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

Tingkat oksigen yang rendah di danau dan waduk dapat mempercepat perubahan global – ScienceDaily


Karena penggunaan lahan dan perubahan iklim, danau dan waduk secara global mengalami penurunan besar konsentrasi oksigen di dasar perairannya. Telah didokumentasikan dengan baik bahwa tingkat oksigen yang rendah memiliki efek merugikan pada ikan dan kualitas air, tetapi sedikit yang diketahui tentang bagaimana kondisi ini akan mempengaruhi konsentrasi karbon dioksida dan metana di air tawar.

Karbon dioksida dan metana adalah bentuk utama karbon yang dapat ditemukan di atmosfer bumi. Kedua gas ini sebagian bertanggung jawab atas efek rumah kaca, suatu proses yang meningkatkan suhu udara global. Metana 34 kali lebih kuat dari gas rumah kaca daripada karbon dioksida, jadi mengetahui bagaimana tingkat oksigen yang rendah di dalam danau dan waduk memengaruhi karbon dioksida dan metana dapat memiliki implikasi penting bagi pemanasan global.

Hingga saat ini, para peneliti tidak memiliki data empiris dari seluruh skala ekosistem untuk secara pasti mengatakan bagaimana perubahan oksigen dapat mempengaruhi kedua gas rumah kaca ini.

“Kami menemukan bahwa tingkat oksigen yang rendah meningkatkan konsentrasi metana sebanyak 15 hingga 800 kali lipat pada skala ekosistem secara keseluruhan,” kata Alexandria Hounshell, seorang peneliti postdoctoral di Departemen Ilmu Biologi di Sekolah Tinggi Sains. “Pekerjaan kami menunjukkan bahwa tingkat oksigen yang rendah di perairan dasar danau dan waduk kemungkinan akan meningkatkan potensi pemanasan global ekosistem ini sekitar urutan besarnya.”

Peneliti Virginia Tech baru saja menerbitkan temuan ini dalam makalah berdampak tinggi di Limnologi dan Oseanografi Letters.

Untuk menentukan korelasi antara konsentrasi oksigen dan metana, para peneliti mengamati dua reservoir di luar Roanoke. Bekerja sama dengan Western Virginia Water Authority, tim peneliti mengoperasikan sistem oksigenasi di Falling Creek Reservoir, yang memompa oksigen ke dasar perairan dan memungkinkan peneliti mempelajari konsentrasi oksigen pada skala ekosistem secara keseluruhan. Dengan juga memantau Waduk Beaverdam, waduk hulu tanpa sistem oksigenasi, mereka dapat membandingkan konsentrasi gas rumah kaca di perairan dasar kedua waduk. Mereka menjalankan eksperimen selama tiga tahun untuk melihat seberapa konsisten temuan mereka dari waktu ke waktu.

“Tingkat metana jauh lebih tinggi ketika tidak ada oksigen di dasar perairan waduk ini; sedangkan tingkat karbon dioksida tetap sama, terlepas dari tingkat oksigen,” kata Cayelan Carey, profesor ilmu biologi dan anggota fakultas afiliasi Global. Ganti Pusat. “Dengan tingkat oksigen yang rendah, pekerjaan kami menunjukkan bahwa Anda akan mendapatkan produksi metana yang lebih tinggi, yang menyebabkan lebih banyak pemanasan global di masa depan.”

Studi ini adalah salah satu yang pertama yang secara eksperimental menguji di seluruh skala ekosistem bagaimana tingkat oksigen yang berbeda mempengaruhi gas rumah kaca. Secara logistik, sangat menantang untuk memanipulasi seluruh ekosistem karena kompleksitasnya dan banyak bagian yang bergerak. Meskipun para ilmuwan dapat menggunakan pemodelan komputer dan eksperimen laboratorium, tidak ada yang sejelas hal yang nyata.

“Kami dapat melakukan substitusi ruang untuk waktu karena kami memiliki dua reservoir yang dapat kami manipulasi dan kontras satu sama lain untuk melihat seperti apa masa depan nanti, karena tingkat oksigen air bawah yang lebih rendah menjadi lebih umum. Kita dapat mengatakannya dengan kepastian yang tinggi bahwa kita akan melihat danau ini menjadi penghasil metana yang lebih besar seiring dengan penurunan kadar oksigen, “kata Carey.

Menurut Hounshell, kekuatan hasil mereka terletak pada penelitian yang dilakukan selama beberapa tahun. Meskipun memiliki rentang kondisi meteorologi selama tiga tahun, studi tersebut menegaskan bahwa konsentrasi metana yang jauh lebih tinggi dalam kondisi oksigen rendah terjadi secara konsisten setiap tahun, tidak peduli suhu udara.

Pada akhirnya, studi ini sangat penting untuk bagaimana para peneliti, dan masyarakat umum, memikirkan tentang bagaimana ekosistem air tawar menghasilkan gas rumah kaca di masa depan. Dengan peningkatan konsentrasi oksigen rendah di danau dan waduk di seluruh dunia, ekosistem ini akan menghasilkan konsentrasi metana yang lebih tinggi di masa depan, yang mengarah pada lebih banyak pemanasan global.

Tentu saja, perubahan ekologi ini tidak hanya terjadi di wilayah Roanoke. Di seluruh dunia, sejumlah penelitian menunjukkan perubahan siklus karbon di ekosistem darat dan laut. Namun, studi ini adalah salah satu dari sedikit untuk mengatasi fenomena di danau dan waduk, yang sering diabaikan dalam anggaran karbon. Studi ini akan mengisi kesenjangan pengetahuan ini dan menyoroti apa yang dapat kita lakukan sebagai warga negara untuk mengatasi masalah ini.

Studi ini menunjukkan bahwa menjaga danau agar tidak mengalami konsentrasi oksigen yang rendah pada awalnya dapat mencegah danau mencapai titik kritis, saat danau tersebut mulai menjadi penghasil metana besar. Keputusan kecil bisa bertambah. Misalnya, penurunan limpasan ke danau dan waduk dapat mencegah penipisan oksigen di dasar perairannya. “Jangan menaruh banyak pupuk di halaman Anda, dan sangat strategislah tentang berapa banyak pupuk yang Anda gunakan dan bagaimana Anda menggunakannya,” kata Hounshell.

Dan gas rumah kaca hanyalah sebagian kecil dari gambaran yang lebih besar tentang bagaimana waduk berfungsi dalam siklus karbon global. Saat ini, tim peneliti sedang melakukan studi manipulasi oksigen lanjutan untuk menjelaskan komponen lain yang berkontribusi terhadap perubahan ekosistem. Mereka akan terus memantau manipulasi oksigen di dua reservoir Roanoke untuk melihat bagaimana reservoir tersebut dapat mempengaruhi ekosistem untuk jangka panjang.

Proyek ini didanai oleh Virginia Tech Institute for Critical Technology and Applied Science, Fralin Life Sciences Institute di Virginia Tech, dan oleh National Science Foundation grant DEB-1753639.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Pengeluaran SGP