Kita semua telah melihat sekarang gambar beruang kutub, kehadirannya yang memerintah berkurang dengan isolasi pada sepotong es yang sangat kecil, dikelilingi oleh laut kobalt yang seharusnya tidak ada di sana. Sebagai ekspresi simbolis dari perubahan iklim yang cepat, itu tidak dapat disangkal menarik.
Konten terkait
- Dua Ilmuwan Smithsonian menelusuri kembali Keadaan Misterius dari Kematian dan Perubahan Sejarah tahun 1866
- Tampilan Publik Langka dari Naskah Maya Abad ke-17
- Tengkorak Gorila Dian Fossey Adalah Harta Ilmiah dan Simbol Perjuangannya
- Bagi Para Ilmuwan, Bongkahan Kotoran Telinga Paus Dapat Menjadi Biara Harta Karun
Tetapi jika Anda benar-benar ingin mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang apa yang terjadi di Kutub Utara dan Kutub Utara, Anda harus mengagumi, sebagai gantinya, organisme yang jauh lebih rendah hati dan tidak dikenal daripada beruang kutub: alga koral dari genus Clathromorphum .
Mereka bukan ganggang seperti yang biasanya dipikirkan, sebagai sesuatu yang agak berlendir dan hijau yang mengapung di pantai atau di kolam. Coralline adalah ganggang merah yang memiliki cangkang keras kalsium karbonat di sekitar setiap sel, dan mereka tumbuh di seluruh dunia. Alga Coralline dari genus Clathromorphum khusus untuk garis lintang tinggi dan perairan dingin Arktik dan Subarctic, dan mereka memiliki kisah-kisah yang sangat penting untuk diceritakan tentang lautan mereka dan bagaimana ia telah berubah selama berabad-abad.
Para ilmuwan mengatakan itu juga arsip kunci informasi. Itu karena ganggang tumbuh di lapisan yang berbeda dari tahun ke tahun, dengan rajin merekam lingkungan mereka dalam proses tersebut.
"Ada arsip laut lain di Arktik, seperti inti sedimen laut dalam dan bivalvia berumur pendek, tetapi alga coralline adalah satu-satunya arsip yang mencatat kondisi permukaan pada resolusi musiman selama ratusan tahun, " kata Jochen Halfar, seorang profesor rekanan geologi di University of Toronto dan memimpin ilmuwan di Paleoclimate dan Paleoecology Research Group. “Kami memiliki beberapa arsip berbasis darat, misalnya, inti es dari gletser dan lapisan es. Tapi itu bukan iklim laut, dan ganggang merah sekarang untuk pertama kalinya memungkinkan kita merekonstruksi iklim laut dari garis lintang tinggi dari tahun ke tahun ke masa lalu. ”
Ganggang Coralline tumbuh di substrat keras, menutupi batu-batu besar dan struktur lain seperti sejenis karpet keras dan memakai warna setelan wol Dolores Umbridge. (Maggie D. Johnson, NMNH) 
Clathromorphum telah menjadi minat khusus bagi para ilmuwan karena di mana ia hidup dan kemampuannya untuk berkembang dalam waktu yang sangat, sangat lama — berpotensi ribuan tahun. (Nick Caloyianis) 
Karena mereka adalah tanaman, mereka memfotosintesis sinar matahari untuk tumbuh, dan ketika mereka tumbuh, ganggang koraline mengembangkan struktur kerangka kaku kalsium karbonat yang menumpuk dari waktu ke waktu. (Walter Adey) Sejauh mana di masa lalu telah menjadi fokus sepanjang karier Walter Adey, ilmuwan riset dan kurator emeritus di Museum Nasional Sejarah Alam Smithsonian. Sampel ganggang coralline berusia 1.200 tahun yang dikumpulkan Adey dan timnya di lepas pantai Labrador pada 2013 adalah satu dari ratusan spesimen museum yang jarang ditampilkan dalam pameran “Objects of Wonder, ” yang dibuka 10 Maret 2017. The show menguji peran penting yang dimainkan koleksi museum dalam pencarian ilmiah untuk pengetahuan.
Bagaimanapun, Adey adalah bapak pendiri studi coralline, yang telah mengumpulkan spesimen dan menyelidiki rahasia mereka sejak dia datang ke Smithsonian Institution pada tahun 1964 (dia pensiun tahun lalu, meskipun itu tidak berarti studinya tentang coralline telah melambat ). Sebagian besar melalui upayanya, mengumpulkan dari Kutub Utara melalui daerah tropis sering di atas kapal yang ia bangun atau perbaiki sendiri, sekitar 100.000 sampel coralline dari berbagai spesies disimpan dalam koleksi museum.
