"Kita tahu laut secara alami melepaskan metana ke atmosfer, tetapi kita tidak perlu tahu berapa banyak." (Kredit: Josh Withers / Unsplash)

Penelitian baru menggunakan ilmu data untuk menentukan berapa banyak metana yang mengalir dari laut dan ke atmosfer setiap tahun.

Untuk memprediksi dampak emisi manusia, para peneliti membutuhkan gambaran lengkap dari siklus metana atmosfer. Mereka perlu mengetahui ukuran input-baik alami dan manusia-serta output. Mereka juga perlu tahu berapa lama metana berada di atmosfer.

Hasilnya, diterbitkan di Alam Komunikasi, mengisi celah yang sudah lama ada dalam penelitian siklus metana dan akan membantu para ilmuwan iklim menilai lebih baik tingkat gangguan manusia.

Setiap tiga tahun, sebuah kelompok ilmuwan iklim internasional disebut Global Carbon Project memperbarui apa yang dikenal sebagai anggaran metana. Anggaran metana mencerminkan kondisi pemahaman saat ini tentang input dan output dalam siklus metana global. Pembaruan terakhir adalah di 2016.

“Anggaran metana membantu kita menempatkan emisi metana manusia dalam konteks dan menyediakan dasar untuk menilai perubahan di masa depan, ”kata Tom Weber, asisten profesor Bumi dan ilmu lingkungan di University of Rochester. “Dalam anggaran metana masa lalu, lautan adalah istilah yang sangat tidak pasti. Kami tahu laut secara alami melepaskan metana ke atmosfer, tetapi kami tidak selalu tahu berapa banyak. ”

Menambah anggaran metana

Dalam anggaran metana, jika satu istilah tidak pasti, itu menambah ketidakpastian untuk semua istilah lainnya, dan membatasi kemampuan peneliti untuk memprediksi bagaimana sistem metana global dapat berubah. Karena alasan itu, menghasilkan perkiraan emisi metana lautan yang lebih akurat telah menjadi tujuan penting penelitian siklus metana selama bertahun-tahun.

Tetapi, kata Weber, “itu tidak mudah.” Karena lautan sangat luas, hanya sebagian kecil saja yang diambil sampelnya untuk metana, artinya data langka.

Untuk mengatasi keterbatasan ini, Weber dan Nicola Wiseman, mahasiswa pascasarjana di University of California, Irvine, mengumpulkan semua data metana yang tersedia dari laut dan memasukkannya ke dalam model pembelajaran mesin — algoritma komputer yang dirancang untuk pengenalan pola. Model-model ini mampu mengenali pola sistematis dalam data metana, yang memungkinkan para peneliti untuk memprediksi apa kemungkinan emisi, bahkan di wilayah di mana tidak ada pengamatan langsung telah dilakukan.

“Pendekatan kami memungkinkan kami untuk menghitung laju emisi laut global jauh lebih akurat daripada sebelumnya,” kata Weber.

Versi terbaru dari anggaran metana akan dirilis akhir tahun ini dan menggabungkan hasil dari makalah Weber, memberikan para peneliti pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana siklus metana di seluruh sistem Bumi.

Perairan dangkal dan fitoplankton

Selain berkontribusi pada pemahaman yang lebih baik tentang anggaran metana global, penelitian ini menghasilkan dua temuan menarik lainnya:

Pertama, perairan pantai yang sangat dangkal berkontribusi sekitar 50% dari total emisi metana dari lautan, meskipun hanya membentuk 5% dari luas lautan. Itu karena metana dapat merembes keluar dari reservoir gas alam di sepanjang batas benua dan dapat terjadi diproduksi secara biologis dalam sedimen anoksik (kehabisan oksigen) di dasar laut.

Di perairan dalam, metana kemungkinan akan teroksidasi karena ia menempuh rute panjang dari dasar laut ke atmosfer. Tetapi di perairan dangkal, ada rute cepat ke atmosfer dan metana lolos sebelum dioksidasi. Weber bekerja sama dengan John Kessler, seorang profesor ilmu bumi dan lingkungan di University of Rochester, untuk menyelesaikan ketidakpastian yang tersisa dalam emisi metana pantai dengan melakukan pelayaran penelitian dan mengembangkan model pembelajaran mesin lebih lanjut.

