Ini adalah hari yang cerah di bulan Agustus, dan saya melayang di helikopter dengan dua ilmuwan bumi yang tinggi di atas Delta Sungai Mackenzie Kanada. Ketika kami memotong beberapa mil ke arah utara lebih dekat ke Samudra Arktik, saya mengintip ke luar jendela, mencoba melihat sekilas muskox yang agung, beruang grizzly atau binatang lain yang membuat rumah mereka di antara hutan Kanada yang rimbun dari pohon-pohon Dr. Seusia yang runcing.
Namun, mamalia karismatik bukanlah tujuan kita di sini. Geochemist Geoff Wheat dan teknisi nya Trevor Fournier dari University of Alaska Fairbanks sedang mencari sesuatu yang jauh lebih halus dalam lanskap subur di bawah ini: "Bubbles, " kata Wheat, menunjuk ke salah satu dari ribuan danau di bawah kami. "Kita akan ke danau itu."
Tentu, mereka mungkin tidak semenarik grizzlies. Tapi gelembung-gelembung ini penuh dengan metana, dan Gandum dan Fournier ada di sini sebagai anggota dari kolaborasi internasional yang lebih besar yang mencoba mengukur jumlah gas rumah kaca yang kuat ini yang keluar dari danau. Ini adalah perjalanan keempat Wheat ke wilayah tersebut sejak 2014, di mana ia mempelajari sejumlah logam dalam air danau dan sedimen yang dapat memberikan informasi tentang penumpukan metana. Untuk sisa tahun ini, pasangan ini terutama bekerja sama dalam proyek-proyek laut dalam.
Mencari tahu berapa banyak metana yang tersisa di danau sangat penting. Meskipun kurang lazim di atmosfer daripada karbon dioksida, metana kira-kira 30 kali lebih kuat dari gas penangkap panas, dan telah menyumbang sekitar seperenam pemanasan iklim baru-baru ini menurut NASA. Terlebih lagi, untuk setiap derajat kenaikan suhu Bumi, metana yang memasuki atmosfer dari mikroorganisme di danau dan lahan basah diperkirakan akan meningkat — sehingga memperburuk masalah keseluruhan.
Di Arktik Kanada, gas ini menumpuk di danau setiap musim dingin di bawah lapisan es tebal. Datang musim semi, tutup itu meleleh dan metana lolos ke udara di atas. Lipat gandakan efek ini di atas 55.000 danau yang menakjubkan di dalam delta besar ini — salah satu yang terbesar di Kutub Utara — dan bobot gas rumah kaca yang meledak setiap tahun dapat membengkak hingga 10 teragram.
Sebagai referensi, itulah berat lebih dari 1 juta gajah.
"Itu akan menjadi bagian yang sangat signifikan dari fluks metana global ke atmosfer yang baru saja datang dari delta yang satu ini, " kata Beth Orcutt, seorang ahli kelautan di Bigelow Laboratory for Ocean Sciences di East Boothbay, Maine dan salah satu kolaborator Wheat.
Orcutt mengatakan "akan, " karena dia dan timnya berpikir bahwa model iklim mungkin secara serius meremehkan peran metana dalam delta ini dalam pemanasan iklim global. Akibatnya, mereka melihat pekerjaan mereka memiliki urgensi yang serius. Namun, bahkan ketika pemanasan di wilayah ini semakin cepat — dengan jalan yang berliku-liku dan masyarakat berebut untuk mengamankan bangunan mereka di tanah yang mencair — pendanaan federal untuk penelitian iklim semakin sulit didapat.
Untuk mendukung proyek mereka, tim ini mengambil pendekatan kolaboratif unik yang mencakup peneliti AS dan Kanada dalam geologi, mikrobiologi, limnologi (studi tentang danau) dan oseanografi. Semua peneliti ini berhubungan erat dengan komunitas asli di Wilayah Barat Laut Kanada. "Saya pikir itu tidak biasa bagi ilmuwan laut dalam untuk terlibat dalam danau Arktik, " kata Lance Lesack, anggota tim dan limnolog di Universitas Simon Fraser di British Columbia, merujuk pada Orcutt dan Gandum. "Tapi bermitra sangat masuk akal untuk menjawab pertanyaan yang belum bisa kami jawab dengan cara lain."
