BAGIKAN
Pelapukan batuan, seperti batu gamping di Taman Nasional Hutan Batu di Cina, memiliki kandungan nitrogen yang signifikan. (Getty)

Selama berabad-abad, ilmu yang berlaku telah menunjukkan bahwa semua nitrogen di Bumi tersedia untuk tanaman berasal dari atmosfer. Tapi sebuah studi dari University of California, Davis, menunjukkan bahwa lebih dari seperempat Nitrogen berasal dari batuan dasar Bumi.

Penelitian , yang dipublikasikan di jurnal Science, menemukan bahwa hingga 26 persen nitrogen di ekosistem alami bersumber dari batu, dengan fraksi yang tersisa dari atmosfer.

Sebelum studi ini, asal nitrogen ke dalam sistem lahan global tidak diketahui. Penemuan ini dapat sangat meningkatkan proyeksi perubahan iklim, yang bergantung pada pemahaman siklus karbon. Sumber nitrogen yang baru diidentifikasi ini juga dapat mengumpan siklus karbon di darat, memungkinkan ekosistem untuk menarik lebih banyak emisi keluar dari atmosfer, kata para penulis.

“Studi kami menunjukkan bahwa pelapukan nitrogen adalah sumber nutrisi yang signifikan secara global untuk tanah dan ekosistem di seluruh dunia,” kata penulis pendamping Ben Houlton,  “Ini bertentangan dengan paradigma berabad-abad yang telah meletakkan landasan bagi ilmu lingkungan. Kami pikir bahwa nitrogen memungkinkan hutan dan padang rumput untuk menyerap lebih banyak emisi CO2 bahan bakar fosil daripada yang diperkirakan sebelumnya. ”

Pelapukan adalah kunci  

Ekosistem membutuhkan nitrogen dan nutrisi lain untuk menyerap polusi karbon dioksida, dan ada jumlah terbatas yang tersedia dari tumbuhan dan tanah. Jika sejumlah besar nitrogen berasal dari batu, ini membantu menjelaskan bagaimana ekosistem alami seperti hutan boreal mampu mengambil karbon dioksida tingkat tinggi.

Hutan boreal, Kanada
Hutan konifera boreal terletak di sebelah utara Taman Nasional Fundy Kanada di New Brunswick. (Getty)  

Tapi tidak semua batu bisa melepaskan nitrogen. Ketersediaan nitrogen batuan  ditentukan oleh pelapukan, yang dapat bersifat fisik, seperti melalui gerakan tektonik, atau kimia, seperti ketika mineral bereaksi dengan air hujan.

Itu terutama mengapa pelapukan batuan nitrogen bervariasi di berbagai wilayah dan lanskap. Studi ini mengatakan bahwa wilayah besar Afrika tidak memiliki batuan dasar yang kaya nitrogen sementara lintang utara memiliki tingkat pelapukan nitrogen batuan tertinggi. Daerah pegunungan seperti Himalaya dan Andes diperkirakan menjadi sumber signifikan pelapukan batuan nitrogen, mirip dengan pentingnya kawasan tersebut terhadap tingkat pelapukan global dan iklim. Padang rumput, tundra -daerah tanpa phon, gurun dan hutan juga mengalami tingkat pelapukan nitrogen batuan yang cukup besar.

Geologi dan penyerapan karbon

Memetakan profil nutrisi di bebatuan agar potensinya menyerap karbon dapat membantu mendorong pertimbangan konservasi. Daerah dengan tingkat pelapukan nitrogen batuan yang lebih tinggi mungkin dapat menyerap lebih banyak karbon.

“Geologi mungkin memiliki kontrol besar atas sistem mana yang dapat mengambil karbon dioksida dan mana yang tidak,” kata Houlton. “Ketika berpikir tentang penyerapan karbon, geologi planet ini dapat membantu mengarahkan keputusan kita tentang apa yang kita lestarikan.”

Kesenjangan misterius

Pekerjaan ini juga menjelaskan “kasus nitrogen yang hilang.” Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mengakui bahwa nitrogen lebih banyak terakumulasi di tanah dan tumbuhan daripada yang dapat dijelaskan oleh atmosfer saja, tetapi mereka tidak dapat menentukan apa yang hilang.

ilmuwan sampel tanah dan batu
 Scott Morford, mengumpulkan tanah dan batuan dasar untuk mengukur masukan geologis nitrogen ke hutan. (Credit: Scott L. Morford / UC Davis)

“Kami menunjukkan bahwa paradoks nitrogen tertulis dalam batu,” kata penulis co-terkemuka, Scott Morford, seorang mahasiswa pascasarjana UC Davis pada saat penelitian. “Ada cukup nitrogen di bebatuan, dan itu cukup cepat rusak untuk menjelaskan kasus-kasus di mana ada celah misterius ini.”

Dalam pekerjaan sebelumnya, tim peneliti menganalisa sampel batuan kuno yang dikumpulkan dari Pegunungan Klamath di California Utara untuk menemukan bahwa bebatuan dan pepohonan di sekitarnya menyimpan nitrogen dalam jumlah besar. Dengan studi saat ini, para penulis membangun pekerjaan itu, menganalisis keseimbangan nitrogen planet, proksi geokimia dan membangun model pelapukan nitrogen spasial untuk menilai ketersediaan nitrogen batuan dalam skala global.

Para peneliti mengatakan pekerjaan itu tidak memiliki implikasi langsung bagi petani dan tukang kebun, yang sangat bergantung pada nitrogen dalam bentuk alami dan sintetis untuk menanam makanan. Pekerjaan yang lalu telah menunjukkan bahwa beberapa nitrat latar belakang dalam air tanah dapat ditelusuri kembali ke sumber-sumber batu, tetapi penelitian lebih lanjut diperlukan untuk lebih memahami seberapa banyak.

Menulis ulang buku teks

“Hasil ini akan membutuhkan penulisan ulang buku teks,” kata Kendra McLauchlan ,direktur program di Divisi Biologi Lingkungan, yang mendanai penelitian tersebut. “Meskipun ada petunjuk bahwa tanaman dapat menggunakan nitrogen yang berasal dari batuan, penemuan ini menghancurkan paradigma bahwa sumber utama nitrogen yang tersedia adalah atmosfer. Nitrogen adalah nutrisi pembatas terpenting di Bumi dan polutan berbahaya, jadi penting untuk memahami kontrol alami pada pasokan dan permintaannya. Manusia saat ini tergantung pada nitrogen atmosfer untuk menghasilkan cukup pupuk untuk mempertahankan pasokan makanan dunia. Penemuan sebesar ini akan membuka era baru penelitian tentang nutrisi penting ini.”