Para ilmuwan telah menemukan sumber makanan tak terduga di laut dalam yang dapat mengubah cara para peneliti memahami ekosistem laut dan siklus karbon bumi. Sebuah studi baru dari University of Southern Denmark (SDU) menunjukkan bahwa mikroba laut dalam tidak hidup di lingkungan yang miskin nutrisi.
Penelitian tersebut menemukan bahwa partikel kecil yang tenggelam, yang dikenal sebagai salju laut, melepaskan karbon dan nitrogen terlarut saat turun ke laut dalam. Kebocoran nutrisi ini menjadi sumber makanan langsung bagi mikroba yang hidup di sekitar air laut.
Tekanan laut dalam mengungkap nutrisi tersembunyi
Salju laut terdiri dari gumpalan kecil ganggang mati, mikroba, dan bahan organik lainnya yang hanyut di laut. Menurut penelitian, ketika partikel-partikel ini mencapai kedalaman sekitar 2 hingga 6 kilometer, tekanan hidrostatik yang sangat besar mulai memaksa bahan organik terlarut keluar dari dalamnya.
“Tekanannya hampir seperti pembuat jus raksasa,” jelas penulis pertama studi tersebut, ahli biologi dan profesor rekanan Peter Stief dari pusat penelitian Nordcee dan Pusat Penelitian Hadal Denmark. “Ini mengekstrak senyawa organik terlarut dari partikel dan mikroba dapat segera menggunakannya.”
Hasilnya dipublikasikan di Kemajuan ilmu pengetahuan dalam artikel, “Tekanan hidrostatik menyebabkan kebocoran besar bahan organik terlarut dari partikel ‘salju laut’.”
Para peneliti memperkirakan bahwa salju laut yang turun dapat kehilangan hingga 50% karbon aslinya dan antara 58% hingga 63% nitrogen aslinya saat turun ke kedalaman laut.
Penemuan ini dapat membentuk kembali pemahaman tentang siklus karbon
Hasilnya juga mempunyai implikasi penting terhadap siklus karbon di Bumi.
Para ilmuwan telah lama berasumsi bahwa sebagian besar karbon yang dibawa oleh salju laut terkubur di sedimen laut dalam. Namun, jika sejumlah besar karbon keluar sebelum partikel mencapai dasar laut, maka lebih sedikit karbon yang dapat disimpan secara permanen di sedimen dibandingkan perkiraan sebelumnya.
Sebaliknya, sebagian besar karbon terlarut ini tetap tersuspensi di perairan laut dalam, dan dapat bertahan selama ratusan atau bahkan ribuan tahun sebelum secara bertahap kembali ke permukaan laut dan akhirnya ke atmosfer. Sebaliknya, karbon yang terkubur dalam sedimen dasar laut dapat tetap tersimpan selama jutaan tahun dan terakumulasi dalam jangka waktu yang lama. Sebagian besar minyak dan gas alam yang diekstraksi saat ini terbentuk melalui proses penguburan jangka panjang.
“Proses ini mempengaruhi jumlah karbon yang dapat disimpan oleh laut dan jangka waktunya,” jelas Peter Stief. “Hal ini relevan untuk memahami proses iklim dan meningkatkan model masa depan.”
Simulasikan salju laut di bawah tekanan ekstrim
Untuk mempelajari proses ini, para peneliti menciptakan kembali salju laut di laboratorium menggunakan diatom, ganggang mikroskopis yang secara alami mengumpul saat mereka tenggelam di laut.
Tim menempatkan partikel-partikel buatan ini dalam tangki bertekanan berputar yang dirancang khusus untuk menjaga salju laut tetap tersuspensi alih-alih membiarkannya mengendap. Pengaturan ini memungkinkan para peneliti mengukur jumlah karbon dan nitrogen yang lolos dalam kondisi serupa dengan yang ditemukan di laut dalam.
Eksperimen mereka menunjukkan bahwa hingga setengah dari kandungan karbon sebuah partikel hilang saat tenggelam. Sebagian besar bahan yang dibuang terdiri dari protein dan karbohidrat yang mudah dikonsumsi oleh mikroba yang hidup bebas di laut dalam.
Mikroba segera bereaksi
Kebocoran nutrisi dengan cepat memicu pertumbuhan mikroba.
Hanya dalam dua hari, jumlah bakteri meningkat 30 kali lipat, sementara laju pernapasan meningkat drastis. Hasil ini menunjukkan bahwa bahan organik terlarut yang dilepaskan oleh salju laut menyediakan sumber energi yang cepat dan berharga bagi mikroba yang hidup di kedalaman yang sangat dalam.
Para peneliti juga mengamati pola pelepasan yang sama antara beberapa spesies diatom, yang menunjukkan bahwa mekanisme ini kemungkinan besar tersebar luas di seluruh lautan di dunia.
Perhentian berikutnya: Samudra Arktik
Penelitian tahap selanjutnya akan berpindah dari laboratorium ke laut lepas.
Tim berencana untuk mencari sidik jari molekuler dari proses ini di permukaan dan perairan dalam selama ekspedisi Arktik di masa depan dengan kapal penelitian Jerman. Bintang Utara. Mendeteksi tanda-tanda ini di alam akan memastikan bahwa kebocoran tekanan yang diamati di laboratorium terjadi di kedalaman laut.
Studi bertajuk “Tekanan Hidrostatik Menginduksi Kebocoran Kuat Bahan Organik Terlarut dari Partikel “Salju Laut”,” ditulis oleh Peter Stief, Jutta Niggemann, Margot Bligh, Hagen Buck-Wiese, Urban Wünsch, Michael Steinke, Jan-Hendrik Hehemann dan Ronnie N. Glud.
Penelitian ini didukung oleh Yayasan Penelitian Nasional Denmark, program penelitian dan inovasi Horizon 2020 Uni Eropa, dan Dana Penelitian Independen Denmark.
