Berbagi pengetahuan, dari mana saja, dari siapa saja, untuk semua

Mempelajari Perubahan Iklim dari Sedimen Danau

Sejak tahun 2010 penulis terlibat dalam sebuah proyek penelitian paleohidrologi dan paleoklimatologi yang mengambil lokasi di dua danau tektonik purba Indonesia: Danau Towuti dan Matano. Keduanya adalah danau dalam dan luas yang terletak di dekat Soroako, Sulawesi Selatan. Kata paleo sendiri berarti purba, sehingga paleohidrologi merujuk kepada penelaahan siklus di air masa lalu, dan paleoklimotologi berarti ilmu yang mempelajari sistem iklim di masa yang telah lewat.

Tim kami, yang dipimpin oleh peneliti iklim dari Universitas Brown di Amerika Serikat dan seorang profesor geofisika dari Institut Teknologi Bandung, melakukan pengambilan sampel sedimen melalui metode piston coring di kedua danau, menelaah berbagai macam data dari sedimen tersebut, serta memberikan interpretasi atas sejarah hidrologi dan iklim masa lampau yang ’tercatat’ dalam sedimen/endapan lumpur kedua danau. Kami ingin mengetahui bagaimana dua sistem iklim mendasar di Indonesia yang berimbas besar bagi kehidupan masyarakat, yakni muson dan El Niño/La Niña, telah mengalami perubahan dari masa ke masa. Harapan kami, penelitian ini, utamanya ketika sudah dihubungkan dengan studi pemodelan iklim, bisa membantu memberikan pencerahan atas apa yang akan terjadi pada sistem hidrologi (terutama curah hujan) dan iklim (kondisi suhu rata-rata) Indonesia di masa yang akan datang.

Bagi penulis, mempelajari paleoiklim dan paleohidrologi sesungguhnya serupa dengan mendalami ilmu sejarah atau arkeologi. Dengan melakukan analisis atas arca, manuskrip atau artefak dan barang lain yang dibuat oleh orang-orang dari peradaban atau kurun yang telah lampau, dapat diperoleh gambaran akan sistem kehidupan dan peristiwa-peristiwa penting yang telah lewat dan dapat diambil hikmahnya oleh generasi kini dan akan datang. Hanya saja, kurun waktu yang dipelajari dalam ilmu sejarah atau arkeologi amat singkat kalau dibandingkan dengan periode iklim yang penulis pelajari, yang biasanya mengambil skala geologi, mulai dari jutaan hingga ribuan tahun yang telah lewat. Bagi penulis yang mempelajari paleoiklim dengan menganalisis sedimen danau, lapisan-lapisan sedimen di danau serupa dengan halaman-halaman sebuah buku mengenai sejarah. Tiap lapisannya menyimpan material yang dapat menceritakan kepada kita banyak hal tentang lingkungan di sekeliling danau, selama danau itu ada. Material paling tua terletak di dasar danau sedangkan material paling muda terletak di atas, dan material baru tetap diendapkan secara terus-menerus.

Material yang terendapkan di danau datang dari sekitar dan dalam danau. Ketika mati, binatang dan tetumbuhan yang tinggal dalam danau akan meninggalkan jasad yang kemudian akan jatuh ke dasar. Polen atau serbuk sari dari tetumbuhan maupun material lain dari sekitaran danau juga diterbangkan oleh angin dan kemudian terkumpul dalam danau. Sungai-sungai yang mengalir ke danau juga membawa tanah dari bentang alam sekeliling danau ke dalam danau. Banyak mineral yang terkandung dalam tanah di sekitar danau kemudian mengendap ke dasar danau. Peneliti paleoiklim seperti penulis lantas menggunakan salah satu atau banyak material yang terendapkan tersebut untuk kepentingan studi iklim.

