Sebuah studi MIT baru menunjukkan bagaimana perubahan warna lautan Bumi dapat digunakan untuk memantau perubahan iklim dalam waktu yang relatif dekat.
Lautan bumi biasanya berwarna biru dan hijau. Sebuah studi MIT baru mengatakan warna-warna itu akan diintensifkan oleh perubahan iklim. Gambar melalui NASA Earth Observatory.
Lautan bumi telah diukur sebagai pemanasan karena perubahan iklim secara keseluruhan. Pemanasan yang sama ini memiliki efek lain yang diketahui di lautan Bumi, termasuk kerusakan terumbu karang. Plus, diketahui bahwa pemanasan laut menyebabkan pertumbuhan dan interaksi berbagai spesies fitoplankton, umumnya dikenal sebagai ganggang. Perubahan ganggang diperkirakan akan meningkat ketika suhu terus meningkat, dan - menurut hasil studi baru, dirilis 4 Februari 2019 - mereka juga akan memiliki efek tambahan, mungkin mengejutkan, yaitu: mengubah warna lautan Bumi.
Peneliti Massachusetts Institute of Technology (MIT) melaporkan temuan ini dalam makalah peer-review baru di Komunikasi Alam. NASA dan Departemen Energi membantu mendukung penelitian.
Dengan menggunakan model global yang mensimulasikan pola pertumbuhan dan interaksi berbagai spesies fitoplankton, dan juga mensimulasikan bagaimana fitoplankton menyerap dan memantulkan cahaya, para peneliti menemukan bahwa perubahan itu akan memengaruhi lautan itu sendiri dengan mengintensifkan warna air permukaan.
Studi ini menunjukkan bahwa lebih dari 50 persen air laut akan mengalami perubahan warna pada tahun 2100.
Di masa depan, para ilmuwan akan dapat melacak perubahan iklim dengan melihat bagaimana pengaruhnya terhadap fitoplankton dan perubahan warna yang dihasilkan dari lautan. Gambar melalui Wikimedia Commons.
Daerah biru, seperti subtropis, akan menjadi bahkan lebih biru, sebagai akibat dari kurang fitoplankton - dan kehidupan secara umum - di perairan itu, berbeda dengan hari ini. Air laut yang saat ini lebih hijau, seperti dekat kutub, bisa berubah bahkan lebih hijau, karena suhu yang lebih hangat menciptakan mekar fitoplankton yang lebih beragam. Seperti yang dijelaskan oleh penulis utama Stephanie Dutkiewicz dari MIT:
Model ini menyarankan perubahan tidak akan tampak besar dengan mata telanjang, dan lautan akan tetap terlihat seperti memiliki daerah biru di daerah subtropis dan lebih hijau di dekat khatulistiwa dan kutub. Pola dasar itu akan tetap ada.
Tapi itu akan cukup berbeda bahwa itu akan mempengaruhi sisa web makanan yang didukung fitoplankton.
Bagaimana para peneliti mencapai kesimpulan ini? Pertama, mereka ingin melihat apakah mereka dapat melihat efek perubahan iklim pada fitoplankton dengan melihat pengukuran satelit dari cahaya yang dipantulkan saja. Mereka memperbarui model komputer yang sebelumnya digunakan untuk memprediksi perubahan fitoplankton dengan meningkatnya suhu dan pengasaman laut, yang mengambil informasi tentang fitoplankton, termasuk apa yang mereka makan dan bagaimana mereka tumbuh, memasukkan informasi itu ke dalam model fisik yang mensimulasikan arus laut dan pencampuran.
Kemudian para peneliti memasukkan sesuatu yang baru, perkiraan panjang gelombang cahaya tertentu yang diserap dan dipantulkan oleh laut, tergantung pada jumlah dan jenis organisme di suatu wilayah.
Mekar ganggang laut difoto pada tahun 2011. Mekar tersebut cenderung memberi warna air kehijauan. Gambar melalui Wikimedia Commons.
Menurut Dutkiewicz:
Sinar matahari akan masuk ke lautan, dan apa pun yang ada di lautan akan menyerapnya, seperti klorofil. Hal-hal lain akan menyerap atau menyebarkannya, seperti sesuatu dengan cangkang keras. Jadi ini adalah proses yang rumit, bagaimana cahaya dipantulkan kembali dari lautan untuk memberikan warnanya.