Bergabung dengan kekuatan dengan cara ini memanfaatkan dana, pengetahuan dan pengalaman, Lesack menambahkan. Faktanya, banyak peneliti mengatakan bahwa kolaborasi kreatif semacam itu mungkin merupakan cara yang paling menjanjikan di masa depan ketika para ilmuwan iklim berjuang untuk terus bekerja di salah satu lingkungan yang berubah paling cepat di dunia. Yang merupakan hal yang baik, karena dengan berkurangnya dana federal, para peneliti dan komunitas ini mungkin tidak punya pilihan selain bersatu.
Trevor Fournier mengumpulkan sampel air di sebuah danau yang kami helikopteri di Delta Sungai Mackenzie bagian luar. (Laura Poppick) ...
Saat kami terbang ke Inuvik, sebuah kota terpencil yang berpenduduk 3.000 orang dan markas tim, saya dilanda aroma api yang membakar dari hutan yang datang dari kejauhan. Panas sore mencapai hampir 80 derajat Fahrenheit, yang tidak akan mendingin banyak di bawah sinar matahari 24 jam yang menjadi ciri musim panas Arktik. Tetapi berbicara dengan penduduk setempat, dan mereka mengatakan bahwa gelombang panas seperti itu telah menjadi hal yang biasa dalam beberapa tahun terakhir.
Albert Elias, seorang penatua yang adalah Inuvialuit, atau Inuit Kanada Barat, tumbuh dengan berburu di tanah itu. Dia mengatakan waktu musim perburuan telah berubah secara dramatis dalam hidupnya, dengan berburu karibu musim semi dimulai sebulan lebih awal dari biasanya, dan musim gugur es mulai sebulan kemudian. Pergi ke dan dari tempat berburu juga menjadi lebih berbahaya.
“Ada banyak erosi di pantai dan di delta dan di semua tempat. Ini sangat buruk, ”kata Elias.
Para ilmuwan seperti Lesack mulai menjangkau penduduk asli non-ilmuwan seperti Elias yang tinggal di wilayah itu sepanjang tahun, telah merasakan dampak pemanasan, dan memiliki pengetahuan intim mereka sendiri tentang tanah yang akan membantu mengikat potongan-potongan teka-teki pemanasan bersama.
Lesack telah mempelajari danau-danau di wilayah ini setiap tahun sejak 1989. Danau-danau ini memiliki ukuran mulai dari yang lebih besar dari lapangan sepak bola hingga seukuran setengah lapangan tenis, dan kurva dalam bentuk yang menyerupai organ tubuh yang aneh. Bentang alam yang sangat bopeng sangat unik di Kutub Utara, dan telah menciptakan hotspot biologis bagi ribuan burung pantai bermigrasi yang bertelur, karibu, arang Arktik, dan hewan lainnya.
Lesack menemukan bahwa waktu pecahnya es di Sungai Mackenzie dan danau di sekitarnya juga menjadi lebih awal sejak dia mulai mempelajari wilayah tersebut. Banyaknya danau terbentuk sebagai akibat dari gangguan es di sungai yang terjadi pada setiap mata air. Dalam proses ini, es pecah dari selatan yang lebih hangat ke utara — ke arah yang sama dengan aliran sungai — menciptakan bendungan saat terakumulasi di hilir.
Ini mengirimkan gelombang es yang semakin memecah dan bergerak menuju samudra Arktik, kata Lesack. "Ketika ini terjadi, air kembali naik di belakang es dan bergerak ke semua saluran ini, " di mana ia mengalir ke danau, tambahnya.
Orcutt dan Wheat telah bekerja sama dengan Lesack untuk mempelajari wilayah ini dalam beberapa tahun terakhir, membawa serta mereka alat pengambilan sampel air yang inovatif namun sederhana yang disebut OsmoSampler yang mereka gunakan untuk studi laut dalam yang tidak terkait. Mampu mengumpulkan sampel air kontinu selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun tanpa sumber daya, perangkat ini terdiri dari kumparan tabung sempit berdiameter sekitar 1 milimeter yang terhubung ke pompa osmotik. Pompa — yang diikat dengan kumparan dalam peti susu plastik — berisi ruang-ruang segar dan air asin yang dipisahkan oleh selaput.
