Para peneliti sejak lama meyakini bahwa lingkungan beku memperlambat reaksi kimia, namun riset terbaru menantang keyakinan ini.
Dalam sebuah studi yang terbit bulan lalu di jurnal PNAS, para peneliti telah mendemonstrasikan bahwa es dapat melarutkan mineral besi lebih baik daripada air cair, dengan implikasi terhadap banyak sungai di Arktik yang berubah menjadi jingga secara misterius seiring memanasnya planet.
Secara spesifik, Jean-François Boily, seorang rekan penulis studi dan kimiawan di Umeå University, beserta koleganya mengungkapkan bahwa es pada suhu -10 derajat Celsius menghasilkan lebih banyak besi dari mineral-mineral umum dibandingkan air cair pada suhu 4 derajat Celsius.
Besi larut lebih efisien
“Mungkin terdengar kontra-intuitif, tetapi es bukanlah balok beku yang pasif,” kata Boily dalam sebuah pernyataan universitas. “Pembekuan menciptakan kantong-kantong mikroskopik air cair di antara kristal es. Ini bertindak seperti reaktor kimia, tempat senyawa menjadi terkonsentrasi dan sangat asam. Artinya mereka dapat bereaksi dengan mineral besi bahkan pada suhu serendah minus 30 derajat Celsius.”
Mereka meneliti goetit (mineral oksida besi yang umum) dengan asam organik alami, mengungkapkan bahwa siklus berulang dari pembekuan dan pencairan melarutkan besi dengan lebih efisien. Hal ini karena senyawa organik yang sebelumnya terperangkap dalam es dilepaskan selama proses beku-cair, menghasilkan reaksi kimia tambahan. Tim juga mencatat bahwa sementara air payau dan air tawar mempercepat pelarutan, air laut yang asin dapat menghambatnya.
Menurut para peneliti, hasil ini memiliki aplikasi penting bagi lingkungan asam, termasuk lokasi drainase tambang, debu beku di atmosfer, tanah sulfat asam di pesisir Laut Baltik, atau lingkungan beku asam apa pun tempat mineral besi dan bahan organik berinteraksi. Ke depannya, Boily dan para peneliti berupaya menemukan apakah hasil mereka berlaku untuk semua es yang mengandung besi.
Es adalah pemain aktif
“Seiring iklim memanas, siklus beku-cair menjadi lebih sering,” ujar Angelo Pio Sebaaly, mahasiswa pascasarjana kimia di universitas tersebut dan penulis pertama studi. “Setiap siklus melepaskan besi dari tanah dan permafrost ke dalam air. Ini dapat memengaruhi kualitas air dan ekosistem akuatik di wilayah yang luas.”
Yang patut dicatat, hal ini mungkin juga ada kaitannya dengan mengapa sungai-sungai di Arktik berubah menjadi jingga yang mengkhawatirkan. “Dengan memecahkan kontrol kimia atas pelarutan mineral dalam es, karya ini dapat membantu menjelaskan bagaimana peristiwa beku-cair menyuplai fluks baru besi terlarut ke alam,” tulis para peneliti dalam studi tersebut.
Makalah ini juga menyoroti es sebagai “pemain aktif,” menurut pernyataan itu, berlawanan dengan “media penyimpanan pasif,” mengkonfirmasi elemen lain yang harus kita awasi dengan cermat saat perubahan iklim mengganggu lingkungan di seluruh dunia.