"Komunitas ilmiah selalu berpikir bahwa dampak pencemaran udara dirasakan di sekitar tempat penyimpanannya," kata Athanasios Nenes. "Studi ini menunjukkan bahwa besi dapat beredar di seberang lautan dan mempengaruhi ekosistem ribuan kilometer jauhnya."

Selama beberapa dekade, polusi udara melayang dari Asia Timur di atas samudra terbesar di dunia telah memulai sebuah reaksi berantai yang menyumbang tingkat oksigen yang turun di perairan tropis ribuan mil jauhnya, sebuah penelitian baru menunjukkan.

"Ada kesadaran bahwa tingkat oksigen di laut mungkin berubah dari waktu ke waktu," kata Taka Ito, seorang profesor di Georgia Institute of Technology. "Salah satu alasannya adalah pemanasan lingkungan - air hangat menahan lebih sedikit gas. Tapi di Pasifik tropis, tingkat oksigen telah turun pada tingkat yang jauh lebih cepat daripada perubahan suhu yang bisa dijelaskan. "

Sebuah peta yang menunjukkan bagaimana polusi udara yang mendepositkan besi di Samudra Pasifik utara dapat menempuh jarak ribuan mil jauhnya. (Kredit: Georgia Tech)Dalam laporan tersebut, para periset menggambarkan bagaimana polusi udara dari kegiatan industri telah meningkatkan kadar nutrisi zat besi dan nitrogen untuk kehidupan laut - di laut lepas pantai Asia Timur. Arus laut kemudian membawa nutrisi ke daerah tropis, dimana mereka dikonsumsi oleh fotosintesis fitoplankton.

Tapi sementara fitoplankton tropis mungkin telah mengeluarkan lebih banyak oksigen ke atmosfir, konsumsi kelebihan nutrisi mereka memiliki efek negatif pada tingkat oksigen terlarut yang lebih dalam di lautan.

"Jika Anda memiliki fotosintesis lebih aktif di permukaan, ia menghasilkan lebih banyak bahan organik, dan beberapa di antaranya tenggelam," kata Ito. "Dan saat tenggelam, ada bakteri yang mengkonsumsi bahan organik itu. Seperti kita bernapas dalam oksigen dan menghembuskan CO₂, bakteri mengkonsumsi oksigen di laut bawah permukaan, dan ada kecenderungan untuk menguras lebih banyak oksigen. "

Proses itu diputar di seluruh Pasifik, namun efeknya paling terasa di daerah tropis, di mana oksigen terlarut sudah rendah.

Menurun sejak 1970s

Athanasios Nenes, seorang profesor di Georgia Tech yang bekerja dengan Ito dalam penelitian tersebut, mengatakan bahwa penelitian tersebut adalah yang pertama untuk menggambarkan seberapa jauh sejauh mana dampak aktivitas industri manusia dapat terjadi.

"Komunitas ilmiah selalu berpikir bahwa dampak pencemaran udara dirasakan di sekitar tempat penyimpanannya," kata Nenes. "Studi ini menunjukkan bahwa besi dapat beredar di seberang lautan dan mempengaruhi ekosistem ribuan kilometer jauhnya."

Sementara bukti telah meningkat bahwa perubahan iklim global mungkin berdampak pada tingkat oksigen di masa depan, Ito dan Nenes didorong untuk mencari penjelasan mengapa tingkat oksigen di daerah tropis telah menurun sejak 1970s.

Untuk memahami bagaimana proses kerjanya, para peneliti mengembangkan model yang menggabungkan kimia atmospheric, siklus biogeokimia, dan sirkulasi laut. Model mereka memetakan bagaimana tercemar, debu kaya besi yang mengendap di Pasifik Utara terbawa arus laut ke timur menuju Amerika Utara, menyusuri pantai dan kemudian kembali ke barat di sepanjang garis khatulistiwa.

Dalam model mereka, para peneliti memperhitungkan faktor lain yang juga dapat mempengaruhi kadar oksigen, seperti suhu air dan variabilitas arus laut.

Entah karena pemanasan air laut atau peningkatan polusi zat besi, implikasi pertumbuhan zona minimum oksigen jauh mencapai kehidupan laut.

"Banyak organisme hidup bergantung pada oksigen yang larut dalam air laut," kata Ito. "Jadi jika cukup rendah, itu bisa menimbulkan masalah, dan mungkin mengubah habitat organisme laut."

Tidak mudah diganti

Kadang-kadang, perairan dari daerah oksigen rendah membengkak ke perairan pantai, membunuh atau menggusur populasi ikan, kepiting dan banyak organisme lainnya. Kejadian "hipoksia" tersebut mungkin menjadi lebih sering karena zona minimum oksigen tumbuh, ia menambahkan.

Aktivitas fitoplankton yang meningkat adalah pedang bermata dua, menurut Ito.

"Fitoplankton adalah bagian penting dari lautan yang hidup," katanya. "Ini berfungsi sebagai dasar rantai makanan dan menyerap karbon dioksida di atmosfer. Tapi jika polusi terus memasok nutrisi berlebih, proses dekomposisi akan menghabiskan oksigen dari perairan yang dalam, dan oksigen dalam ini tidak mudah diganti. "

Studi ini juga memperluas pemahaman tentang debu sebagai transporter polusi, kata Nenes.

"Debu selalu menarik banyak perhatian karena dampaknya terhadap kesehatan manusia," kata Nenes. "Ini benar-benar studi pertama yang menunjukkan bahwa debu dapat memiliki dampak besar pada kesehatan lautan dengan cara yang belum pernah kita pahami sebelumnya. Ini hanya meningkatkan kebutuhan untuk memahami apa yang kita lakukan terhadap ekosistem laut yang memberi makan populasi di seluruh dunia. "

Penelitian yang dipublikasikan di Nature Geoscience, disponsori oleh National Science Foundation, Ketua Scholar Power Georgia Power dan Fellowship Cullen-Peck.

Sumber: Georgia Tech

Buku terkait

at Pasar InnerSelf dan Amazon