Pemandangan menara kovarians eddy yang mampu mengukur pelepasan gas rumah kaca yang terletak di Alaska. Kredit: Sigrid Dengel
Para ilmuwan di Berkeley Lab menunjukkan peningkatan emisi metana lahan basah selama beberapa dekade di ekosistem Arktik dan Boreal.
Lahan basah merupakan sumber alami metana terbesar di dunia, gas rumah kaca yang 30 kali lebih kuat dibandingkan karbon dioksida dalam menghangatkan atmosfer. Sebuah tim peneliti dari Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Berkeley Lab) Departemen Energi menganalisis data emisi metana lahan basah di seluruh wilayah Boreal-Arktik dan menemukan bahwa emisi ini telah meningkat sekitar sembilan persen sejak tahun 2002.
Produksi peternakan dan bahan bakar fosil telah dipelajari dengan baik mengenai perannya dalam melepaskan berton-ton metana per tahun ke atmosfer. Meskipun lebih tidak pasti, penghitungan emisi alami lahan basah penting untuk memprediksi perubahan iklim. Para ilmuwan memperkirakan bahwa emisi metana di lahan basah akan meningkat seiring dengan peningkatan suhu di ekosistem Boreal dan Arktik sekitar empat kali lipat rata-rata global, namun sulit untuk mengetahui seberapa besar peningkatan tersebut karena pemantauan emisi di lingkungan yang luas dan sering kali tergenang air ini sangat sulit. . sulit. – sampai sekarang.
“Lingkungan Boreal dan Arktik kaya akan karbon dan rentan terhadap pemanasan,” jelas Qing Zhu, seorang ilmuwan peneliti di Berkeley Lab dan penulis senior, bersama dengan peneliti pascadoktoral Berkeley Lab Kunxiaojia Yuan, tentang studi baru yang menganalisis data yang dikumpulkan dari beberapa pemantauan tingkat lanjut. metode. untuk menemukan peningkatan emisi sebesar sembilan persen selama dua dekade terakhir. Sebuah makalah yang diterbitkan di Perubahan Iklim Alami minggu ini menjelaskan pendekatan mereka.
“Meningkatnya suhu meningkatkan aktivitas mikroba dan pertumbuhan vegetasi,” lanjut Zhu, “yang terkait dengan emisi gas seperti metana. Dengan memahami bagaimana sumber-sumber alami metana berubah, kita dapat memantau gas rumah kaca dengan lebih akurat dan dengan demikian memberikan para ilmuwan informasi mengenai kondisi perubahan iklim saat ini dan masa depan.”
“Dengan memberikan pemahaman yang lebih akurat mengenai peran lahan basah dalam sistem iklim global dan bagaimana serta seberapa cepat emisi metana meningkat, penelitian ini dapat memberikan dasar ilmiah untuk membantu memahami dan mengatasi perubahan iklim.”
– Qingzhu
Lahan Basah Lintang Tinggi: Mengukur Emisi dan Perubahan Metana
Meskipun metana berada di atmosfer dalam waktu yang jauh lebih singkat dibandingkan karbon dioksida – 10 berbanding 300 tahun – struktur molekul metana membuatnya 30 kali lebih mampu menghangatkan atmosfer dibandingkan CO2.2.
Suhu yang lebih tinggi tidak hanya meningkatkan aktivitas mikroba pelepas metana yang ditemukan di tanah jenuh air, tetapi juga meningkatkan luas tanah yang tergenang air, tempat mikroorganisme ini berkembang biak saat tanah beku mencair dan lebih banyak curah hujan yang turun dalam bentuk hujan daripada salju. . Inilah sebabnya para ilmuwan memperkirakan emisi metana akan meningkat di wilayah dengan lintang lebih tinggi, dan mengapa pengukuran metana yang lebih akurat sangat penting.
