'Bom metana' di Arktik mungkin tidak akan meledak saat lapisan es mencair, menurut studi baru
Di Arktik, variabel utama perubahan iklim di masa depan ada di dalam tanah, yang tidak terlihat.
Mikroba di lapisan tanah tepat di atas lapisan es yang membeku memetabolisme karbon, mengubahnya menjadi karbon dioksida dan metana, gas rumah kaca yang jauh lebih kuat. Saat tanah memanas, semakin banyak karbon yang dilepaskan, sehingga berpotensi memicu putaran umpan balik pemanasan yang kadang-kadang disebut sebagai “bom metana.” Kini, penelitian baru terhadap mikroba yang hidup di tanah Arktik menunjukkan bahwa lingkaran setan seperti itu mungkin tidak bisa dihindari.
“Bisa jadi karena berbagai alasan, sistem ini tidak benar-benar menghasilkan metana yang kami yakini mampu mereka hasilkan,” kata Jessica Buser-Mudaseorang ahli mikrobiologi di Universitas Alaska Anchorage yang tidak berafiliasi dengan penelitian ini.
Mikroba dan metana
Sejak tahun 2010, sebuah konsorsium ilmuwan dari Eropa telah mengumpulkan sampel lapisan es di Kutub Utara, menggali lapisan atas tanah dan lapisan bawah tanah serta ke dalam tanah yang membeku secara permanen di bawahnya. Mengumpulkan sampel-sampel ini sulit dilakukan di wilayah utara dunia yang luas, terpencil, dan beku, tetapi kelompok tersebut mengambil sampel dari seluruh Kanada, Greenland, dan Siberia.
Dalam makalah baru tersebut, para peneliti melakukan analisis genom mikrobioma dari delapan permafrost pan-Arktik dan sampel tanah serta sampel permafrost yang utuh dan terdegradasi di dekat Fairbanks, Alaska. Mereka berfokus secara khusus pada mikroba, yang terdiri dari bakteri dan archaea, yang dapat dilepaskan atau dikonsumsi metanagas rumah kaca yang 30 kali lebih kuat dari karbon dioksida.
Ketika para peneliti melihat data tersebut, kejutan pertama datang dari kurangnya keragaman antara mikroba penghasil metana, atau metanogen, dan mikroba pemakan metana, atau metanotrof, kata rekan penulis studi. Tim Urichseorang ahli mikrobiologi di Universitas Greifswald di Jerman.
Di antara metanotrof, satu genus, Metilobaktermendominasi sampel di setiap lokasi. Bakteri ini ditemukan di seluruh Kutub Utara, sering kali hidup di lapisan tanah tepat di atas bakteri metanogen, dan mengonsumsi gas metana yang menggelembung dari bawah. Mengapa genus tunggal ini begitu sukses masih belum diketahui, kata Urich.
Analisis tersebut “benar-benar memerlukan studi tentang perwakilan klad spesifik ini secara lebih rinci untuk memahami ekofisiologi dan respons mereka terhadap perubahan kondisi di dalam tanah,” kata Urich.
Mungkin menjinakkan bom metana
Urich dan rekan penulisnya juga mengamati lokasi di mana lapisan es telah mencair, membandingkan lokasi basah dan kering. Lokasi dengan tanah yang basah kuyup menampung lebih banyak mikroba metanogenik, yang tumbuh subur dalam kondisi kekurangan oksigen. Sebaliknya, di lokasi kering, mikroba methanotrophic lebih unggul, terutama jenis mikroba yang memiliki kemampuan unik untuk mengambil metana dari udara dan mengubahnya menjadi karbon dioksida yang kurang kuat. Meskipun metanotrof fakultatif ini memiliki kemampuan untuk memetabolisme metana di atmosfer, para peneliti mencatat, mereka belum tentu melakukannya dalam praktiknya.
“Hal ini sangat bergantung pada nasib hidrologis tanah tersebut.”
Tim Urich, Universitas Greifswald
Apapun itu, kata Urich, hasilnya adalah Arktik yang lebih hangat dan kering mungkin merupakan keuntungan bagi perubahan iklim.
“Hal ini sangat bergantung pada nasib hidrologis tanah tersebut,” katanya.
Jika wilayah Arktik berada di wilayah yang kering, tanah di wilayah tersebut dapat menjadi tempat penyerap metana (walaupun tidak dalam jumlah besar) karena mikroba mulai menyedot gas dari udara. Mekanisme yang dijelaskan oleh Urich dan rekan-rekannya juga bukan satu-satunya potensi umpan balik metana yang negatif. Di sebuah makalah terbaru di dalam AGU MajuBuser-Young dan rekan penulisnya menemukan bahwa mikroba di Delta Sungai Tembaga Alaska yang menggunakan zat besi untuk metabolisme mereka mulai mengalahkan mikroba yang menghasilkan metana, sehingga berpotensi mengurangi emisi metana.
“Kami percaya bahwa hal ini berpotensi terjadi di mana pun terdapat gletser di dunia,” kata Buser-Young.
Hal yang jelas dari penelitian yang dilakukan oleh Urich adalah bahwa meskipun pencairan lapisan es di Arktik merupakan tanda nyata perubahan iklim, kontribusinya terhadap pemanasan tidak begitu terlihat, kata Bawang putih Kristenseorang ahli biogeokimia di Universitas Hamburg yang tidak terlibat dalam penelitian ini.
“Kami punya banyak surat kabar tentang ini bom metanakatanya. Saya pikir ini adalah penyederhanaan yang berlebihan atau perkiraan yang berlebihan mengenai pelepasan metana.
Masa depan metana masih belum pasti
Para peneliti masih terhambat oleh kurangnya data tentang perubahan Arktik.
Salah satu data penting yang dimiliki Urich adalah studi tentang ekofisiologi mikroba terkait metana yang ia dan rekan-rekannya temukan di tanah Arktik. Studi semacam ini akan memberikan lebih banyak data tentang bagaimana metabolisme mikroba berubah sebagai respons terhadap pemanasan suhu dan variasi tingkat oksigen.
Urich juga memperingatkan bahwa penelitiannya tidak mengukur tingkat pelepasan atau serapan metana dari tanah Arktik, sehingga menimbulkan pertanyaan mengenai dampak nyata mikroba terhadap lingkungan yang belum terjawab.
Knoblauch menegaskan kembali perlunya lebih banyak data, dan mencatat bahwa kita masih belum bisa mengatakan dengan pasti apakah masa depan Arktik akan lebih basah atau lebih kering dan dengan demikian seperti apa pelepasan metana nantinya.
“Kami punya banyak model dan banyak simulasi, tapi kami tidak punya banyak data di lapangan,” ujarnya. “Saya pikir pertanyaan besarnya adalah seberapa cepat bahan tersebut terurai, berapa banyak yang akan mencair dan masuk [what] waktu terurai dan kemudian dilepaskan, dan bagaimana sistem akan terpengaruh oleh perubahan vegetasi.”
Artikel ini awalnya diterbitkan pada Eos.org. Baca artikel asli.