Diciptakan oleh peneliti Hans Jannasch di Monterey Bay Aquarium Research Institute pada 1990-an, manfaat utama dari OsmoSampler adalah kesederhanaannya dan kemampuan untuk mengumpulkan sampel air kontinu tanpa daya. Setiap hari, air tawar menetes ke atas ke dalam ruang air asin melalui osmosis, secara pasif menarik air dari lingkungan melalui ujung lain dari tabung sempit.
“Di daerah terpencil ini, sama sekali tidak praktis bagi seseorang untuk pergi keluar sekali seminggu untuk melakukan pekerjaan semacam ini, ” kata Orcutt. "Jadi itulah manfaat dari apa yang kita coba lakukan."
Danau di Delta Sungai Mackenzie secara kolektif mengambil 50 persen dari luas daratan di delta. (Laura Poppick) ...
Selama beberapa hari di bulan Agustus, saya bergabung dengan tim untuk mengumpulkan dan menggunakan sampler ini di danau dekat Inuvik dan yang lainnya di delta luar, hanya dapat diakses dengan helikopter.
Penyebarannya sangat sederhana. Seorang anggota tim melakukan pembacaan GPS dan pengukuran kedalaman air sehingga mereka dapat menemukannya bertahun-tahun dari sekarang, dan kami sedang dalam perjalanan. Mengambil sebuah OsmoSampler yang digunakan tahun lalu juga cukup mudah. Kami mengikuti titik GPS ke tempat yang seharusnya, dan memancing di sekitar dengan batang logam sampai memukul perasaan akrab dari peti susu. Ketika semuanya berjalan lancar, seluruh proses ini memakan waktu lima menit yang mengesankan.
Tapi sementara OsmoSamplers sederhana untuk digunakan dan murah untuk membangun (bahan untuk satu biaya sekitar $ 1.000), sebenarnya membawa sampler ke tempat yang mereka butuhkan adalah cerita lain. Menyewa helikopter hanya untuk satu hari bisa berharga $ 10.000, kata Wheat. Tim juga harus memperhitungkan biaya peralatan di Aurora Research Institute (ARI) Inuvik, pangkalan mereka yang berafiliasi dengan Aurora College di mana mereka menyewa kapal, ruang laboratorium, dan alat-alat lain serta peralatan keselamatan yang diperlukan untuk mengatasi hambatan yang diharapkan ketika bekerja di sebuah lingkungan terpencil.
Dan kami tentu saja menghadapi hambatan. Pada hari pertama saya keluar di saluran samping Sungai Mackenzie dengan tiga anggota tim, kami menemukan bendungan berang-berang yang mencakup seluruh lebar saluran selebar 10 kaki. Sebagian besar terendam di bawah air dan tanpa berang-berang penduduk terlihat, konstruksi terdiri dari tongkat tebal dari sekitar pohon seperti tusuk gigi menumpuk terlalu tinggi untuk kita lewati.
"Oh, berang-berang, " kata Hadley McIntosh, seorang kandidat PhD dalam kimia lingkungan di University of Maryland yang telah menempuh rute ini sebelumnya.
Meramalkan hambatan ini, tim datang dengan gergaji tangan.
"Aku ada di sana, " kata teknisi Wheat, Trevor Fournier, yang mengenakan pembalut dada, ketika ia melompat keluar dari perahu motor dan mengarahkan kami ke atas kayu yang tenggelam sementara mahasiswa pascasarjana Lesack, Mitchell Bergstresser, mengangkat motor.
Kami melewati bendungan tanpa perlu gergaji. Tapi kemudian kami menemukan motor tidak mau hidup. Saya melihat dari muka ke muka, mencoba menilai tingkat keparahan situasi melalui bahasa tubuh. Semua orang tampak tenang; lagipula, kami (entah bagaimana) memiliki layanan seluler di sini dan dapat meminta bantuan jika diperlukan. Tapi yang bisa saya pikirkan adalah bahwa kami telah berlayar lebih dari satu jam ke hulu dari Inuvik dan sekarang berada bermil-mil jauhnya dari peradaban mana pun, di wilayah beruang utama yang grizzly.
Sisa tim tampaknya tidak terpengaruh oleh insiden itu. Setelah satu jam mengatasi masalah dan dengan sepasang busi yang baru dipasang, kami melanjutkan perjalanan dengan Fournier melompat keluar dan menarik kami beberapa kali melewati segmen dangkal saluran. Ketika akhirnya kami sampai di danau yang kami tuju, McIntosh dengan gembira menunjuk ke air di sebelah kapal.