Peta dari publikasi yang menunjukkan lokasi spesifik dan ukuran hotspot metana lahan basah di kawasan Arktik dan Boreal. Kredit: Lab Berkeley
Cara yang paling umum untuk mengukur pelepasan gas rumah kaca adalah dengan menjebak gas-gas yang dilepaskan dari tanah pada lokasi tertentu di dalam ruangan, sehingga gas-gas tersebut dapat terakumulasi dalam jangka waktu tertentu. Metode lain, yaitu menara eddy covariance yang lebih otonom setinggi beberapa meter, terus mengukur pertukaran gas rumah kaca antara tanah, tanaman, dan atmosfer di seluruh ekosistem yang luas – dan seringkali di tempat yang sulit dijangkau seperti lahan basah. Tim peneliti Berkeley Lab menggabungkan data yang diperoleh menggunakan kedua metode tersebut untuk menganalisis data emisi metana selama lebih dari 307 tahun di seluruh lokasi lahan basah di kawasan Arktik-Boreal, sehingga menghasilkan gambaran yang lebih baik tentang faktor-faktor yang mempengaruhi emisi di ratusan hektar lahan. dan dalam hitungan menit hingga dekade. .
Tim peneliti menemukan bahwa dari tahun 2002 hingga 2021, lahan basah di wilayah ini mengeluarkan rata-rata 20 teragram metana per tahun, atau setara dengan berat sekitar 55 bangunan Empire State. Mereka juga menemukan bahwa emisi telah meningkat sekitar sembilan persen sejak tahun 2002.
Selain itu, para peneliti mempertimbangkan dua wilayah “hotspot” di wilayah Arktik dan Boreal, yang memiliki emisi metana per wilayah yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan lingkungan sekitarnya. Mereka menemukan bahwa sekitar setengah dari rata-rata emisi tahunan berasal dari titik-titik panas ini, sehingga membantu memberikan informasi dan menargetkan upaya mitigasi dan pengukuran di masa depan.
Faktor Lingkungan yang Mempengaruhi Emisi Lahan Basah
Para peneliti juga menyelidiki faktor lingkungan mana yang menyebabkan tingginya emisi metana, dan menemukan dua pendorong utama: suhu dan produktivitas tanaman.
Suhu yang lebih tinggi meningkatkan aktivitas mikroba; ketika suhu meningkat – baik secara rata-rata karena perubahan iklim, atau pada tahun-tahun tertentu karena variabilitas iklim, lebih banyak metana yang dilepaskan dalam proses tersebut. Tim menemukan bahwa suhu merupakan kontrol dominan terhadap emisi lahan basah dan variabilitasnya di ekosistem Boreal-Arktik. Hal ini dapat menimbulkan umpan balik iklim, yaitu emisi metana dari peningkatan aktivitas mikroba meningkatkan suhu atmosfer, sehingga menyebabkan lebih banyak emisi metana, dan seterusnya.
Produktivitas tanaman yang lebih tinggi meningkatkan jumlah karbon di dalam tanah, yang menjadi bahan bakar mikroba penghasil metana. Para peneliti menemukan bahwa ketika tanaman lebih produktif dan aktif, melepaskan substrat yang membantu mikroba berkembang, emisi metana di lahan basah meningkat.
Tim juga mengidentifikasi bahwa tahun dengan emisi metana lahan basah tertinggi, yaitu tahun 2016, juga merupakan tahun terpanas di wilayah lintang tinggi tersebut sejak tahun 1950.
Mengelola Emisi Lahan Basah sebagai Solusi Iklim Alami
“Karena umur metana di atmosfer cukup singkat, maka metana dapat dikurangi dan dihilangkan dengan relatif cepat,” jelas Zhu. “Dengan memberikan pemahaman yang lebih akurat mengenai peran lahan basah dalam sistem iklim global dan bagaimana serta seberapa cepat emisi metana meningkat, penelitian ini dapat memberikan dasar ilmiah untuk membantu memahami dan mengatasi perubahan iklim.”
Referensi: “Emisi metana lahan basah Boreal–Arktik yang dimodulasi oleh pemanasan dan aktivitas vegetasi” oleh Kunxiaojia Yuan, Fa Li, Gavin McNicol, Min Chen, Alison Hoyt, Sara Knox, William J. Riley, Robert Jackson dan Qing Zhu, 14 Februari 2024, Perubahan Iklim Alami.
DOI: 10.1038/s41558-024-01933-3
Penelitian ini didukung oleh Departemen Energi dan Kantor Sains NASA.
NewsRoom.id
