Memajukan pengeditan gen dengan varian CRISPR / Cas9 baru - ScienceDaily
Lingkungan

Kenaikan suhu menyebabkan runtuhnya tanah permafrost yang utuh – ScienceDaily


Sekitar seperempat tanah di belahan bumi utara membeku secara permanen. Daerah-daerah ini diperkirakan mengandung karbon dua kali lebih banyak dari atmosfer dunia saat ini. Penelitian baru mengatakan bahwa tanah permafrost ini tidak hanya semakin mencair seiring dengan pemanasan bumi, tetapi juga melepaskan karbon tersebut, yang mempercepat pencairan tersebut.

Tim peneliti internasional yang terdiri dari Thomas Borch, profesor Universitas Negeri Colorado di Departemen Ilmu Tanah dan Tanaman, dan Monique Patzner, Ph.D. Mahasiswa di Pusat Geosains Terapan Universitas Tübingen di Jerman, telah menyelidiki bagaimana perkembangan ini mempengaruhi mikroorganisme di dalam tanah. Hasil mereka telah dipublikasikan di Komunikasi Alam. Borch, yang ikut menjadi penasihat Patzner, juga memegang jabatan di Departemen Teknik Sipil dan Lingkungan CSU dan Departemen Kimia. Patzner adalah penulis utama makalah tersebut.

Pekerjaan tersebut dipimpin oleh Andreas Kappler dari Universitas Tübingen dan Casey Bryce dari Universitas Bristol di Inggris.

Tim bekerja dengan asumsi bahwa pencairan meningkatkan ketersediaan karbon organik untuk diproses mikroorganisme, yang pada gilirannya melepaskan sejumlah besar karbon dioksida dan metana. Gas-gas ini mempercepat efek rumah kaca, yang menyebabkan pencairan permafrost lebih lanjut dalam lingkaran setan.

Meningkatnya suhu menyebabkan runtuhnya tanah permafrost yang utuh, mengakibatkan tanah longsor dan pembentukan lahan basah yang meluas. Dalam studi terbaru ini, tim menyelidiki apa yang terjadi pada karbon yang terperangkap di tanah saat lapisan es mencair.

“Bahan organik secara alami ada dalam sampel yang terakumulasi sebagai gambut selama ribuan tahun. Dengan pencairan permafrost, mikroba menjadi aktif dan mampu menguraikan gambut,” kata Kappler. “Kami juga tahu bahwa mineral besi menjaga karbon organik dari biodegradasi di berbagai lingkungan – dan dengan demikian mereka bisa menjadi penyerap karbon bahkan setelah permafrost mencair.”

Besi reaktif hadir sebagai sejenis karat dan mungkin diharapkan untuk menjebak bahan organik dalam apa yang oleh para ilmuwan disebut sebagai “penyerap karbon berkarat.”

Tim tersebut menyelidiki potensi penyimpanan penyerap karbon berkarat di lahan gambut permafrost di Stordalen mire, Abisko, Swedia. Di sana, sampel air tanah dan inti bor dari lapisan aktif diambil sepanjang gradien pencairan permafrost. Tim peneliti memeriksa berapa banyak bahan organik yang terikat pada mineral besi reaktif, seberapa stabil asosiasi besi-karbon ini dengan pencairan permafrost, dan apakah mikroorganisme yang ada dapat menggunakan bahan tersebut sebagai sumber makanan dan energi. Tim juga melakukan eksperimen di laboratorium di Tübingen.

Tim Borch bertanggung jawab atas karakterisasi mineralogi besi di sepanjang gradien pencairan permafrost menggunakan radiasi berbasis synchrotron di Stanford Synchrotron Radiation Lightsource. Mereka mengamati hilangnya besi kristalin yang buruk dan penurunan zat besi-chelated organik, tetapi peningkatan lempung bantalan besi dan belerang besi sepanjang gradien pencairan.

“Ini jelas menunjukkan bahwa fase besi penting larut karena kondisi anaerobik yang diinduksi oleh permafrost,” kata Borch.

Tim menemukan bahwa mikroorganisme ternyata mampu menggunakan besi sebagai sumber makanan, sehingga melepaskan karbon organik yang terikat ke dalam air di dalam tanah.

“Itu berarti penyerap karbon berkarat tidak dapat mencegah karbon organik keluar dari lapisan es yang mencair,” kata Kappler. “Berdasarkan data yang tersedia dari tempat lain di belahan bumi utara, kami berharap temuan kami dapat diterapkan untuk lingkungan permafrost di seluruh dunia,” tambah Bryce.

Patzner menjelaskan bahwa penyerap karbon berkarat hanya ditemukan di tanah permafrost utuh dan hilang selama pencairan permafrost. Sekarang para peneliti sedang mencari untuk mengetahui bagaimana hal ini memfasilitasi emisi gas rumah kaca dan pemanasan global.

“Tampaknya karbon yang terikat besi sebelumnya sangat tersedia secara hayati dan, oleh karena itu, bakteri dapat segera memetabolisme menjadi emisi gas rumah kaca,” kata Patzner. “Ini adalah proses yang saat ini tidak ada dalam model prediksi perubahan iklim dan harus diperhitungkan.”

Lab Borch sekarang menggunakan spektrometri massa resonansi siklotron transformasi ion di National High Magnetic Field Laboratory untuk menjelaskan sifat kimiawi dan nasib bahan organik yang dilepaskan. Penyelidikan lebih lanjut ini akan membantu meningkatkan pemahaman tentang siklus karbon di ekosistem sensitif ini, kata Borch.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP