"Temuan ini menunjukkan bahwa respon Bumi jauh lebih dinamis dari yang kita duga dan menyoroti pentingnya umpan balik dalam siklus karbon."
Bumi mungkin dapat pulih dari meningkatnya emisi karbon dioksida dengan lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya, demikian menurut bukti dari peristiwa prasejarah hasil analisis tim yang dipimpin Universitas Purdue.
Ketika dihadapkan dengan tingkat tinggi karbon dioksida di atmosfer dan peningkatan suhu di masa 56 juta tahun yang lalu, Bumi meningkatkan kemampuannya menarik karbon dari udara. Hal ini menyebabkan pemulihan yang lebih cepat dari yang diperkirakan oleh banyak model siklus karbon – meskipun masih pada orde puluhan ribu tahun, kata Gabriel Bowen, profesor ilmu bumi dan atmosfer yang memimpin penelitian.
“Kami menemukan bahwa penambahan lebih dari setengah karbon dioksida telah ditarik kembali dari atmosfer dalam 30.000 sampai 40.000 tahun, sepertiga dari rentang waktu yang diperkirakan sebelumnya,” kata Bowen, yang juga adalah anggota Purdue Climate Change Research Center. “Kami masih belum tahu persis ke mana karbon ini pergi, tapi bukti menunjukkan bahwa hal itu adalah respon yang jauh lebih dinamis daripada model-model tradisional.”
Bowen bekerja sama dengan James Zachos, seorang profesor ilmu bumi dan planet di University of California, Santa Cruz, untuk mempelajari akhir Thermal Maksimum Palaeocene-Eosen, periode pemanasan global sepanjang sekitar 170.000 tahun, yang memiliki banyak fitur yang sama dengan situasi saat ini di dunia, katanya.
“Selama ini peristiwa prasejarah miliaran ton karbon dilepas ke atmosfer, laut dan biosfer, menyebabkan pemanasan sekitar 5 derajat Celcius,” kata Bowen. “Ini merupakan analog yang baik bagi karbon yang dilepaskan dari bahan bakar fosil saat ini.”
Para ilmuwan telah mengetahui peristiwa prasejarah ini selama 20 tahun, tapi bagaimana sistemnya pulih dan kembali ke tingkat atmosfer normal masih tetap menjadi misteri.
Bowen dan Zachos memeriksa sampel sedimen laut dan darat yang tersimpan selama peristiwa tersebut berlangsung. Tim riset mengukur tingkat dua jenis atom karbon, isotop karbon-12 dan karbon-13. Rasio perubahan isotop karbon dioksida ini terambil dari atau ditambahkan ke atmosfer selama pertumbuhan atau peluruhan bahan organik.
Tanaman lebih menyukai karbon-12 selama fotosintesis, dan ketika mereka mempercepat penyerapan karbon dioksida, hal itu menggeser rasio isotop karbon di atmosfer. Pergeseran ini kemudian terefleksi di dalam isotop karbon yang hadir di dalam mineral bebatuan yang dibentuk oleh reaksi yang melibatkan karbon dioksida atmosfer, kata Bowen.
“Tingkat perubahan isotop karbon dalam mineral bebatuan memberitahu kita seberapa cepat karbon dioksida ditarik dari atmosfer,” katanya. “Kita bisa melihat fluks karbon dioksida ke dan keluar dari atmosfer. Pada awal peristiwa ini, kami melihat pergeseran yang menunjukkan bahwa banyak karbon dioksida dari organik telah ditambahkan ke atmosfer, dan pada akhir peristiwa ini, kami melihat pergeseran yang menunjukkan bahwa banyak karbon dioksida diambil sebagai karbon organik dan dengan demikian terhapus dari atmosfer. ”
Makalah tim kerja yang didanai Nasional Science Foundation ini dipublikasikan dalam Nature Geoscience.
Sudah diduga bahwa pemulihan yang lambat dan cukup konstan mulai segera terjadi setelah kelebihan karbon memasuki atmosfer dan bahwa pelapukan batuan, yang disebut pelapukan silikat, menentukan waktu respon.
Karbon dioksida atmosfer yang bereaksi dengan mineral silikon berbasis bebatuan ditarik kembali dari udara dan ditangkap dalam produk akhir reaksi. Mekanisme ini memiliki korelasi langsung dengan jumlah karbon dioksida di atmosfer dan terjadi relatif lambat, kata Bowen.
Perubahan yang ditemukan Bowen dan Zachos selama Thermal Maksimum Palaeocene-Eosen melampaui efek yang diharapkan dari pelapukan silikat, katanya.
“Tampaknya terdapat jangka panjang tingkat karbon dioksida yang lebih tinggi di atmosfer yang diikuti dengan pemulihan yang singkat dan cepat ke tingkat normal,” katanya. “Selama pemulihan tersebut, tingkat di mana karbon ditarik dari atmosfir, pengurutannya lebih besar daripada pencairan lambat karbon yang diharapkan dari pelapukan silikat saja.”
Pertumbuhan biosfer yang cepat, diiringi penyebaran hutan, tanaman dan tanah kaya karbon untuk mengambil karbon dioksida yang berlebihan, bisa menjelaskan pemulihan yang cepat ini, kata Bowen.
“Perluasan biosfer merupakan salah satu mekanisme yang masuk akal untuk pemulihan cepat, tetapi untuk mengambil banyak karbon ini di hutan dan tanah harus terlebih dulu ada yang menjadi deplesi besar dari stok-stok karbon ini,” katanya. “Saat ini kami tidak tahu dari mana asalnya semua karbon yang menyebabkan peristiwa ini, dan hasil kami menunjukkan kesulitan yang menyebarkan peluruhan atau pembakaran sebagian besar benua biosfer yang mungkin terlibat.”
Pelepasan dari sumber yang berbeda, seperti gunung berapi atau sedimen dasar laut, mungkin yang memulai peristiwa tersebut, katanya.
“Pelepasan karbon dari biosfer mungkin telah terjadi sebagai umpan balik positif terhadap pemanasan,” kata Bowen. “Hutan mungkin telah kering, yang dapat menyebabkan kematian dan kebakaran hutan. Jika kita menempatkan iklim bumi di masa depan ke tempat di mana umpan balik mulai terjadi, maka kita bisa melihat tingkat percepatan perubahan iklim.”
Tim riset terus bekerja pada model baru tentang siklus karbon dan juga menyelidiki perubahan dalam siklus air selama Thermal Maksimum Palaeocene-Eosen.
“Kita perlu mencari tahu ke mana karbon tersebut pergi bertahun-tahun yang lalu untuk mengetahui ke mana ia bisa pergi di masa mendatang,” katanya. “Temuan ini menunjukkan bahwa respon Bumi jauh lebih dinamis dari yang kita duga dan menyoroti pentingnya umpan balik dalam siklus karbon.”
0 komentar:
Posting Komentar