Pahlawan Tersembunyi di Lautan: Bagaimana Alga Laut Dalam Berkembang Di Tengah Pemanasan Global

Para peneliti telah menemukan perubahan signifikan dalam pola pertumbuhan fitoplankton yang hidup di laut dalam akibat pemanasan global, seperti yang ditunjukkan oleh penelitian selama 33 tahun di dekat Bermuda.

Alga mikroskopis ini, yang penting bagi rantai makanan laut dan penyerapan karbon dioksida, menunjukkan respons yang bervariasi berdasarkan kedalaman, dengan lapisan yang lebih dalam meningkatkan biomassa dan lapisan permukaan menunjukkan penurunan klorofil.

Di bawah permukaan laut, alga kecil yang dikenal sebagai fitoplankton tumbuh subur sebagai respons terhadap pemanasan global. Penemuan ini berasal dari penelitian terbaru yang diterbitkan di Perubahan Iklim Alamyang memberikan analisis jangka panjang yang belum pernah terjadi sebelumnya—yang mencakup lebih dari tiga dekade—terhadap tumbuhan mikroskopis yang tidak terlihat oleh satelit pemantau lautan.

Fitoplankton membentuk fondasi jaring makanan laut. Mereka dikonsumsi oleh zooplankton (hewan mikroskopis) yang sedikit lebih besar, yang selanjutnya dimakan oleh ikan-ikan kecil, kemudian ikan yang semakin besar, dan seterusnya dalam rantai makanan. Akibatnya, perubahan apa pun pada populasi fitoplankton dapat menimbulkan dampak yang meluas ke seluruh ekosistem laut, memengaruhi semua organisme hingga dan termasuk predator besar seperti hiu dan paus. Oleh karena itu, memahami bagaimana fitoplankton beradaptasi terhadap perubahan iklim sangat penting untuk memprediksi kesehatan lautan kita di masa depan.

Stratifikasi dan Lapisan Fitoplankton

Lebih dari 70% lautan global yang diterangi matahari terbagi menjadi setidaknya dua lapisan, baik secara permanen maupun musiman. Demikian pula, organisme mikroskopis ini hidup dalam dua lapisan yang berbeda: fitoplankton permukaan di lautan bagian atas yang cukup terang dan bergejolak, dan organisme yang hidup lebih dalam, di mana terdapat sedikit cahaya namun banyak nutrisi.

Fitoplankton permukaan mudah dipantau oleh satelit, yang dapat mendeteksinya berdasarkan warna laut dan mampu mengamati wilayah yang luas secara real-time. Namun satelit-satelit ini hanya dapat menangkap apa yang terjadi pada fitoplankton di kedalaman 50 meter, bahkan di perairan paling jernih sekalipun. Fitoplankton yang lebih dalam tidak dipantau secara rutin dengan satelit, dan pengetahuan kita tentang mereka masih sangat sedikit.

Ini adalah batasan yang serius. Fitoplankton yang lebih dalam membentuk sebagian besar (diperkirakan sekitar 10%-30%) dari total biomassa fitoplankton. Meski minim cahaya, pasokan nutrisi dari bawah berarti mereka menghasilkan sebagian besar biomassa baru yang tercipta di lautan fotosintesisdan “mekarnya” (peningkatan biomassa kolektif secara tiba-tiba) dapat bertahan lebih lama dibandingkan dengan biomassa di permukaan.

Dinamika Fitoplankton Permukaan Versus Dalam

Untuk menyelidiki kedua lapisan fitoplankton tersebut, kami menggunakan data sampel kapal selama 33 tahun dari lokasi dekat Bermuda di Laut Sargasso, wilayah yang biasanya tenang di tengah beberapa arus besar di Atlantik Utara. Ini adalah salah satu dari sedikit tempat di dunia di mana data ini dikumpulkan secara rutin dalam jangka waktu yang lama.

Kami kemudian menggunakan alat pemodelan dua lapisan baru untuk menganalisis permukaan dan bawah permukaan laut secara terpisah. Kami menemukan bahwa fitoplankton yang hidup di kedalaman laut meningkatkan biomassa kolektifnya sebagai respons terhadap pemanasan di Atlantik Utara, terutama karena pemanasan yang semakin cepat selama dekade terakhir.

Sementara itu, fitoplankton di permukaan telah berkurang kadar klorofilnya dan tampak kurang hijau. Hal ini mungkin terjadi karena mereka terbiasa dengan tingkat cahaya yang lebih tinggi di dekat permukaan, karena air permukaan yang lebih hangat cenderung lebih sedikit bercampur dengan air di bawahnya, sehingga membuat mereka berada dalam kondisi terang untuk waktu yang lebih lama. Hal ini juga bisa disebabkan oleh lingkungan yang lebih hijau jenis fitoplankton kalah bersaing dengan fitoplankton yang lebih mampu beradaptasi pada kondisi permukaan yang cerah dan rendah nutrisi. Spesies ini biasanya menghasilkan lebih sedikit klorofil, yang menyebabkan komunitas fitoplankton secara keseluruhan menjadi kurang hijau.

Pentingnya Pemantauan Fitoplankton Bawah Permukaan

Pergeseran ini dapat berdampak luas pada ekosistem laut dan cara laut menghilangkan karbon dioksida dari atmosfer. Kami berspekulasi bahwa komunitas fitoplankton di kedalaman mungkin mendukung jaring makanan yang berbeda dari komunitas di permukaan, dan mungkin menyumbang sebagian besar bahan organik yang tenggelam lebih dalam ke lautan sebagai “salju laut”.

Inilah sebabnya mengapa pemantauan “hutan tak kasat mata” fitoplankton di bawah permukaan ini sangat penting, karena ia tetap tersembunyi dari satelit dan perubahan-perubahan ini mungkin luput dari perhatian.

Langkah selanjutnya adalah menggunakan robot laut terapung, untuk memantau fitoplankton di kedalaman yang lebih dalam, melengkapi data satelit. Robot-robot ini sudah ada dan menyediakan data berharga dari bawah permukaan laut, di luar jangkauan satelit. Teknologi lainnya termasuk lidar satelit dengan pandangan lebih dalam. Namun, seperti robot, mereka belum beroperasi cukup lama untuk sepenuhnya menangkap tren jangka panjang fitoplankton yang hidup di laut dalam.

Ditulis oleh:

• Johan Viljoen, Peneliti Postdoctoral di bidang Oseanografi Biologi, Universitas Exeter
• Bob Brewin, Profesor Madya, Ilmu Bumi & Lingkungan, Universitas Exeter
• Xuerong Sun, Peneliti Pascadoktoral, Ilmu Kelautan, Universitas Exeter

Diadaptasi dari artikel yang awalnya diterbitkan di The Conversation.