Nationalgeographic.co.id - Habitat darat dan laut telah dianggap sebagai ekosistem dengan produksi primer tertinggi di bumi sejauh ini, yaitu konversi karbon anorganik menjadi organik.
Ganggang mikroskopis di lapisan atas lautan dan tanaman di darat mengikat karbon atmosfer (CO2) dan menghasilkan bahan tanaman yang didorong oleh fotosintesis. Di mana matahari yang menyediakan energinya. Karena sinar matahari tidak menembus ke bawah permukaan, maka hampir tidak ada produksi primer seperti itu yang diharapkan. Begitulah teorinya.
Namun, analisis genetik mikroorganisme dalam air tanah telah menunjukkan bahwa bahkan di sini banyak mikroorganisme yang mampu berproduksi primer. Dengan tidak adanya cahaya, mereka harus memperoleh energi dari pengoksidasi senyawa anorganik, seperti dari belerang tereduksi dari batuan sekitarnya. Akan tetapi, peran produsen primer di bawah permukaan belum pernah dikonfirmasi sebelumnya.
Air tanah adalah salah satu sumber air minum bersih kita yang paling penting. Lingkungan air tanah dari akuifer karbonat saja, yang menjadi fokus penelitian, menyediakan sekitar sepuluh persen dari air minum dunia. Dengan pemikiran ini, para peneliti melakukan pengukuran fiksasi karbon mikroorganisme mikroba dalam akuifer bawah permukaan yaitu 5 hingga 90 meter di bawah tanah.
"Tingkat yang kami ukur jauh lebih tinggi daripada yang kami perkirakan," kata penulis pertama studi tersebut Dr. Will Overholt, Peneliti pascadoktoral di Universitas Friedrich Schiller Jena. "Mereka sama dengan tingkat fiksasi karbon yang diukur di perairan permukaan laut yang miskin nutrisi dan hingga enam kali lipat lebih besar daripada yang diamati di zona bawah laut terbuka yang diterangi matahari, di mana hanya ada cukup cahaya untuk fotosintesis."
Berdasarkan tingkat fiksasi karbon yang diukur, para peneliti secara konservatif mengekstrapolasi produksi primer global dalam air tanah karbonat menjadi 110 juta metrik ton karbon per tahun. Secara kolektif, produktivitas primer bersih sekitar 66 persen dari reservoir air tanah di planet ini akan berjumlah 260 juta metrik ton karbon per tahun. Ini berarti kira-kira 0,5 persen dari sistem kelautan dan 0,25 persen dari perkiraan produksi primer bersih global.
"Ini mungkin terdengar kecil tetapi pengukuran ini hanya mewakili perkiraan pertama kami tentang nilai global yang sebenarnya," kata penulis senior Prof. Kirsten Küsel dari University of Jena dan iDiv. "Karena sangat sedikit energi yang tersedia di habitat yang miskin nutrisi dan gelap secara permanen ini, bahkan sebagian kecil dari produksi primer global adalah kejutan."
Baca Juga: Spesies Bakteri yang Amat Tangguh Ditemukan, Bisa Berkembang di Beton
Baca Juga: Dari Tempat Pembuangan Sampah, Ilmuwan Temukan Mikroorganisme Pengurai Plastik
Baca Juga: Penghuni Laut Terdalam di Bumi Teridentifikasi Mengandung Radioaktif
Para peneliti juga berusaha mengidentifikasi mikroorganisme yang bertanggung jawab untuk memperbaiki karbon dan menghasilkan biomassa baru di dalam akuifer.
Analisis metagenomik menunjukkan mikroorganisme yang sangat melimpah yang tidak terkait erat dengan bakteri yang dipelajari sebelumnya, dalam urutan Nitrospiria yang tidak dicirikan. "Sebagai makanan, organisme ini dianggap membentuk dasar kehidupan bagi seluruh ekosistem air tanah dengan ribuan spesies mikrobanya, mirip dengan peran yang dimainkan ganggang di lautan atau tanaman di darat," kata Overholt.
Mengukur fiksasi karbon dapat dilakukan dengan karbon dioksida berlabel radioaktif. "Dalam lingkungan batuan karbonat, terdapat CO2 terlarut yang melimpah, yang dapat membuat sulit untuk secara langsung mengamati tingkat fiksasi karbon," kata Prof. Susan Trumbore dari Institut Max Planck untuk Biogeokimia di Jena. Oleh karena itu, tim menggunakan metode khusus untuk melacak sejumlah kecil CO2 berlabel menggunakan spektrometri massa akselerator yang sangat sensitif. "Sangat menarik untuk melihat wawasan baru apa yang dapat dihasilkan oleh metode ini," katanya.
"Temuan kami menawarkan wawasan baru tentang bagaimana ekosistem bawah permukaan ini berfungsi, memberikan petunjuk tentang cara memantau atau memulihkan sumber air tanah," simpul Küsel.
Hasil temuan ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Geoscience pada 30 Juni dengan judul "Carbon fixation rates in groundwater similar to those in oligotrophic marine systems".