Clathromorphum, bagaimanapun, telah menjadi minat khusus bagi para ilmuwan karena di mana ia tinggal dan kemampuannya untuk berkembang dalam waktu yang sangat, sangat lama — berpotensi ribuan tahun — sambil mengarsipkan informasi iklim saat tumbuh.
“Terumbu karang di daerah tropis telah digunakan untuk menentukan lingkungan masa lalu, ” kata Adey. “Tapi di Kutub Utara, tidak ada terumbu karang air dangkal. Ada karang yang sangat dalam, tetapi ini sangat berbeda dari genera dan spesies terumbu karang tropis, dan mereka memainkan peran yang sangat kecil dalam menentukan sejarah Arktik di masa lalu. Jadi satu-satunya sumber nyata penuaan dan penanggalan iklim masa lalu, terutama suhu, adalah coralline, dan ini relatif baru. "
Ganggang Coralline tumbuh di substrat keras, menutupi batu-batu besar dan struktur lain seperti sejenis karpet keras dan memakai warna setelan wol Dolores Umbridge.
Karena mereka adalah tanaman, mereka memfotosintesis sinar matahari untuk tumbuh, dan ketika mereka tumbuh, mereka mengembangkan struktur kerangka kalsium karbonat yang kaku yang menumpuk seiring waktu. Seperti pohon di terra firma, mereka mendokumentasikan pertumbuhan mereka dalam bentuk cincin atau lapisan— “pohon-pohon di laut, ” sebut Halfar. Karena mereka tumbuh lebih banyak ketika mereka memiliki lebih banyak cahaya, para ilmuwan dapat memperkirakan cakupan es laut setiap tahun berdasarkan ketebalan cincin atau lapisan setiap tahun.
Walter Adey (tengah) bersama penyelam Thew Suskiewicz (kiri) dan Mike Fox menampilkan spesimen alga coralline seberat 17 pon yang ditemukan di Pulau Kingitok, Labrador. (David Belanger) “Jika Anda membandingkan tahun ketika es laut pecah sangat awal di musim, ketika ganggang menerima lebih banyak cahaya dan mampu tumbuh lebih banyak, dibandingkan tahun-tahun lain ketika es laut menutupi lebih banyak dan lebih lama, kita dapat mengkalibrasi berapa lama ada es laut selama tahun tertentu berdasarkan lebar lapisan ini, ”kata Halfar.
Para ilmuwan mengkonfirmasi data ini dengan citra satelit yang diambil sejak tahun 1970-an yang menunjukkan cakupan es laut. Ketika nilai-nilai tersebut dikalibrasi, Halfar mengatakan, para peneliti dapat menggunakan ganggang untuk menganalisis cakupan es laut jauh sebelum citra satelit tersedia. Menyediakan rangkaian data jangka panjang ini adalah peran yang sangat penting yang dimainkan oleh ganggang dalam upaya untuk lebih memahami efek dari perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia dalam Artic dan Subarctic.
"Kami tidak memiliki cara lain untuk merekonstruksi kondisi permukaan laut di Kutub Utara pada resolusi tahunan dalam beberapa ratus tahun terakhir, " kata Halfar. “Kami hanya memiliki sedikit data pengamatan dari Kutub Utara karena belum banyak orang yang tinggal di sana, melakukan pengukuran di banyak tempat. Jadi banyak yang berasal dari data satelit, dan itu baru sejak tahun 1970-an. ”
Kesenjangan besar dalam data ini sebelum citra satelit tersedia adalah signifikan karena sifat siklus pola iklim. Sebagai contoh, Osilasi Multidecadal Atlantik — yang memengaruhi suhu permukaan laut dan dapat memengaruhi musim topan Atlantik, kekeringan di Amerika Utara, hujan salju di pegunungan Alpen, dan curah hujan di Sahel Afrika, di antara akibat-akibat yang berjauhan lainnya — beroperasi pada 50 hingga Skala waktu 70 tahun di Atlantik Utara lintang tinggi.
"Jadi bisa dibayangkan, jika Anda memiliki data pengamatan yang baik 45 tahun [dari satelit], Anda hanya menangkap setengah siklus, " kata Halfar. "Kita perlu menempatkan iklim Arktik ke dalam perspektif jangka panjang untuk memahami sepenuhnya sistem iklim, dan juga untuk memproyeksikan perubahan iklim ke masa depan."