Ambil contoh polen yang terperangkap dalam sedimen. Tiap jenis tumbuhan di dunia menghasilkan bentuk polen yang khas. Dengan mempelajari bentuk-bentuk ini, kami kemudian dapat menggunakan mikroskop untuk menghitung kuantitas masing-masing jenis polen yang terdapat dalam sedimen dari kedalaman tertentu. Penghitungan ini kemudian dapat memberikan kepada kami gambaran perbandingan jumlah tipe tetumbuhan yang hidup di area sekitar danau ketika sedimen tersebut diendapkan. Karena tiap lapisan sedimen bisa dikalkulasi umurnya dengan beberapa macam metode, misalnya radiokarbon, kami lantas dapat menentukan bagaimana jumlah spesies tetumbuhan telah berubah selama kurun waktu tertentu. Kita tahu bahwa beberapa spesies menyenangi kondisi hangat dan kering, sedangkan spesies yang lain berada dalam kondisi optimumnya di kondisi sejuk dan basah. Kalau misalnya polen dari spesies tumbuhan penyuka kondisi dingin banyak ditemukan di dasar core sedimen dan polen dari spesies penyuka kondisi hangat ada di puncak core, maka kita dapat menyimpulkan bahwa iklim telah berganti dari dingin ke hangat selama kurun waktu yang tercatat oleh core sedimen yang ada.

Polen hanyalah satu contoh bagaimana kita bisa memanfaatkan sedimen danau untuk paleoklimatologi, terutama untuk mempelajari periode geologis di mana catatan tertulis mengenai iklim tidak tersedia. Daftar yang lebih panjang (meskipun tidak bisa dibilang komplet) terkait apa yang bisa ditemukan dalam sedimen dan apa kegunaannya dalam studi ikiim atau lingkungan masa lampau mencakup:

  • Diatom (binatang mikroskopis di danau yang meninggalkan rangka mineral ketika mati): pola sirkulasi air, rerata arah dan kecepatan angin, suhu air, keasinan air, unsur kimia air.
  • Endapan mineral: perubahan kimia air, yang merupakan respons atas perubahan suhu udara dan curah hujan.
  • Analisis isotopik molekul yang dibentuk tetumbuhan, binatang dan bakteri yang tinggal di dalam atau di dekat danau: temperatur udara dan tanah, suhu air, perubahan pola hujan
  • Lapisan-lapisan pasir, kerikil dan material tetumbuhan hutan: seringkali terbawa ke danau ketika sungai meluap; lapisan-lapisan tersebut menunjukkan pada kita kapan badai besar terjadi.
  • Lapisan tanah: danau menjadi besar ketika terdapat banyak hujan dan mengecil ketika curah hujan berkurang. Kadang danau dapat menghilang seluruhnya selama puluhan hingga ratusan tahun selama masa kemarau akut. Di periode ini, puncak sedimen menjadi permukaan tanah, dan selanjutnya ketika danau kembali muncul, permukaan tanah yang kering tersebut tetap mempertahankan tampilan karakteristiknya di antara lapisan sedimen danau.

Melalui penelitian akan iklim yang telah lewat, kita dapat mempelajari bahwa iklim mengikuti siklus reguler dari periode hangat ke periode dingin dan kembali ke periode dingin. Kita mungkin akan bisa membuat perkiraan mengenai berapa lama kita dapat mengharapkan iklim untuk terus memanas dan seberapa panas iklim yang akan kita alami dengan mengambil analogi dari apa yang telah terjadi di masa lampau. Kalaupun misalnya tidak ada analogi yang tepat (karena di masa lalu tidak ada manusia atau spesies lain yang menghabiskan bahan bakar fosil dan menghasilkan emisi zat rumah kaca yang sedemikian besarnya dalam waktu singkat), kita bisa mempelajari alasan-alasan mekanis dan fisis di balik perubahan sistem iklim dengan melakukan rekonstruksi paleoiklim.

Kita juga dapat mempelajari efek perubahan iklim global dan regional: misalnya, di masa lalu ketika iklim telah menjadi sedemikian hangat—lebih hangat dari suhu tertentu—mungkin spesies tumbuhan tertentu menghilang dari suatu area. Apabila spesies ini penting, misalnya karena merupakan tumbuhan pangan, ini berarti kita harus berhati-hati dengan ketergantungan kita akan spesies ini di iklim yang makin panas. Mungkin hasil penelitian kami akan menunjukkan bahwa ketika iklim global masa lalu berada dalam kondisi hangat atau panas, curah hujan di Sulawesi berkurang, sehingga dalam kondisi iklim saat ini yang memanas, kita harus bersiap-siap untuk curah hujan yang lebih sedikit di Sulawesi. Kalau ternyata curah hujan meningkat di Sulawesi ketika Bumi berada dalam kondisi hangat, maka ini berarti bahwa intensitas banjir yang meningkat bisa menjadi suatu ancaman di masa yang akan datang.

Penulis:
Satrio A. Wicaksono, Peneliti di World Resources Institute, Indonesia.

Mari sebarkan!
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •  
  •