Gerakan air laut yang sangat kecil dan nyaris tak terlihat ternyata dapat mengubah perkiraan tentang panas serta karbon yang disimpan samudra. Dalam sejumlah simulasi, perubahan asumsi tentang turbulensi bahkan mampu menggeser penyerapan karbon dioksida tahunan laut hingga sekitar 70 persen.
Temuan ini penting karena laut menyerap sekitar 90 persen kelebihan panas akibat emisi manusia. Sekitar sepertiga dari panas tambahan itu tersimpan pada kedalaman lebih dari 1 kilometer, sehingga cara air di laut dalam bercampur dapat memengaruhi kapan panas dan karbon kembali terhubung dengan atmosfer.
Model Iklim Masih Menghadapi Celah
Model iklim bekerja dengan membagi samudra menjadi kotak-kotak perhitungan yang jauh lebih besar daripada skala pusaran kecil. Akibatnya, banyak proses turbulensi harus disederhanakan melalui nilai latar yang belum tentu berubah mengikuti kondisi laut sebenarnya.
Padahal, percampuran air berskala kecil menentukan jalur perpindahan panas, karbon, gas terlarut, dan nutrisi. Jika proses ini digambarkan kurang tepat, proyeksi kemampuan laut meredam dampak pemanasan global juga dapat berubah.
Lebih dari dua lusin ilmuwan kelautan menelaah persoalan tersebut dalam sebuah tinjauan yang dipimpin Dr. Laura Cimoli dan Dr. Ali Mashayek dari University of Cambridge. Kajian itu diterbitkan dalam jurnal Nature Communications.
Cimoli mengibaratkan turbulensi kecil di bagian dalam samudra sebagai trim tab pada kemudi kapal. Menurutnya kepada Earth.com, komponen kecil itu dapat mengarahkan kapal tanpa membutuhkan banyak tenaga, seperti halnya turbulensi kecil yang memberi dampak luas terhadap sistem laut.
| Aspek | Temuan | Dampak |
|---|---|---|
| Penyerapan karbon laut | Dapat berubah sekitar 70 persen dalam setahun pada simulasi tertentu | Proyeksi serapan karbon sangat peka terhadap asumsi turbulensi |
| Pengangkatan air di Rockall Trough | Sekitar 101 meter per hari | Menunjukkan pengangkatan dapat terkonsentrasi di dekat dasar laut |
| Sirkulasi laut dalam | Dapat berubah seperempat hingga setengahnya | Medan dasar laut turut memengaruhi peredaran massa air global |
Dasar Laut Kasar Turut Mengaduk Samudra
Air laut tersusun berdasarkan kepadatan, dengan air lebih berat cenderung berada di kedalaman dan air lebih ringan di atasnya. Susunan stabil ini dapat terganggu ketika arus pasang surut melintasi punggungan, ngarai, atau bentang dasar laut yang kasar.
Gangguan tersebut memicu pencampuran laut, yaitu pertemuan air hangat dan dingin atau air asin dan tawar dalam skala sangat kecil. Proses yang tidak dapat dibalik ini kemudian mendistribusikan ulang panas serta gas terlarut ke berbagai lapisan samudra.
Peran pengadukan di dasar laut membantu menjawab teka-teki lama tentang laut dalam. Ahli oseanografi Walter Munk pada 1966 menghitung bahwa laut membutuhkan turbulensi lebih besar daripada yang saat itu terdeteksi di lapangan, sebuah kesenjangan yang dikenal sebagai “missing mixing”.
Tanpa pengangkatan kembali, air padat yang tenggelam di kawasan kutub berpotensi membuat laut dalam menjadi dingin dan stagnan. Pengangkatan ini dibutuhkan untuk menjaga sirkulasi termohalin, yaitu peredaran air laut yang dipengaruhi suhu dan kadar garam.
Salah satu petunjuk datang dari percobaan di ngarai bawah laut sedalam 1,9 kilometer di Rockall Trough, lepas pantai Irlandia. Dengan pewarna hijau fluoresen, peneliti melihat air bergerak naik mengikuti lereng dasar laut sekitar 101 meter per hari.
Laju itu disebut sekitar 10.000 kali lebih tinggi daripada gambaran rata-rata dalam buku teks. Hasil tersebut mengisyaratkan bahwa pengangkatan air laut dalam dapat terjadi melalui dorongan kuat di lokasi tertentu, bukan merata di seluruh cekungan samudra.
Pengaruhnya Menjangkau Karbon dan Nutrisi
Sebagian besar air terdalam dunia berasal dari Antarctic Bottom Water, massa air dingin dan berat yang terbentuk di tepi Antartika lalu bergerak ke utara. Ketika massa air ini berinteraksi dengan dasar laut yang tidak rata, kekuatan turbulensi dapat mengubah intensitas sirkulasi laut dalam secara berarti.
Samudra Selatan memiliki peran besar dalam siklus karbon karena menyerap hampir 40 persen karbon dioksida yang ditambahkan manusia ke laut, menurut Kompas.com. Pencampuran yang lemah tepat di bawah permukaan dapat memberi pengaruh besar pada kemampuan kawasan tersebut menyerap karbon.
Turbulensi juga berkaitan dengan kehidupan di lapisan laut yang mendapat cahaya matahari. Di pusat pusaran samudra besar, air yang tenggelam dapat memisahkan permukaan dari nutrisi di bawahnya, tetapi nutrisi masih bisa dibawa menyamping oleh pusaran lalu diangkat melalui pencampuran kecil.
Mekanisme ini memungkinkan perpindahan karbon dan nutrisi berlangsung dalam hitungan musim, bukan semata-mata ratusan atau ribuan tahun. Puluhan ribu gunung bawah laut di dunia diperkirakan ikut berperan dalam pengadukan laut dalam yang belum sepenuhnya tertangkap oleh model.
Instrumen Baru Membuka Peluang
Mengukur turbulensi mikroskopis di laut tetap sulit karena prosesnya berlangsung pada skala kecil dan sering berada jauh di bawah permukaan. Namun, sensor turbulensi pada pelampung otonom mulai digunakan untuk memetakan lokasi serta kekuatan pencampuran dengan lebih rinci.
Kabel serat optik di dasar laut juga mulai dimanfaatkan untuk mendeteksi gerakan air yang bergolak. Data tersebut dapat membantu pengembangan formula model baru dengan dukungan teori terkini dan machine learning, sehingga proyeksi panas serta karbon global dapat lebih mendekati kondisi laut sebenarnya.