Di antara komuniti saintifik, pemerintah, organisasi kemanusiaan, dan bahkan perancang tentera, perubahan iklim dianggap sebagai satu-satunya ancaman terbesar yang dihadapi umat manusia hari ini. Di antara peningkatan kelaparan, penyakit, banjir, perpindahan, cuaca yang melampau, dan kekacauan yang terjadi, jelas bahawa cara kita menyebabkan planet kita menjadi lebih panas mempunyai akibat buruk.
Tetapi ada beberapa senario di mana kemudaratan yang dilakukan sekarang boleh mengakibatkan kesan pelarian yang menyebabkan kepupusan besar-besaran. Kemungkinan ini digambarkan dalam satu kajian baru-baru ini yang dilakukan oleh profesor MIT Daniel Rothman dengan sokongan NASA dan National Science Foundation (NSF). Menurut Rothman, kita berada dalam bahaya melanggar "ambang karbon" yang dapat menyebabkan efek pelarian dengan lautan Bumi.
Rothman, seorang profesor geofizik dan pengarah bersama Lorenz Center di Jabatan Bumi, Sains Atmosfera dan Planet MIT, telah menghabiskan beberapa tahun terakhir untuk memberi amaran kepada kita mengenai ambang kritikal yang kita hadapi. Kembali pada tahun 2017, dia menerbitkan sebuah makalah di Kemajuan Sains yang memberi amaran bagaimana lautan Bumi dapat menahan karbon dioksida yang cukup pada tahun 2100 untuk mencetuskan kepupusan besar-besaran.
Sejak itu, Rothman telah memperbaiki ramalan ini dengan mengkaji cara tindak balas kitar karbon setelah berjaya melewati ambang kritikal. Dalam makalah barunya, yang muncul di Prosiding Akademi Sains Kebangsaan, Rothman menggunakan model matematik sederhana yang dikembangkannya untuk mewakili kitaran karbon di lautan atas Bumi dan bagaimana ia mungkin bertindak ketika ambang ini dilintasi.
Kitaran ini terdiri daripada karbon yang dilepaskan ke atmosfer Bumi (sebahagian besarnya melalui aktiviti gunung berapi) dan disimpan di mantel Bumi dalam bentuk mineral karbonat. Lautan kita juga berfungsi sebagai "penyerap karbon", menghilangkan karbon atmosfera dari udara dan mengubahnya menjadi asid karbonik. Kitaran ini telah memastikan suhu planet dan tahap keasidan laut stabil dari masa ke masa.
Apabila karbon dioksida dari atmosfer larut dalam air laut, ia juga mempunyai kesan penurunan kepekatan ion karbonat di lautan. Ketika jatuh di bawah ambang tertentu, cangkang yang terbuat dari kalsium karbonat mulai larut dan organisma yang bergantung pada mereka untuk perlindungan mempunyai masa yang lebih sukar untuk bertahan.
Ini memudaratkan kerana dua sebab. Di satu pihak, ini bermaksud bahawa bahagian penting dari kitaran hidupan laut akan mulai mati. Sebaliknya, cengkerang memainkan peranan penting dalam menyingkirkan karbon dioksida dari lautan. Ini berlaku akibat organisma bergantung pada cangkangnya untuk menolong mereka tenggelam ke dasar laut, membawa karbon organik yang mendadak bersama mereka.
Oleh itu, peningkatan karbon dioksida atmosfera (dan pengasidan lautan yang dihasilkan) akan bermakna lebih sedikit organisma yang berkalsifikasi dan kurang karbon dioksida yang dikeluarkan. Seperti yang dijelaskan oleh Rothman dalam wawancara baru-baru ini dengan MIT News:
"Ini maklum balas positif. Lebih banyak karbon dioksida membawa kepada lebih banyak karbon dioksida. Soalan dari sudut matematik adalah, adakah maklum balas seperti itu cukup untuk menjadikan sistem tidak stabil? "
Proses ini telah berlaku berkali-kali sepanjang sejarah Bumi. Seperti yang ditunjukkan oleh Rothman dalam kajiannya, bukti yang diperoleh dari kajian lapisan sedimen menunjukkan bahawa simpanan karbon di lautan berubah dengan cepat (dan kemudian pulih) puluhan kali dalam 540 juta tahun yang lalu. Yang paling dramatik dari ini berlaku pada masa yang sama dengan empat dari lima kepupusan besar-besaran dalam sejarah Bumi.
