Pada ketinggian langit dan tersebar di laut, dua hal paling kecil namun paling berpengaruh di dunia ini dengan keras menjaga rahasia mereka: aerosol dan fitoplankton. Hari ini, NASA meluncurkan misi Ekosistem Laut, Awan, Aerosol, Fitoplankton, atau PACE, untuk mengungkap misteri mereka. Temuan dari misi ini dapat menjadi kunci untuk memahami seberapa drastisnya perubahan dunia saat ini karena pemanasan.
Aerosol adalah partikel debu, asap kebakaran hutan, dan polusi bahan bakar fosil yang terapung di atmosfer, yang menyerap dan memantulkan energi matahari serta membantu membentuk awan – dinamika yang sangat kompleks yang masih sulit dimodelkan oleh model iklim. Sedangkan fitoplankton adalah organisme laut seperti tanaman yang mikroskopis dan menjadi dasar jaring makanan. Mereka juga menyimpan karbon, menjaga agar iklim Bumi tidak semakin panas. “Fitoplankton pada dasarnya menggerakkan karbon, dan kita perlu memahami bagaimana hal itu berubah dari waktu ke waktu,” kata Jeremy Werdell dari Pusat Penerbangan Antariksa Goddard NASA.
PACE adalah observatorium satelit yang akan memberikan para ilmuwan pandangan yang belum pernah terjadi sebelumnya tentang makhluk penting ini di langit dan laut, untuk membantu mereka mencoba memprediksi bagaimana dunia kita akan berkembang. “Pemanasan atmosfer dan perairan membawa konsekuensi biologis, yaitu perubahan yang tak terbantahkan pada dasar rantai makanan,” kata Werdell, yang merupakan ilmuwan proyek PACE.
Fitoplankton memiliki berbagai bentuk, ukuran, dan warna hijau yang mengisi berbagai peran dalam ekosistem.
Meskipun fitoplankton sangat kecil, mereka berkembang biak dalam jumlah yang cukup besar sehingga meninggalkan jejak hijau di lautan. Hal ini telah mudah dipantau melalui satelit, tetapi hingga saat ini yang diamati hanyalah jejak hijau yang relatif seragam. Namun, PACE dilengkapi dengan instrumen yang sangat sensitif yang dapat melihat dengan resolusi tinggi di seluruh spektrum elektromagnetik, mulai dari ultraviolet hingga inframerah dekat. (Spektrum yang terlihat oleh mata manusia berada di antara keduanya.) Efeknya adalah PACE dapat melihat berbagai jenis hijau.
Bayangkan apa yang Anda lihat saat menatap hutan. “Semua daun di berbagai pohon berwarna hijau, tetapi mereka memiliki perbedaan hijau yang sangat halus, yang berarti mereka adalah tanaman yang berbeda,” kata Werdell. “Sebenarnya, yang kita cari adalah perubahan warna yang sangat, sangat halus.”
Hal ini akan memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan tidak hanya di mana fitoplankton berkembang biak dan mengapa, tetapi juga jenis komunitas apa yang terbentuk. Ada ribuan spesies fitoplankton – beberapa berperan sebagai makanan untuk hewan kecil yang dikenal sebagai zooplankton, yang lainnya sangat beracun, dan ada juga yang lebih baik dalam menyimpan karbon daripada yang lain. Apa yang dapat dilihat oleh satelit modern di luar angkasa seperti menggambar dengan kotak pensil berwarna delapan, tetapi spesies akan terlihat berbeda di mata PACE. “Apa yang kita dapatkan dengan PACE adalah kotak pensil berwarna 128,” kata Werdell.
Memahami komunitas fitoplankton ini dengan lebih baik menjadi sangat penting karena lautan sedang bertransformasi dengan cepat. Mereka telah menyerap sekitar 90 persen dari panas berlebih yang ditambahkan oleh manusia ke atmosfer, dan selama setahun terakhir atau lebih, suhu permukaan laut telah melonjak ke level tertinggi dan tetap tinggi. Suhu yang tinggi itu sendiri mungkin berdampak buruk pada pertumbuhan beberapa spesies fitoplankton, tetapi sebenarnya mungkin bermanfaat bagi spesies lain yang tumbuh subur saat suhu naik.
Lebih halus lagi, air hangat bertindak seperti tutup di permukaan lautan, dengan air dingin berputar di bawahnya. “Ini seperti minum setengah minuman setengah di pub Irlandia favorit Anda: Guinness mengapung di atas Harp,” kata Werdell. “Ini menciptakan penghalang di area luas di permukaan laut, di mana nutrisi di air dingin di bawah lapisan air hangat ini tidak dapat masuk.”
Fitoplankton membutuhkan nutrisi tersebut untuk tumbuh, jadi jika tutup air hangat tetap ada di suatu area, itu akan lebih mengganggu komunitas spesies yang melakukan fotosintesis. Jika ada lebih sedikit spesies yang dibutuhkan zooplankton sebagai makanan, jumlah mereka juga akan menurun. Dan kemudian predator yang lebih besar seperti ikan yang memakan zooplankton akan terpengaruh, berdampak pada rantai makanan. Ini pada akhirnya dapat mempengaruhi spesies makanan yang manusia andalkan untuk protein.