Sebuah studi baru yang diterbitkan di Nature Geoscience menunjukkan bahwa perubahan pada Lapisan Es Antartika Barat (WAIS) mengikuti dengan cermat pergeseran pertumbuhan alga laut di Samudra Selatan selama siklus glasial masa lalu. Namun, hubungan tersebut terungkap dengan cara yang mengejutkan dan menantang asumsi yang telah lama ada.
Inti dari penemuan ini adalah sedimen kaya zat besi yang terbawa ke laut oleh gunung es yang terlepas dari Antartika Barat.
Zat besi biasanya bertindak sebagai nutrisi yang mendukung pertumbuhan alga. Namun, ketika para ilmuwan memeriksa inti sedimen yang dikumpulkan pada tahun 2001 dari sektor Pasifik Samudra Selatan, yang diambil dari kedalaman lebih dari tiga mil di bawah permukaan laut, mereka menemukan bahwa kadar zat besi yang lebih tinggi tidak menyebabkan pertumbuhan alga yang lebih cepat.
“Biasanya, peningkatan pasokan zat besi di Samudra Selatan akan merangsang pertumbuhan alga, yang meningkatkan penyerapan karbon dioksida oleh lautan,” kata penulis utama Torben Struve dari Universitas Oldenburg. Struve bekerja sebagai peneliti pascadoktoral tamu pada tahun 2020 di Lamont-Doherty Earth Observatory, yang merupakan bagian dari Columbia Climate School.
Mengapa Penambahan Zat Besi Tidak Meningkatkan Pertumbuhan Alga?
Tim peneliti menelusuri hasil yang tak terduga ini ke sifat kimia sedimen yang dibawa oleh gunung es. Analisis mereka menunjukkan bahwa sebagian besar besi sangat “lapuk,” artinya telah mengalami perubahan kimia yang ekstensif dari waktu ke waktu. Selama periode hangat sebelumnya, ketika lebih banyak es terlepas dari Antartika Barat dan hanyut ke utara, besi yang masuk ke laut sering kali dalam bentuk yang sulit larut ini.
Karena alga tidak dapat dengan mudah menggunakan jenis zat besi ini, peningkatan pengiriman tidak menghasilkan pertumbuhan biologis yang lebih kuat.
Berdasarkan temuan ini, para peneliti menyimpulkan bahwa hilangnya lapisan es Antartika Barat secara terus-menerus dapat mengurangi kemampuan Samudra Selatan untuk menyerap karbon dioksida seiring dengan pemanasan iklim.
Bagaimana Zat Besi Biasanya Mendorong Penyerapan Karbon
Di perairan sekitar Antartika, zat besi seringkali membatasi pertumbuhan alga. Studi sebelumnya menunjukkan bahwa selama periode glasial, angin kencang mengangkut debu kaya zat besi dari benua ke laut. Di wilayah utara Garis Depan Kutub Antartika—batas tempat perairan dingin Antartika bertemu dengan perairan yang lebih hangat di utara—debu tersebut membantu menyuburkan alga.
Seiring dengan peningkatan populasi alga, Samudra Selatan menyerap lebih banyak karbon dioksida dari atmosfer. Peningkatan penyerapan karbon ini membantu memperkuat pendinginan global pada awal periode glasial.
Studi baru ini justru berfokus pada perairan di selatan Garis Depan Kutub Antartika. Di sana, bukti dari inti sedimen menunjukkan bahwa masukan besi tertinggi terjadi selama periode hangat, bukan selama periode glasial. Ukuran dan susunan partikel juga mengungkapkan bahwa sumber utama besi bukanlah debu, melainkan gunung es yang terlepas dari Antartika Barat.
“Ini mengingatkan kita bahwa kemampuan laut untuk menyerap karbon bukanlah sesuatu yang tetap,” kata penulis bersama Gisela Winckler, seorang profesor di Columbia Climate School dan ahli geokimia di Lamont-Doherty Earth Observatory.
Tanda-tanda Kehilangan Es Besar di Masa Lalu
Temuan ini juga memberikan wawasan tentang seberapa responsif Lapisan Es Antartika Barat terhadap kenaikan suhu. Struve mencatat bahwa beberapa studi terbaru menunjukkan penyusutan skala besar terjadi di wilayah ini selama periode interglasial terakhir sekitar 130.000 tahun yang lalu, ketika suhu global serupa dengan yang terlihat saat ini.
“Hasil penelitian kami juga menunjukkan bahwa banyak es yang hilang di Antartika Barat pada waktu itu,” kata Struve.
Saat lapisan es, yang mencapai ketebalan beberapa mil di beberapa daerah, pecah, ia menghasilkan sejumlah besar gunung es. Gunung es ini mengikis sedimen dari batuan dasar di bawah es dan melepaskannya ke laut saat mereka hanyut ke utara dan mencair. Catatan sedimen menunjukkan aktivitas gunung es yang sangat tinggi menjelang akhir periode glasial dan selama kondisi interglasial puncak.
Mengapa Bentuk Besi Itu Penting?
“Yang penting di sini bukan hanya seberapa banyak zat besi yang masuk ke laut, tetapi bentuk kimianya,” kata Winckler. “Hasil ini menunjukkan bahwa zat besi yang dibawa oleh gunung es bisa jauh kurang mudah diserap tubuh daripada yang diasumsikan sebelumnya, yang secara mendasar mengubah cara kita berpikir tentang penyerapan karbon di Samudra Selatan.”
Para peneliti menduga bahwa di bawah Lapisan Es Antartika Barat terdapat lapisan batuan yang sangat tua dan sangat lapuk. Setiap kali lapisan es menyusut selama periode interglasial sebelumnya, peningkatan aktivitas gunung es membawa sejumlah besar mineral lapuk ini ke Pasifik Selatan di dekatnya. Terlepas dari peningkatan masukan zat besi, pertumbuhan alga tetap terbatas.
“Kami sangat terkejut dengan temuan ini karena di wilayah Samudra Selatan ini, jumlah total masukan zat besi bukanlah faktor pengendali pertumbuhan alga,” kata Struve.
Apa Artinya Ini bagi Perubahan Iklim di Masa Depan?
Seiring berlanjutnya pemanasan global, penipisan lebih lanjut dari Lapisan Es Antartika Barat dapat menciptakan kembali kondisi yang mirip dengan yang terlihat selama periode interglasial terakhir.
“Berdasarkan apa yang kita ketahui sejauh ini, lapisan es tersebut kemungkinan besar tidak akan runtuh dalam waktu dekat, tetapi kita dapat melihat bahwa es di sana sudah menipis,” kata Struve.
Jika penyusutan terus berlanjut, gletser dan gunung es dapat mengikis lapisan batuan lapuk dengan lebih cepat. Proses ini dapat menurunkan penyerapan karbon di sektor Pasifik Samudra Selatan dibandingkan dengan saat ini, menciptakan umpan balik yang dapat semakin memperparah perubahan iklim.
About the Author