Hasil tersebut kemudian dibandingkan dengan yang dari pengukuran cahaya yang dipantulkan dari satelit, dan hasilnya ditemukan sangat mirip. Kesamaan hasil cukup bahwa model baru dapat digunakan untuk memprediksi warna lautan di masa depan, karena perubahan iklim terus mengubah fitoplankton. Seperti Dutkiewicz catat:
Yang menyenangkan tentang model ini adalah, kita dapat menggunakannya sebagai laboratorium, tempat di mana kita dapat bereksperimen, untuk melihat bagaimana planet kita akan berubah.
Air Arktik berubah menjadi hijau oleh mekar fitoplankton. Gambar melalui Karen Frey / Clark University / NASA.
Para peneliti meningkatkan suhu global dalam model hingga 3 derajat Celcius (sekitar 6 derajat Fahrenheit) pada tahun 2100. Mereka menemukan bahwa panjang gelombang cahaya di gelombang biru / hijau merespons paling cepat. Jumlah kenaikan suhu itu adalah apa yang diprediksi para ilmuwan akan terjadi dalam skenario dengan sedikit aksi politik yang diambil untuk memerangi perubahan iklim dengan mengurangi gas rumah kaca. Mereka juga menemukan bahwa perubahan signifikan yang disebabkan oleh iklim dalam klorofil dapat terjadi pada tahun 2055, lebih awal dari yang diperkirakan sebelumnya.
Apa yang menciptakan warna lautan untuk memulai? Itu tergantung pada bagaimana sinar matahari berinteraksi dengan apa pun yang ada di air. Dengan sendirinya, molekul air menyerap hampir semua sinar matahari kecuali biru, itulah sebabnya laut terbuka akan tampak biru seperti yang terlihat dari luar angkasa. Tetapi air laut yang mengandung banyak fitoplankton akan tampak lebih hijau, karena fitoplankton mengandung klorofil, yang sebagian besar menyerap bagian biru dari spektrum sinar matahari. Lebih banyak lampu hijau yang dipantulkan kembali dari lautan, memberi warna hijau pada daerah yang kaya ganggang.
Perubahan jumlah klorofil mungkin karena perubahan iklim, tetapi tidak harus, kata Dutkiewicz:
Sebuah acara El Niño atau La Niña akan memunculkan perubahan klorofil yang sangat besar karena itu mengubah jumlah nutrisi yang masuk ke sistem. Karena perubahan besar dan alami ini yang terjadi setiap beberapa tahun, sulit untuk melihat apakah ada perubahan karena perubahan iklim, jika Anda hanya melihat klorofil.
Klorofil berubah, tetapi Anda tidak dapat melihatnya karena variabilitas alaminya yang luar biasa. Tetapi Anda dapat melihat perubahan signifikan terkait iklim di beberapa negara ini, dalam sinyal yang dikirim ke satelit. Jadi di situlah kita harus mencari dalam pengukuran satelit, untuk sinyal perubahan nyata.
Apa yang harus kita harapkan terjadi dalam waktu dekat? Seperti yang dijelaskan Dutkiewicz:
Akan ada perbedaan mencolok dalam warna 50 persen lautan pada akhir abad ke-21. Ini bisa berpotensi serius.Berbagai jenis fitoplankton menyerap cahaya secara berbeda, dan jika perubahan iklim mengubah satu komunitas fitoplankton ke komunitas lain, itu juga akan mengubah jenis jaring makanan yang dapat mereka dukung.
Topan Jose dilihat dari luar angkasa pada 2017. Diperkirakan pemanasan global kemungkinan akan menyebabkan badai yang lebih hebat. Air yang menghangat sudah memiliki efek buruk pada terumbu karang. Sekarang para ilmuwan mengatakan pemanasan lautan juga akan mengubah warna lautan Bumi di abad ini. Gambar melalui Earth Science dan Remote Sensing Unit / Johnson Space Center.
Intinya: Para ilmuwan telah mengukur pemanasan di lautan Bumi. Penelitian baru dari MIT menunjukkan bahwa pemanasan ini - di abad ini - akan meningkatkan intensitas warna lautan, melalui fitoplankton lautan. Perubahan itu akan membuat rona biru dan hijau lautan lebih hidup daripada saat ini. Perubahan tidak akan dapat dilihat mata di abad ini, tetapi itu akan cukup untuk mempengaruhi jaring makanan laut, yang didukung fitoplankton.
Sumber: tanda tangan warna laut dari perubahan iklim
Melalui Berita MIT
Kalender lunar EarthSky keren! Mereka membuat hadiah yang luar biasa. Pesan sekarang.