Namun, kondisi permukaan hanyalah satu bagian dari kisah yang diceritakan oleh corallines, dan ketika para ilmuwan membawa teknologi baru, mereka dapat mengajukan lebih banyak pertanyaan.
"Hanya bagian atasnya yang merupakan jaringan hidup, tetapi ia membangun massa ini yang telah merekam perubahan dalam lingkungan sepanjang hidupnya, " kata Branwen Williams, asisten profesor ilmu lingkungan dengan Departemen Sains WM Keck Claremont McKenna, Pitzer, dan Scripps college. “Bahan kimia yang mereka bentuk dalam kerangka mereka berubah tergantung pada apa yang terjadi di lingkungan sekitar mereka. Mereka berkonsentrasi lebih banyak magnesium dalam kerangka mereka ketika suhu lebih hangat, dan lebih sedikit ketika lebih dingin. "
Dengan menganalisis kandungan magnesium dalam lapisan, para ilmuwan dapat memperoleh data tentang suhu air bahkan hingga jangka waktu enam bulan, misalnya dari musim semi, ketika air menghangat, hingga musim dingin. Menganalisis barium dapat membantu menentukan salinitas. Dan di ujung tombak penelitian coralline, Williams dan rekannya menggunakan isotop boron untuk membantu menentukan pH, komponen penting lainnya dalam kimia air.
Sementara itu, Adey dan rekan postdoktoralnya, Merinda Nash dari Australia, menggunakan instrumen berteknologi tinggi dari departemen mineralogi Museum untuk menunjukkan bahwa dinding sel kalsinasi coralin sangat kompleks, dengan banyak jenis mineral karbonat dan struktur mikro pada skala nanometer. . Informasi baru ini akan membantu menyempurnakan arsip para ahli iklim.
Sementara pekerjaan laboratorium ini terus memperluas pemahaman kami tentang seberapa banyak yang dapat diceritakan oleh koralina kepada kami, menemukan dan mengumpulkan Clathromorphum tetap merupakan tugas yang padat karya dan sulit, yang mengharuskan penyelam untuk bekerja dalam suhu air yang sangat dingin.
Pekerjaan awal Adey dengan coralline adalah membangun keragaman di seluruh dunia. Dan beberapa dekade yang lalu, ia mampu menunjukkan terumbu karang Karibia yang sangat besar yang berumur hingga 3.000 tahun, hanya dibatasi oleh permukaan laut. Ketika pertanyaan seputar perubahan iklim menjadi lebih mendesak, terutama di Kutub Utara, fokusnya mulai bergeser ke menemukan sampel Clathromorphum yang berusia ratusan, jika tidak ribuan, tahun.
Pada tiga ekspedisi antara 2011 dan 2013, Adey dan tim mahasiswa pascasarjananya membahas banyak tentang pantai Labrador, berusaha tidak hanya untuk menemukan spesimen Clathromorphum tertua yang mereka bisa, tetapi juga menganalisis kondisi lingkungan apa yang menyediakan habitat terbaik bagi alga untuk tumbuh. tanpa dihancurkan oleh es, bosan oleh kerang, atau dikompromikan oleh faktor alam.
Mereka menemukan sampel berusia sekitar 1.800 tahun di lingkungan khusus di mana coralline dapat tumbuh jauh lebih tua karena organisme yang membuat lubang tidak dapat bertahan hidup. Mereka juga dapat memetakan jenis substrat di mana para ilmuwan dapat berharap untuk menemukan lebih banyak ganggang di seluruh Kutub Utara dalam ekspedisi mendatang.
Halfar, misalnya, musim panas lalu melakukan perjalanan dari Greenland ke Northwest Passage untuk mencari Clathromorphum . Fokusnya adalah menemukan sampel hingga 200 tahun di lokasi sebanyak mungkin di Arktik untuk membuat set data berbasis luas dari sebelum Revolusi Industri, ketika jejak karbon manusia mulai tumbuh secara dramatis.
"Apa yang tampak mungkin sekarang adalah untuk dapat membuat jaringan rekonstruksi iklim kembali sekitar 150 tahun, dan bahkan itu adalah langkah besar ke depan dari hanya bekerja dari pengamatan satelit dari tahun 1970-an, " katanya. “Setiap daerah berbeda dalam hal kehilangan es laut. Jaringan luas di Arktik ini akan memungkinkan kita memeriksa hilangnya es laut secara terperinci di setiap wilayah. ”
“ Objek Keajaiban: Dari Koleksi Museum Nasional Sejarah Alam” ditayangkan pada 10 Maret 2017 hingga 2019.
