Ribuan danau biru Greenland berubah menjadi coklat semalam karena cuaca ekstrem memicu krisis karbon
Transformasi yang mengejutkan telah mencengkeram Greenland Barat, di mana ribuan danau biru yang dulunya-dominan menjadi coklat setelah peristiwa iklim yang ekstrem.
Hujan deras dan pencairan permafrost karbon memerah dan logam ke dalam air, mengganggu keseimbangan ekologis yang halus di kawasan itu. Alih -alih menyimpan karbon, danau sekarang melepaskan gas rumah kaca dalam jumlah besar, menandai pergeseran lingkungan yang dramatis dan cepat yang biasanya memakan waktu berabad -abad. Ilmuwan memperingatkan bahwa perubahan ini dapat memiliki konsekuensi yang langgeng untuk Arktik dan iklim global
Ribuan danau berubah menjadi coklat di tengah rekor panas
Greenland Barat adalah rumah bagi puluhan ribu danau biru yang jernih yang memasok air minum dan membantu menyerap karbon dari atmosfer. Namun, setelah dua bulan panas dan curah hujan yang memecahkan rekor pada musim gugur 2022, sekitar 7.500 danau ini berubah menjadi cokelat, mulai melepaskan karbon alih-alih menyimpannya, dan mengalami penurunan kualitas air, menurut sebuah studi baru.
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Jasmine Saros, seorang sarjana Arktik yang terkenal di Fulbright dan Associate Director dari Institut Perubahan Iklim Universitas Maine, menemukan bahwa peristiwa iklim ekstrem ini memicu pergeseran ekologis yang “mendorong danau Arktik melintasi titik kritis.” Studi mereka, diterbitkan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional (PNA), mengungkapkan bahwa pada Juli 2023 – kurang dari setahun kemudian – karakteristik fisik, kimia, dan biologis danau -danau ini telah berubah secara drastis. Tingkat transformasi ini biasanya memakan waktu berabad -abad, kata Saros. Temuan mereka dibagikan dengan komunitas lokal.
Bagaimana curah hujan dan pencairan permafrost memicu transformasi
Greenland biasanya mengalami hujan salju di musim gugur, tetapi panas yang tidak biasa menyebabkan curah hujan turun sebagai hujan. Kehangatan juga mencairkan permafrost – tanah beku yang menampung karbon organik dalam jumlah besar – melepaskan karbon, zat besi, magnesium, dan elemen -elemen lain ke dalam lingkungan. Ketika curah hujan yang memecahkan rekor melanda di seluruh wilayah, bahan-bahan yang baru terbuka ini dicuci dari tanah menjadi danau, mengubahnya menjadi cokelat.
Kecepatan perubahan yang belum pernah terjadi sebelumnya di danau Greenland Barat
Saros, yang juga seorang profesor profesor paleolimnologi dan ekologi danau dengan Sekolah Biologi dan Ekologi Umaine, mengatakan perubahan cepat di danau Greenland Barat kontras dengan browning yang lambat dan multi-dekade yang berpengalaman di danau-danau di seluruh belahan bumi utara, termasuk yang ada di Maine.
“Besarnya ini dan laju perubahan belum pernah terjadi sebelumnya,” kata Saros.
Risiko kesehatan dan masalah kualitas air
Masuknya karbon organik terlarut dan nutrisi dari permafrost dapat meningkatkan pertumbuhan bakteri dan menghasilkan rasa dan bau yang tidak diinginkan dalam air, selain mengubah warna, kata Saros. Peningkatan paparan logam yang dilepaskan dari permafrost juga dapat menyebabkan masalah kesehatan. Dengan mengidentifikasi jenis dan jumlah bahan organik dan anorganik yang memasuki danau mengikuti peristiwa ekstrem iklim, penduduk di daerah sekitarnya dapat dengan lebih baik mengevaluasi cara mengolah air mereka.
“Peningkatan bahan organik terlarut dapat berinteraksi dengan proses pengolahan air minum untuk menghasilkan produk sampingan klorinasi yang disebut trihalomethanes, yang mungkin karsinogenik,” kata Saros.