Dalam setiap kes ini, Rothman menyimpulkan bahawa peningkatan karbon dioksida (sama ada secara beransur-ansur atau tiba-tiba) akhirnya melepasi ambang, menghasilkan kesan lata yang melibatkan tindak balas kimia. Ini menyebabkan pengasidan lautan yang melampau dan peningkatan kesan pencetus asal.
Lebih-lebih lagi, untuk kira-kira separuh gangguan dalam model Rothman, kadar peningkatan karbon pada dasarnya sama apabila mereka mula bergerak. Walaupun pencetus pada masa lalu kemungkinan besar disebabkan oleh peningkatan aktiviti gunung berapi atau kejadian semula jadi yang lain, ini berlaku selama puluhan ribu tahun. Hari ini, umat manusia mengepam CO2 ke atmosfer pada kadar yang sebelumnya tidak pernah terdengar dalam catatan geologi.
Ini adalah salah satu penemuan utama kajian Rothman, yang menunjukkan bahawa kadar CO2 diperkenalkan memainkan peranan utama dalam mengetuk sistem daripada mendera. Walaupun gangguan sederhana dalam kitaran karbon akan meningkat dari masa ke masa dan tidak mempengaruhi kestabilan lautan secara keseluruhan, pengenalan CO cepat2 akan membawa kepada peningkatan maklum balas positif yang memperbesar masalah.
Hari ini, Rothman mendakwa bahawa kita "berada di puncak kegembiraan," dan jika ia berlaku, maklum balas dan kesan yang dihasilkan kemungkinan serupa dengan bencana global masa lalu. "Setelah kita mencapai ambang, bagaimana kita sampai di sana mungkin tidak penting," katanya. "Setelah anda mengatasinya, anda berurusan dengan bagaimana Bumi berfungsi, dan ia berjalan dengan sendirinya."
Di sisi positifnya, kajiannya juga menunjukkan bahawa lautan Bumi (berdasarkan tahap pengasidan semasa) akan kembali ke keseimbangan akhirnya, tetapi hanya setelah puluhan ribu tahun. Pola ini sesuai dengan catatan geologi, khususnya dengan sekurang-kurangnya tiga kepupusan besar-besaran yang dipercayai berkaitan dengan gunung berapi besar yang berterusan.
Dengan kata lain, jika pelepasan karbon antropogenik melintasi ambang batas dan terus melampauinya, akibatnya boleh sama parah dengan kepunahan massal sebelumnya. "Sukar untuk mengetahui bagaimana keadaan akan berakhir dengan apa yang berlaku hari ini," kata Rothman. "Tetapi kita mungkin hampir dengan ambang kritikal. Sebarang lonjakan akan mencapai maksimum setelah kira-kira 10,000 tahun. Mudah-mudahan itu memberi kita masa untuk mencari jalan penyelesaian. "
Sudah, komuniti saintifik menyedari bahawa CO antropogenik2 pelepasan mempunyai kesan terhadap persekitaran Bumi - kesan yang dapat dirasakan selama ribuan tahun. Walau bagaimanapun, kajian ini menunjukkan bahawa akibatnya mungkin jauh lebih dramatik daripada yang dijangkakan sebelumnya dan mungkin tidak dapat dipulihkan melewati titik tertentu. Sekiranya tidak ada yang lain, kajian Rothman menyoroti perlunya penyelesaian dilaksanakan sekarang, sementara masih ada masa.
