama dengan Vavrus, seorang ahli dalam pemodelan iklim, selama bertahun-tahun dan studi terbaru mereka menggunakan Model Model Iklim Komunitas 4 untuk mensimulasikan apa yang akan terjadi di Holocene jika bukan untuk pertanian manusia. Ini menawarkan resolusi yang lebih tinggi daripada model iklim yang digunakan oleh tim sebelumnya dan memberikan wawasan baru ke dalam proses fisik yang mendasari glasiasi.
Misalnya, dalam simulasi MIS19, glasial dimulai dengan pendinginan yang kuat di Arktik dan perluasan es laut berikutnya dan tutupan salju di sepanjang tahun. Model ini menunjukkan permulaannya di daerah yang dikenal sebagai kepulauan Kanada, yang meliputi Pulau Baffin, di mana suhu musim panas turun lebih dari -15 derajat Celcius.
“Ini sesuai dengan bukti geologis,” kata Vavrus.
Hari ini, Arktik sedang memanas. Tetapi sebelum kita memuji para petani kuno yang telah secara tidak sengaja menghindarkan kedinginan global, Vavrus dan Ruddiman mengingatkan bahwa perubahan mendasar pada siklus iklim global kita adalah wilayah yang belum dipetakan.
“Orang-orang mengatakan (pekerjaan kami) mengirimkan pesan yang salah, tetapi ilmu pengetahuan membawa Anda ke mana saja,” kata Vavrus. “Segalanya jauh lebih rusak sekarang, 2.000 tahun terakhir telah berada di luar batas-batas alam, kita jauh melampaui apa yang bersifat alami.”
Kenyataannya adalah, kita tidak tahu apa yang terjadi selanjutnya. Dan gletser telah lama berfungsi sebagai sumber utama air tawar di Bumi.
“Ada kesepakatan yang cukup baik di komunitas ilmuwan iklim bahwa kita telah menghentikan glasiasi berikutnya untuk masa depan yang panjang dan mendatang, karena bahkan jika kita berhenti menempatkan karbon dioksida ke atmosfer, apa yang kita miliki sekarang akan tetap hidup,” kata Ruddiman. “Fakta yang fenomenal adalah, kita mungkin telah menghentikan siklus utama iklim Bumi dan kita terjebak dalam interglasial yang lebih hangat dan lebih hangat dan lebih hangat…”