"Gelembung, " katanya sambil tersenyum.
Gelembung metana berasal dari dua sumber yang berbeda di danau ini, jelas McIntosh. Mereka dapat bocor keluar dari kolam bawah tanah yang dalam dari gas alam, menggelegak melalui celah di tanah yang secara historis telah disegel dari atmosfer oleh beberapa meter tanah beku. Saat tanah ini mencair, metana merembes keluar, sebuah fenomena yang telah diamati di delta ini juga di Alaska, Greenland, dan bagian lain di Kutub Utara.
Tanah pencairan itu sendiri juga menjadi sumber metana, karena dapat mengandung bahan organik yang bisa dinikmati oleh mikroba — dan metana adalah produk sampingan dari mikroba yang mengonsumsi makanan mereka. McIntosh menyamakan proses ini dengan mikroba yang memakan hamburger yang dicairkan. "Lebih mudah makan hamburger daripada es batu, " katanya. "Jadi, karena ada lebih banyak hamburger yang mencair, ada potensi untuk menghasilkan lebih banyak metana."
Mitchell Bergstresser mengarahkan kami menyusuri saluran samping Sungai Mackenzie, dengan pohon-pohon merosot di sungai. (Laura Poppick) ...
Di Kanada Barat dan Alaska, kata "permafrost" dengan cepat menjadi keliru. Semakin banyak, permafrost mencair di wilayah ini — salah satu tempat pemanasan tercepat di Kutub Utara. Suhu musim dingin telah meningkat dengan 3 hingga 4 derajat Celcius yang mengkhawatirkan selama 50 tahun terakhir, dan permafrost telah merayap ke utara dan telah memanas sekitar 2 derajat Celcius sejak 1980-an, menurut laporan dari Program Pemantauan dan Penilaian Arktik.
Ini tidak hanya menantang kehidupan bagi orang-orang dan margasatwa yang membuat rumah di sini, tetapi juga memberikan kontribusi serius terhadap pemanasan yang menyebabkan pencairan pada skala global. Sayangnya, perubahan yang semakin dramatis tidak bertemu dengan lebih banyak, tetapi dengan lebih sedikit dana federal untuk ilmu iklim, jelaskan Gandum saat kami berlayar di sekitar danau yang kami tempati beberapa hari kemudian.
Tahun ini, anggaran federal yang diusulkan memotong dana ke EPA sebesar 31 persen, yang akan memiliki efek domino pada sumber pendanaan lainnya, kata Wheat. "Ketika EPA tertabrak, hal pertama yang benar-benar terkena adalah semua dana universitas, " kata Wheat. Ketika pendanaan untuk universitas dari satu lembaga berkurang, aplikasi hibah membanjiri lembaga lain, seperti National Science Foundation, yang kemudian menjadi lebih kompetitif.
Untuk memastikan pekerjaan mereka di Delta Sungai Mackenzie berlanjut, Wheat berharap untuk semakin mencari ke yayasan swasta daripada pemerintah federal untuk pendanaan, termasuk yayasan WM Keck dan Gordon dan Betty Moore. Tapi dia khawatir kurangnya dana pemerintah akan melukai generasi ilmuwan berikutnya, yang mungkin tidak memperoleh keterampilan yang dikumpulkan dengan keluar di lapangan yang tidak berasal dari duduk di ruang kelas, "tetapi sebenarnya di lapangan melakukan sesuatu, " dia berkata.
Saya mendayung kami melawan angin ketika Wheat menangkap OsmoSampler yang dikerahkan musim panas sebelumnya. “Ini adalah penglihatan yang sangat pendek dari sistem pendidikan, ” katanya, menggelengkan kepalanya.
Trevor Fournier (kanan) dan mahasiswa pascasarjana Mitchell Bergstresser (kiri) dan Hadley McIntosh (tengah) bekerja bersama untuk mengangkat seorang OsmoSampler dari sebuah danau yang telah didudukinya selama setahun. (Laura Poppick) ...
Jenis kolaborasi luas ini sangat penting untuk mengatasi masalah yang memuncak yang ditimbulkan oleh perubahan iklim bagi orang-orang yang tinggal di utara, kata Steve Kokelj, seorang peneliti permafrost dengan Northwest Territories Geological Survey. “Kami memiliki beberapa masalah serius yang mendesak, ” kata Kokelj. "Saya ingin orang lain yang cerdas dan memiliki sumber daya yang baik untuk memikirkan masalah yang penting bagi utara."