Kedua, metana menunjukkan pola spasial yang sangat mirip dengan kelimpahan fitoplankton, yang mendukung hipotesis kontroversial baru-baru ini bahwa plankton menghasilkan metana di permukaan laut. Sebelumnya, para ilmuwan percaya metana hanya dapat diproduksi dalam kondisi anoxic yang ditemukan di dasar lautan. "Bukti secara bertahap terakumulasi untuk membalikkan paradigma itu, dan makalah kami menambahkan bagian penting," kata Weber.

Setiap sumber alami metana juga cenderung peka terhadap perubahan iklim, dan penting bagi para peneliti untuk memiliki garis dasar yang akurat.

"Ada sejumlah alasan untuk meyakini bahwa lautan mungkin menjadi sumber metana yang lebih besar di masa depan, tetapi kecuali jika kita memiliki perkiraan yang baik tentang berapa banyak yang dipancarkannya saat ini, kita tidak akan pernah dapat mengidentifikasi perubahan di masa depan itu," Kata Weber.

Wiseman adalah mantan peneliti sarjana di University of Rochester. Dia dan Weber bekerja dengan Annette Kock di GEOMAR Helmholtz Center for Ocean Research di Jerman.

Sumber: University of Rochester

Buku terkait

Perubahan Iklim: Apa yang Harus Diketahui Setiap Orang

oleh Joseph Romm
Primer penting tentang apa yang akan menjadi masalah yang menentukan waktu kita, Perubahan Iklim: Apa yang Harus Diketahui Setiap Orang® adalah gambaran yang jelas tentang sains, konflik, dan implikasi dari planet kita yang memanas. Dari Joseph Romm, Kepala Penasihat Sains untuk National Geographic Tahun Hidup Dangerously seri dan salah satu dari "100 orang Rolling Stone yang mengubah Amerika," Perubahan iklim menawarkan jawaban yang ramah pengguna, dan ketat secara ilmiah terhadap pertanyaan paling sulit (dan biasanya dipolitisasi) seputar apa yang menurut ahli iklim Lonnie Thompson dianggap "bahaya yang jelas dan saat ini bagi peradaban." Tersedia di Amazon

Perubahan Iklim: Ilmu Pengetahuan tentang Pemanasan Global dan Masa Depan Energi Kita edisi kedua

oleh Jason Smerdon
Edisi kedua ini Perubahan iklim adalah panduan yang mudah diakses dan komprehensif untuk ilmu di balik pemanasan global. Diilustrasikan dengan indah, teks diarahkan untuk siswa di berbagai tingkatan. Edmond A. Mathez dan Jason E. Smerdon memberikan pengantar luas, informatif untuk ilmu pengetahuan yang mendasari pemahaman kita tentang sistem iklim dan efek dari aktivitas manusia pada pemanasan planet kita .athez dan Smerdon menggambarkan peran atmosfer dan lautan bermain di iklim kita, memperkenalkan konsep keseimbangan radiasi, dan menjelaskan perubahan iklim yang terjadi di masa lalu. Mereka juga merinci kegiatan manusia yang mempengaruhi iklim, seperti gas rumah kaca dan emisi aerosol dan deforestasi, serta efek dari fenomena alam.  Tersedia di Amazon

Ilmu Perubahan Iklim: Kursus Praktek

oleh Blair Lee, Alina Bachmann
Ilmu Perubahan Iklim: Kursus Praktek menggunakan teks dan delapan belas kegiatan langsung untuk menjelaskan dan mengajarkan ilmu tentang pemanasan global dan perubahan iklim, bagaimana manusia bertanggung jawab, dan apa yang dapat dilakukan untuk memperlambat atau menghentikan laju pemanasan global dan perubahan iklim. Buku ini adalah panduan lengkap dan komprehensif untuk topik lingkungan yang penting. Subjek yang dibahas dalam buku ini meliputi: bagaimana molekul mentransfer energi dari matahari untuk menghangatkan atmosfer, gas rumah kaca, efek rumah kaca, pemanasan global, Revolusi Industri, reaksi pembakaran, putaran umpan balik, hubungan antara cuaca dan iklim, perubahan iklim, penyerap karbon, kepunahan, jejak karbon, daur ulang, dan energi alternatif. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, serta ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.