Nationalgeographic.co.id—Studi baru-baru ini yang dipimpin oleh para ilmuwan di Laboratorium Nasional Lawrence Berkeley (Lab Berkeley) dan Universitas Zurich telah mengungkapkan bahwa senyawa organik yang diusulkan untuk penyerapan karbon di tanah yang dalam, sangat rentan terhadap dekomposisi akibat pemanasan global.
Temuan ini telah diterbitkan di jurnal Nature Geoscience pada 30 Maret bertajuk “Rapid loss of complex polymers and pyrogenic carbon in subsoils under whole-soil warming”.
Temuan ini melibatkan strategi utama dalam pengelolaan karbon yang bergantung pada tanah dan hutan—penyerap karbon alami—untuk memitigasi pemanasan global.
Sekitar 25 persen emisi karbon global ditangkap oleh hutan, padang rumput, dan padang penggembalaan. Selama fotosintesis, tumbuhan menyimpan karbon di dinding selnya dan di tanah.
Karena simpanan karbon yang kaya dari beberapa dekade yang lalu, tanah mengandung karbon dua kali lebih banyak daripada atmosfer, dan lapisan bawah tanah yang lebih dalam (lebih dari 20 sentimeter) menyumbang kira-kira setengah dari karbon tanah.
Namun seiring meningkatnya populasi global, permintaan kita akan lahan pertanian dan kayu baru juga meningkat.
Penelitian menunjukkan bahwa hal ini mengganggu alam, sehingga Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim Perserikatan Bangsa-Bangsa (IPCC) telah memperingatkan bahwa emisi dari deforestasi dan pertanian menyumbang sekitar seperlima dari gas rumah kaca global.
"Studi kami menunjukkan bahwa perubahan iklim akan memengaruhi semua aspek karbon tanah dan siklus hara. Hal ini juga menunjukkan bahwa dalam hal penyerapan karbon, tidak ada peluru perak," kata Margaret Torn, seorang ilmuwan senior di Area Ilmu Bumi & Lingkungan Berkeley Lab dan penulis senior studi tersebut.
"Jika kita ingin tanah mempertahankan penyerapan karbon di dunia yang memanas, kita perlu lebih baik praktik pengelolaan tanah, yang dapat berarti gangguan minimal terhadap tanah selama pengelolaan hutan dan pertanian."
Pada tahun 2021, Torn dan tim risetnya memberikan bukti fisik pertama bahwa suhu yang lebih hangat dapat menyebabkan penurunan signifikan dalam stok karbon yang tersimpan di tanah hutan yang dalam menimbulkan kerugian sebesar 33% selama lima tahun.
Dalam studi baru, Torn dan penulis pertama Cyrill Zosso dari University of Zurich mengungkap gambaran yang lebih jelas tentang tanah di dunia yang memanas. Kali ini, tim peneliti adalah yang pertama menunjukkan bahwa suhu yang lebih hangat menyebabkan penurunan yang signifikan dalam senyawa karbon organik tanah yang dibuat oleh tanaman selama fotosintesis.
Selama percobaan di Stasiun Penelitian Hutan Blodgett Universitas California di kaki bukit pegunungan Sierra Nevada California, para peneliti menggunakan batang pemanas vertikal untuk terus menghangatkan petak tanah sedalam 1 meter hingga 4 derajat Celsius. Itulah jumlah pemanasan yang diproyeksikan pada akhir abad ke-21 jika emisi gas rumah kaca tetap tinggi.
Mereka menemukan bahwa hanya 4,5 tahun pemanasan pada suhu ini menyebabkan perubahan besar dalam cadangan karbon pada kedalaman lebih dari 30 sentimeter di bawah permukaan tanah.
Selama percobaan spektroskopi di Universitas Zurich, Zosso mengidentifikasi senyawa organik yang dipengaruhi oleh pemanasan.
Hasilnya mengejutkan: hilangnya lignin sebesar 17% - senyawa yang membuat tanaman kaku - dan hampir 30% kehilangan kutin dan suberin, senyawa lilin pada daun, batang, dan akar yang melindungi tanaman dari patogen.
Torn dan Zosso juga terkejut menemukan perbedaan yang signifikan dalam jumlah "karbon pirogenik" dalam sampel tanah yang dipanaskan secara artifisial dibandingkan dengan yang tidak. Karbon pirogenik adalah jenis karbon organik tanah yang berasal dari vegetasi yang hangus dan sisa-sisa bahan organik lainnya yang tertinggal setelah kebakaran hutan.
Banyak peneliti berasumsi bahwa karbon pirogenik memiliki potensi paling besar untuk berfungsi sebagai bentuk karbon yang diserap dengan sangat stabil. "Kami menemukan jauh lebih sedikit karbon pirogenik di tanah yang dalam saat dipanaskan," kata Torn.
“Karbon pirogenik dapat bertahan di dalam tanah selama puluhan tahun atau bahkan berabad-abad, tetapi kita perlu memahami kerentanannya terhadap pemanasan atau perubahan pengelolaan lahan. Studi kami menunjukkan bahwa bahan ini terurai secepat yang lainnya ketika tanah dihangatkan," jelas Torn.
"Ini menunjukkan bahwa ketika Anda memasukkan bahan jauh ke dalam tanah yang bersentuhan dengan mineral dan mikroba, sistem alami tersebut akan membuat membusuk bahan tersebut dari waktu ke waktu," tambahnya.
Para peneliti selanjutnya berencana untuk mengambil sampel tanah dari penelitian untuk menentukan bagaimana pemanasan selama sembilan tahun berdampak pada komposisi dan kesehatan tanah. Eksperimen pemanasan padang rumput baru di Point Reyes National Seashore di California Utara juga akan segera dilakukan.
"Kami juga mengatur semua eksperimen pemanasan tanah dalam (atau pemanasan seluruh tanah) di dunia untuk berbagi data dan pengetahuan serta melakukan sintesis data untuk melihat apa yang dapat kami pelajari," pungkas Torn.