Tetapi Kokelj juga memperingatkan bahwa, sekarang lebih dari sebelumnya, penelitian ini harus mengikat kembali ke masyarakat yang tinggal di utara yang perlu menyesuaikan gaya hidup mereka ketika lem yang menyatukan lanskap mereka menjadi berantakan.
“Jika semua penelitian yang dilakukan adalah untuk memberi makan model iklim global atau melihat hal-hal yang bersifat global, Anda membuat keterputusan antara apa yang menjadi upaya penelitian di daerah setempat untuk bagaimana itu benar-benar mempengaruhi Anda, ” kata Kokelj . "Hal terakhir yang kami inginkan adalah melanggengkan keterputusan antara sains dan publik."
Di Inuvik, Lesack dan rekannya bekerja dengan komunitas asli dalam beberapa cara untuk memastikan pekerjaan mereka tetap relevan. Dari awal, mereka harus mendapatkan izin dari Dewan Suku Gwich'in - kelompok terkemuka lainnya di Inuvik selain Inuvialuit - untuk melakukan penelitian di tanah mereka. Tim juga telah memberikan kuliah di masyarakat untuk menjelaskan temuan mereka, dan telah mempekerjakan siswa musim panas lokal untuk berpartisipasi dalam pekerjaan lapangan dan praktikum.
Elias, penatua Inuvialuit, telah menghabiskan waktu sebagai asisten lapangan yang menyediakan layanan keselamatan dan panduan bagi para ilmuwan di wilayah ini selama bertahun-tahun, dan mengatakan bahwa hubungan asli dengan para ilmuwan sangat penting sekarang karena setiap orang di utara menyesuaikan diri dengan perubahan yang cepat. "Pasti para ilmuwan dan kami bekerja bersama, " katanya. "Pasti semua orang."
Meski begitu, beberapa orang Gwich'in awalnya memandang ilmuwan iklim dengan khawatir, menurut Robert Charlie, direktur Layanan Gwich'in dengan Dewan Suku Gwi'chin. Dia mengatakan bahwa penduduk asli telah berbicara tentang perubahan iklim selama beberapa dekade dan bertanya-tanya mengapa para ilmuwan terus mempelajari apa yang sudah mereka ketahui sedang terjadi.
Meski begitu, ia memuji aspek-aspek tertentu dari penelitian ini, termasuk peluang yang diberikan penduduk asli muda untuk keluar di tanah sebagai asisten lapangan. "Beberapa anak muda tidak memiliki kesempatan untuk keluar di tanah lagi, jadi ini adalah kesempatan yang baik untuk berhubungan dengan beberapa daerah di mana leluhur mereka mungkin menghabiskan waktu, " jelas Charlie.
Dan sebaliknya, para ilmuwan sendiri mengatakan mereka mendapat manfaat dari bekerja dengan orang-orang muda ini yang membawa rasa ingin tahu, energi, dan pengalaman mereka sendiri yang tinggal di utara.
"Ini bisa menjadi komunikasi dua arah, " kata Lesack. Dia menambahkan bahwa dia telah memanfaatkan sumber-sumber pengetahuan tradisional dari para tetua pribumi untuk informasi terkait perubahan es yang pecah di sungai yang seharusnya tidak dia ketahui. Dia berharap untuk terus memperluas pekerjaannya dengan penduduk asli di masa depan, berpotensi membentuk program pemantauan lingkungan jangka panjang bersama mereka. "Itu bisa memungkinkan kita untuk menangani pertanyaan yang tidak bisa kita atasi."
Ketika saya duduk bersama Elias yang lebih tua di mobilnya memandang ke sebuah lapangan berlumpur di Inuvik, dia menggemakan pentingnya bekerja bersama untuk mengatasi perubahan Arktik. “Awalnya sulit diterima, kami pikir itu tidak akan pernah terjadi, ” kata Elias, berbicara tentang perubahan iklim. "Tapi itu benar."
Sekarang, lebih dari sebelumnya, para ilmuwan dan penduduk asli harus bekerja sama untuk mengatasi masalah ini.
"Perasaan saya adalah kita harus bekerja bahu membahu, " katanya. “Kita harus bekerja bersama — karena perubahan selalu datang.”
