Mengapa Danau Jenewa Mengeluarkan CO2 Sebanyak Kota? Ilmuwan Memecahkan Misterinya

Emisi CO₂ di Danau Jenewa terutama berasal dari erosi batuan, bukan bahan organik, sehingga membentuk kembali pemahaman kita tentang siklus karbon danau.

Berbeda dengan lautan, danau melepaskan CO₂ dalam jumlah besar ke atmosfer. Namun apa yang menyebabkan perbedaan ini, dan mekanisme apa yang mendorongnya? Untuk pertama kalinya, para ilmuwan di UNIL memetakan seluruh siklus karbon di Danau Jenewa, mengembangkan model yang kini dapat diterapkan di banyak danau terbesar di dunia.

• Bertentangan dengan kepercayaan sebelumnya, erosi alami pada batuanlah yang bertanggung jawab atas jumlah CO yang signifikan₂ emisi dari Danau Jenewa dan banyak danau besar di dunia.
• Studi ini memberikan bagian yang hilang untuk memahami siklus karbon di danau.
• Platform danau LéXPLORE di Swiss memainkan peran utama dalam penemuan penting internasional ini.

Seperti kebanyakan danau di dunia, Danau Jenewa merupakan penghasil gas rumah kaca, khususnya karbon dioksida (CO2).₂). Setiap tahunnya, negara ini menghasilkan CO sebanyak itu₂ sebagai transportasi mobil kota Lausanne (≃ 150.000 jiwa). Fenomena ini – produksi CO₂ di tepi danau – telah dikenal selama bertahun-tahun. Namun, terdapat perdebatan luas mengenai mekanisme yang bekerja.

Teori ilmiah tradisional menyatakan bahwa danau CO₂ emisi terutama disebabkan oleh masuknya bahan organik dari tanah di sekitarnya. Bahan yang berasal dari penguraian sisa tumbuhan dan hewan ini terbawa ke danau melalui curah hujan, kemudian diuraikan oleh mikroorganisme sehingga menyebabkan pelepasan CO.₂. Proses ini dikenal sebagai respirasi. Meskipun teori ini menjelaskan perilaku beberapa danau, teori ini tidak berlaku untuk Danau Jenewa, yang hanya menerima sedikit bahan organik dari tepiannya. Secara teori, keseimbangan karbon tahunannya harus netral, dengan CO di musim dingin₂ produksi (dari dekomposisi bahan organik dan pencampuran air) diimbangi oleh CO musim panas₂ penyerapan (karena alga fotosintesis). Lalu mengapa Danau Jenewa masih mengeluarkan CO dalam jumlah besar?₂?

Sebuah tim ilmuwan UNIL baru saja menguraikan mekanisme yang terlibat. Sebagian besar emisi sebenarnya berasal dari erosi alami batuan di hulu danau. Ketika air hujan mengenai bebatuan, ia melepaskan ion bikarbonat dan kalsium, yang kemudian mengalir ke danau.

Di musim panas, di bawah pengaruh panas dan pertumbuhan alga – yang mengubah PH air dan bertindak sebagai katalis – ion-ion tersebut membentuk mikropartikel batu kapur. Ini dikenal sebagai presipitasi kalsit. Reaksi kimia ini melepaskan CO₂membuat danau ini tampak seperti susu biru kehijauan di musim panas. Alga terus menyerap CO₂namun hal ini tidak cukup untuk mengimbangi produksi besar-besaran akibat erosi batuan. Oleh karena itu, emisi tambahan tersebut merupakan hasil dari proses geologis, bukan sekadar proses biologis, seperti yang diperkirakan sebelumnya.

Penemuan ini dipublikasikan di Kemajuan Ilmu Pengetahuan. “Hasil kami tidak hanya menjelaskan siklus karbon di Danau Jenewa, namun juga mengungkap proses universal yang berlaku di beberapa danau besar di dunia,” jelas Marie-Elodie Perga, profesor limnologi di Fakultas Geosains dan Lingkungan UNIL dan rekan penulis. dari penelitian ini. “Masalah ini telah mengganggu saya sejak tesis saya,” jelasnya. “Dengan menggunakan infrastruktur ilmiah yang unik di dunia – platform LéXPLORE (lihat sisipan) – kami dapat mengamati, memodelkan, dan menyamakan proses-proses ini dalam skala yang sangat kecil, memberikan bagian yang hilang dari pemodelan siklus karbon tradisional.” Terletak di Danau Jenewa, laboratorium terapung ini memungkinkan pemantauan berbagai parameter yang terkait dengan siklus karbon, secara terus menerus dan dengan frekuensi tinggi.

Cara yang tepat untuk memerangi pemanasan global

Selain kepentingan ilmiah dari penemuan ini, data baru ini juga penting dalam upaya melawan pemanasan global.

“Penilaian dilakukan setiap tahun untuk mengidentifikasi penghasil (sumber) dan penyimpan (penyerap) karbon di planet kita,” jelas Marie-Elodie Perga. “Sangat penting untuk memiliki pengetahuan mendalam tentang bagaimana CO₂ secara alami diangkut, disimpan, dan diubah antar benua, air, dan atmosfer. Hanya visi global yang akan memungkinkan kita mengambil tindakan efektif untuk memerangi pemanasan global.”

Platform LéXPLORE

LéXPLORE adalah platform penelitian ilmiah berukuran 10 mx 10 m yang terletak di Danau Jenewa di Swiss, hampir 600 m dari pantai. Dilengkapi dengan instrumentasi berteknologi tinggi (109 sensor) dan menyediakan pengukuran terus menerus, siang dan malam, dalam segala kondisi cuaca.

LéXPLORE menyatukan lima institusi (EPFL, EAWAG, INRAE, UNIL, UNIGE) yang melakukan penelitian multidisiplin mutakhir tentang danau dan atmosfernya. Ini juga digunakan sebagai fasilitas pelatihan dan pengajaran, dan sebagai alat sosialisasi kepada masyarakat umum.

Referensi: “Curah hujan kalsit: Bagian siklus karbon danau yang terlupakan” oleh Gaël Many, Nicolas Escoffier, Pascal Perolo, Fabian Bärenbold, Damien Bouffard dan Marie-Elodie Perga, 30 Oktober 2024, Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.ado5924