Pabrik Aerosol Rahasia Amazon: Memecahkan Teka-teki Atmosfer 20 Tahun
Daerah tropis seperti Amazon menunjukkan konsentrasi partikel aerosol yang tinggi di troposfer bagian atas, sehingga membingungkan para ilmuwan selama beberapa dekade.
Para ilmuwan telah menemukan bahwa isoprena, hidrokarbon yang dikeluarkan tanaman, mendorong pembentukan partikel aerosol di troposfer atas yang dingin di wilayah tropis. Asam jejak memperkuat proses ini, menghubungkan emisi tropis dengan pembentukan awan dan dinamika iklim. Temuan ini mungkin dapat menyempurnakan model iklim.
Misteri Partikel Aerosol Tropis
Mengapa ada begitu banyak partikel aerosol yang baru terbentuk di troposfer atas di wilayah tropis seperti Amazon? Hutan tropis sangat penting bagi pengaturan iklim global, namun tingginya konsentrasi partikel-partikel ini di lapisan atas atmosfer telah membingungkan para ilmuwan selama 20 tahun terakhir.
Penelitian baru yang dipimpin oleh Universitas Helsinki menunjukkan bahwa isoprena mungkin jawabannya. Isoprena, hidrokarbon non-metana yang paling banyak dihasilkan oleh tumbuh-tumbuhan, memainkan peran penting dalam proses atmosfer.
Diterbitkan hari ini (4 Desember) di Alamstudi ini mengeksplorasi bagaimana isoprena berkontribusi terhadap pembentukan partikel di troposfer atas. Lapisan atmosfer ini terbentang dari permukaan tanah hingga kurang lebih 18 kilometer di garis khatulistiwa. Menggunakan ruang CLOUD di CERNpara peneliti menyelidiki apakah molekul organik teroksigenasi isoprena (IP-OOM) – senyawa yang terbentuk ketika isoprena teroksidasi di atmosfer – dapat menghasilkan partikel baru dalam kondisi sangat dingin di troposfer atas, dengan suhu di bawah -30°C.
Studi ini juga meneliti bagaimana faktor-faktor tambahan, termasuk suhu, jejak asam, dan nitrogen oksida, mempengaruhi proses pembentukan partikel.
Peran Mengejutkan Isoprena dalam Pembentukan Partikel Cepat
Para peneliti menemukan bahwa molekul organik teroksigenasi isoprena dapat dengan cepat membentuk partikel baru dalam kondisi troposfer atas. Sebelumnya, isoprena dianggap memiliki kemampuan membentuk partikel yang dapat diabaikan; Namun, penelitian ini menunjukkan bahwa isoprena dapat mendorong pembentukan partikel dengan cepat dalam kondisi tertentu.
“Temuan utama kami adalah adanya konsentrasi sulfur yang sangat rendah asam atau asam okso yodium secara dramatis meningkatkan pembentukan partikel, mempercepatnya hingga 100 kali lebih cepat dibandingkan jika hanya terdapat bahan organik beroksigen isoprena. Temuan ini dapat menjelaskan tingginya konsentrasi jumlah partikel yang diamati di dataran tinggi di wilayah tropis seperti Amazon,” jelas Jiali Shen, peneliti pascadoktoral di Institute for Atmospheric and Earth System Research (INAR), Universitas Helsinki.
Menghubungkan Pembentukan Partikel dengan Pemahaman Iklim
Partikel aerosol penting bagi iklim karena mereka menyebarkan dan menyerap radiasi matahari yang masuk dan tetesan benih awan dengan bertindak sebagai inti kondensasi awan. Temuan yang baru dipublikasikan ini dapat mempunyai implikasi signifikan terhadap pemahaman kita tentang pembentukan awan dan iklim.
“Penelitian ini menghubungkan emisi isoprena yang melimpah dari hutan hujan tropis dengan pembentukan partikel di bagian atas troposfer, menyoroti aspek baru dari interaksi antara hutan dan atmosfer. Hasil ini dapat mengarah pada perbaikan kimia atmosfer dan model iklim, sehingga berpotensi meningkatkan kemampuan kita untuk memprediksi perubahan iklim dan dampaknya,” kata Xu-Cheng He, salah satu peneliti utama dalam penelitian ini.
“Studi ini menggarisbawahi interaksi kompleks antara hutan, atmosfer, dan iklim. Hal ini menunjukkan bagaimana emisi dari pepohonan dapat berdampak luas terhadap pembentukan awan dan berpotensi terhadap iklim global. Jenis penelitian mendasar ini sangat penting untuk meningkatkan pemahaman kita tentang proses iklim dan kemampuan kita untuk memprediksi dan memitigasi perubahan iklim,” kata Profesor Katrianne Lehtipalo dari Universitas Helsinki.
Referensi: “Pembentukan partikel baru dari isoprena dalam kondisi troposfer atas” oleh Jiali Shen, Douglas M. Russell, Jenna DeVivo, Felix Kunkler, Rima Baalbaki, Bernhard Mentler, Wiebke Scholz, Wenjuan Yu, Lucía Caudillo-Plath, Eva Sommer, Emelda Ahongshangbam, Dina Alfaouri, João Almeida, Antonio Amorim, Lisa J. Beck, Hannah Beckmann, Moritz Berntheusel, Nirvan Bhattacharyya, Manjula R. Canagaratna, Anouck Chassaing, Romulo Cruz-Simbron, Lubna Dada, Jonathan Duplissy, Hamish Gordon, Manuel Granzin, Lena Große Schute, Martin Heinritzi, Siddharth Iyer, Hannah Klebach, Timm Krüger, Andreas Kürten, Markus Lampimäki, Lu Liu, Brandon Lopez, Monica Martinez, Aleksandra Morawiec, Antti Onnela, Maija Peltola, Pedro Rato, Mago Reza, Sarah Richter, Birte Rörup, Milin Kaniyodical Sebastian, Mario Simon, Mihnea Surdu, Kalju Tamme, Roseline C. Thakur, António Tomé, Yandong Tong, Jens Top, Nsikanabasi Silas Umo, Gabriela Unfer, Lejish Vettikkat, Jakob Weissbacher, Christos Xenofontos, Boxing Yang, Marcel Zauner-Wieczorek, Jiangyi Zhang, Zhensen Zheng, Urs Baltensperger, Theodoros Christoudias, Richard C. Flagan, Imad El Haddad, Heikki Junninen, Ottmar Möhler, Ilona Riipinen, Urs Rohner, Siegfried Schobesberger, Rainer Volkamer, Paul M. Winkler, Armin Hansel, Katrianne Lehtipalo, Neil M. Donahue, Jos Lelieveld, Hartwig Harder, Markku Kulmala, Doug R. Worsnop, Jasper Kirkby, Joachim Curtius dan Xu-Cheng He, 4 Desember 2024, Alam.
DOI: 10.1038/s41586-024-08196-0