Pergeseran drastis dalam siklus karbon
Dengan sifat fisik dan kimia yang berubah, danau menjadi lebih buram dan lebih sedikit cahaya yang mampu menembus permukaannya. Pengurangan cahaya menurunkan keanekaragaman hayati plankton, yang memiliki konsekuensi yang signifikan untuk siklus karbon di kawasan itu. Para peneliti menemukan penurunan fitoplankton yang menyerap karbon dioksida dari atmosfer melalui fotosintesisdan peningkatan plankton yang memecah dan melepaskan karbon. Alih -alih diasingkan karbon dioksida di musim panas, danau telah menjadi sumbernya, dengan peningkatan 350% dalam fluks gas rumah kaca ini dari mereka.
“Penjelasan yang mungkin adalah bahwa begitu banyak karbon organik yang dimobilisasi dari lanskap ke dalam air permukaan, dan karbon organik tersedia untuk digunakan organisme akuatik,” kata Saros. “Karena danau berubah menjadi cokelat, itu mengurangi cahaya masuk ke dalam sistem, yang cenderung mendukung organisme yang menggunakan jalur karbon organik alih -alih fotosintesis.”
Sungai atmosfer dan dampaknya yang mengintensifkan
Para peneliti menyimpulkan bahwa kenaikan panas dan curah hujan disebabkan oleh beberapa sungai atmosfer. Sungai atmosfer adalah kolom panjang dan sempit uap air yang menghasilkan hujan atau salju yang kuat saat membuat pendaratan. Mereka mempengaruhi sebagian besar dunia, dan model iklim yang ada memperkirakan bahwa pada akhir abad ini, mereka akan menjadi 50-290% lebih sering di Greenland, Amerika Utara Barat, Asia Timur, Eropa Barat dan Antartika.
Saros mengatakan penelitian dan pemantauan tambahan dapat membantu menentukan bagaimana danau ini dapat pulih, memberikan wawasan yang lebih besar tentang dinamika danau di wilayah tersebut. Studi lebih lanjut juga dapat membantu para ilmuwan memeriksa danau browning di seluruh belahan bumi utara, bagaimana mereka dapat pulih dan potensi pengobatan dan intervensi.
“Itu adalah kekuatan iklim yang luar biasa yang mendorong semua danau untuk merespons dengan cara yang sama,” kata Saros. “Ketika datang ke pemulihan, apakah itu sama di seluruh danau atau berbeda?”
Kekuatan pengumpulan data jangka panjang
Studi ini dimungkinkan melalui pengumpulan data ekstensif yang diperoleh melalui pengambilan sampel air tahunan dan sensor jarak jauh di danau yang beroperasi sepanjang tahun.
“Studi kami menunjukkan kekuatan pengamatan jangka panjang. Saya telah bekerja di bidang ini sejak 2013, dan telah mengerjakan banyak proyek di sini. Tetapi di latar belakang, rekan -rekan saya dan saya telah berusaha mempertahankan set pengamatan data yang konsisten, ”kata Saros. “Begitulah cara kami dapat menangkap dan mengukur efek dari peristiwa iklim ekstrem ini.”
Reference: “Abrupt transformation of West Greenland lakes following compound climate extremes associated with atmospheric rivers” by Jasmine E. Saros, Václava Hazuková, Robert M. Northington, Grayson P. Huston, Avery Lamb, Sean Birkel, Ryan Pereira, Guillaume Bourdin, Binbin Jiang and Suzanne McGowan, 21 January 2025, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
Doi: 10.1073/pnas.2413855122
Selain Saros, Umaine Ph.D. Siswa Václava “Vendy” Hazuková, Grayson Huston, Avery Lamb, dan Guillaume Bourdin ikut menulis penelitian.
Rekan penulis lainnya termasuk Sean Birkel, Ilmuwan Iklim Negara Bagian Maine dan Asisten Profesor dengan Institut Perubahan Iklim dan Perpanjangan Koperasi Universitas Maine; Robert Northington dari Elizabethtown College di Pennsylvania; Ryan Pereira dari Universitas Heriot-Watt di Edinburgh, Binbin Jiang dari Universitas Sains dan Teknologi Zhejiang di Cina; dan Suzanne McGowan dari Institut Ekologi Belanda. Saros mengatakan Binbin dan Northington adalah mantan rekan postdoctoral di Umaine.
“Banyak Ph.D. Siswa terlibat dalam pekerjaan ini, dan benar -benar berperan dalam pekerjaan ini, ”katanya.
