Nationalgeographic.co.id - Ketika oksigen menjadi langka, hidup menjadi sulit. Hal ini juga berlaku untuk daerah pegunungan di atas 7.000 meter tetapi juga untuk badan air. Misalnya, di wilayah laut tropis di lepas Amerika Barat dan Afrika Barat juga di Samudra Hindia bagian utara. Hanya mikrob dan organisme khusus dengan metabolisme lambat seperti ubur-ubur yang dapat bertahan hidup.
Dalam 50 tahun terakhir, zona kekurangan oksigen di laut terbuka telah meningkat. Hal ini menimbulkan masalah besar tidak hanya bagi ekosistem laut. Akan tetapi juga bagi penduduk pesisir dan negara-negara yang mengandalkan perikanan sebagai sumber makanan dan pendapatan.
Para ilmuwan telah mengaitkan perkembangan ini dengan meningkatnya suhu global: Lebih sedikit oksigen yang larut dalam air yang lebih hangat, dan lapisan laut tropis dapat menjadi lebih berlapis. Namun bagaimana perkembangan ini akan berlanjut, dan apa yang terjadi di masa-masa hangat di masa lalu?
Sebuah tim yang dipimpin oleh Alexandra Auderset dan Alfredo Martínez-García di Institut Max Planck untuk Kimia di Mainz telah menunjukkan dalam penelitian terbaru bahwa, di laut terbuka, zona kekurangan oksigen menyusut selama periode hangat di masa lalu.
Para peneliti membaca temuan ini dari arsip sedimen laut. Inti bor dapat digunakan untuk menentukan kondisi lingkungan masa lalu dengan cara yang mirip dengan lingkaran pohon. Antara lain, lapisan sedimen memberikan informasi tentang kandungan oksigen laut di masa lalu. Hal ini disebabkan mikroorganisme seperti foraminifera, yang pernah hidup di permukaan laut dan kerangkanya tenggelam ke dasar laut di mana mereka menjadi bagian dari sedimen.
Selama masa hidupnya, zooplankton ini menyerap unsur-unsur kimia seperti nitrogen, yang rasio isotopnya bergantung pada kondisi lingkungan. Dalam kondisi kekurangan oksigen, denitrifikasi bakteri terjadi. Dalam proses ini, nutrisi nitrat secara kimiawi direduksi menjadi molekul nitrogen (N2) oleh bakteri. Karena mereka lebih suka menyerap isotop ringan dari air daripada yang berat, rasio 14N ringan bergeser ke 15N berat pada periode ketika bakteri aktif di lautan. Sinyal isotop yang berubah ini, pada gilirannya dapat digunakan untuk menentukan sejauh mana zona kekurangan oksigen terjadi sebelumnya.
Para ilmuwan dari Mainz dan Princeton University menggunakan isotop nitrogen dari foraminifera dalam penelitiannya. Mereka menemukan bahwa denitrifikasi kolom air di Pasifik Utara tropis timur sangat berkurang selama dua fase hangat era modern Bumi, Kenozoikum, sekitar 16 dan 50 juta tahun yang lalu.
"Kami tidak mengharapkan efek yang jelas ini. Dari korelasi antara suhu global yang tinggi dan tingkat denitrifikasi yang rendah, kami menyimpulkan bahwa zona kekurangan oksigen di Pasifik tropis menyusut," kata Auderset tentang hasilnya, yang baru-baru ini diterbitkan dalam jurnal Nature pada 31 Agustus. Makalah mereka diberi judul "Enhanced ocean oxygenation during Cenozoic warm periods."
"Sudah puluhan tahun kampanye untuk mengembangkan metode yang memungkinkan temuan ini," kata Daniel Sigman, Profesor Ilmu Geologi dan Geofisika Dusenbury, yang kelompoknya berkolaborasi dalam penelitian ini. "Dan ternyata bahkan hasil pertama ini mengubah pandangan kita tentang hubungan antara iklim dan kondisi oksigen laut."
Baca Juga: Dunia Hewan: Ikan Mana yang Paling Menderita Kekurangan Oksigen?
Baca Juga: Polusi Minyak di Lautan Dunia, 90 Persen Tumpahan Adalah Ulah Manusia
Baca Juga: Manusia Telah Melanggar Hukum Kekuatan Alam yang Mengatur Lautan Bumi
Namun, belum dapat diperkirakan secara tepat apa artinya ini bagi perluasan zona laut terbuka yang kekurangan oksigen saat ini: "Sayangnya, masih belum jelas apakah temuan kami tentang menyusutnya zona kekurangan oksigen laut berlaku untuk dekade mendatang atau hanya untuk jangka panjang," tambah ahli paleoklimatologi Auderset. "Ini karena kami belum tahu apakah proses jangka pendek atau panjang bertanggung jawab atas perubahan tersebut."
Salah satu kemungkinan utama untuk penurunan zona kekurangan oksigen di bawah pemanasan melibatkan pengurangan produktivitas biologis yang dipicu oleh upwelling dari air permukaan tropis. Penurunan produktivitas bisa terjadi karena angin melemah di Pasifik khatulistiwa di bawah iklim yang lebih hangat.
Atau, penyebabnya mungkin terletak di Samudra Selatan, ribuan kilometer jauhnya. Selama periode hangat yang berkepanjangan, pertukaran air antara air permukaan Samudra Selatan dan laut dalam mungkin telah dipercepat. Sehingga menyebabkan oksigen yang lebih tinggi di interior laut secara keseluruhan dan dengan demikian menyusutkan zona rendah oksigen. Jika hal ini yang lebih kuat adalah penyebab utama dari menyusutnya zona kekurangan oksigen tropis, maka efek ini akan memakan waktu lebih dari seratus tahun paling awal untuk ikut bermain.
"Kedua mekanisme mungkin memainkan peran," kata Alfredo Martínez-García, "Perlombaan sekarang adalah untuk mencari tahu mekanisme mana yang paling penting."