Di masa lalu Bumi yang dalam, sebuah lanskap es berubah menjadi laut saat es mencair dan permukaan air laut naik di tempat yang sekarang adalah timur laut Amerika Serikat. Hampir 50 tahun yang lalu, sebuah kapal pemerintah AS yang mencari mineral dan hidrokarbon di daerah tersebut mengebor dasar laut untuk melihat apa yang bisa ditemukan.
Yang ditemukan, di antara segala hal, adalah tetesan air minum di bawah laut yang asin — air tawar.
Musim panas ini, sebuah ekspedisi penelitian global pertama kalinya menindaklanjuti kejutan itu. Mengebor untuk air tawar di bawah air asin lepas pantai Cape Cod, Ekspedisi 501 mengambil ribuan sampel dari apa yang sekarang diperkirakan merupakan akuifer raksasa yang tersembunyi membentang dari New Jersey hingga sejauh utara ke Maine.
Itu hanya satu dari banyak penyimpanan “air tawar rahasia” yang diketahui ada di perairan asin dangkal di seluruh dunia yang suatu hari nanti mungkin bisa dimanfaatkan untuk memuaskan kehausan planet yang semakin meningkat, kata Brandon Dugan, ilmuwan kepala bersama ekspedisi.
“Kita perlu mencari setiap kemungkinan yang kita punya untuk menemukan lebih banyak air untuk masyarakat,” kata Dugan, seorang geofisikawan dan hidrolog di Colorado School of Mines, kepada wartawan Associated Press yang baru-baru ini menghabiskan 12 jam di platform pengeboran. Tim peneliti melihat di “salah satu tempat terakhir yang mungkin kamu cari untuk air tawar di Bumi.”
Mereka menemukannya, dan akan menganalisis hampir 50.000 liter (13.209 galon) air itu di laboratorium mereka di seluruh dunia dalam bulan-bulan mendatang. Mereka berusaha memecahkan misteri asal-usulnya — apakah air itu berasal dari gletser, terhubung ke sistem air tanah di darat, atau kombinasi keduanya.
Potensinya sangat besar. Begitu juga dengan tantangan untuk mengambil airnya dan memikirkan siapa pemiliknya, siapa yang menggunakannya, dan cara mengekstraknya tanpa merusak alam secara berlebihan. Pasti butuh bertahun-tahun untuk membawa air itu ke darat untuk penggunaan publik secara besar-besaran, kalau memang bisa dilakukan.
The Ancient Mariner memberitahu kita begitu
Mengapa mencoba? Dalam waktu hanya lima tahun, PBB mengatakan, permintaan global akan air tawar akan melebihi pasokan sebesar 40%. Kenaikan permukaan air laut dari pemanasan iklim mengasamkan sumber air tawar pesisir sementara pusat data yang menyalakan AI dan komputasi awan mengonsumsi air dengan laju yang tak pernah puas.
Keluhan The Ancient Mariner yang legendaris, “Air, air, di mana-mana, tapi tidak setetes pun untuk diminum,” muncul sebagai peringatan bagi orang darat maupun para pelaut di laut asin.
Di Virginia saja, seperempat dari semua tenaga yang dihasilkan di negara bagian itu diberikan ke pusat data, bagian yang diperkirakan hampir dua kali lipat dalam lima tahun. Menurut beberapa perkiraan, setiap pusat data ukuran sedang mengonsumsi air sebanyak 1.000 rumah tangga. Setiap negara bagian di Great Lakes mengalami kekurangan air tanah.
Cape Town, Afrika Selatan, nyaris kehabisan air tawar untuk hampir 5 juta penduduknya pada tahun 2018 selama kekeringan epik selama tiga tahun. Afrika Selatan juga diperkirakan memiliki sumber air tawar bawah laut pesisir yang melimpah, dan setidaknya ada bukti anekdot bahwa setiap benua mungkin memilikinya juga.
Pulau Prince Edward di Kanada, Hawaii, dan Jakarta, Indonesia, adalah di antara tempat-tempat di mana pasokan air tawar yang tertekan hidup berdampingan dengan akuifer potensial di bawah lautan.
Masuklah Ekspedisi 501, sebuah kolaborasi ilmiah senilai $25 juta dari lebih dari selusin negara yang didukung oleh National Science Foundation pemerintah AS dan European Consortium for Ocean Research Drilling (uang AS untuk itu diamankan sebelum pemotongan anggaran yang dicari oleh pemerintahan Trump).
Para ilmuwan memulai proyek dengan percaya bahwa akuifer bawah laut yang mereka ambil sampelnya mungkin cukup untuk memenuhi kebutuhan kota metropolitan seukuran New York City selama 800 tahun. Mereka menemukan air tawar atau hampir tawar di kedalaman yang lebih tinggi dan lebih rendah di bawah dasar laut daripada yang mereka perkirakan, menunjukkan pasokan yang bahkan lebih besar dari itu.
Bor, sayang, bor. Untuk air
Pekerjaan mereka di laut berlangsung selama tiga bulan dari Liftboat Robert, sebuah kapal laut yang, setelah berada di lokasi, menurunkan tiga pilar besar ke dasar laut dan berjongkok di atas ombak. Biasanya kapal ini melayani lokasi minyak lepas pantai dan ladang angin. Misi bor-bayi-bor ini berbeda.
“Sudah diketahui bahwa fenomena ini ada baik di sini maupun di tempat lain di seluruh dunia,” kata manajer proyek Ekspedisi 501 Jez Everest, seorang ilmuwan yang berasal dari British Geological Survey di Edinburgh, Skotlandia, tentang air bawah laut. “Tapi itu adalah subjek yang belum pernah diselidiki langsung oleh proyek penelitian mana pun di masa lalu.”
Maksudnya, tidak ada satu pun di dunia yang secara sistematis mengebor ke dasar laut dalam misi mencari air tawar. Ekspedisi 501 benar-benar terobosan — ia menembus Bumi di bawah laut hingga 1.289 kaki atau hampir 400 meter.
Tapi itu mengikuti proyek penelitian tahun 2015 yang memetakan kontur akuifer dari jarak jauh, menggunakan teknologi elektromagnetik, dan secara kasar memperkirakan salinitas air di bawahnya.
Misi itu, oleh Woods Hole Oceanographic Institution dan Lamont-Doherty Earth Observatory di Columbia University, melaporkan bukti dari “sistem akuifer lepas pantai yang masif” di area ini, mungkin menyaingi ukuran akuifer terbesar Amerika — akuifer Ogallala, yang memasok air ke bagian delapan negara bagian Great Plains.
Dua perkembangan pada tahun 1976 telah membangkitkan minat untuk mencari air tawar bawah laut.
Di tengah pulau Nantucket, U.S. Geological Survey mengebor sumur uji untuk melihat seberapa dalam air tanahnya. Mereka mengambil air tawar dari kedalaman yang sangat besar sehingga membuat para ilmuwan bertanya-tanya apakah air itu berasal dari laut, bukan dari langit.
Tahun yang sama, lembaga federal itu melakukan ekspedisi 60 hari di atas kapal pengeboran Glomar Conception di sepanjang bentang luas Continental Shelf dari Georgia ke Georges Bank lepas New England. Itu mengebor inti untuk mencari sumber daya di bawah dasar laut, seperti metana.
Ia menemukan jumlah air tawar atau yang sudah menjadi tawar yang mencengangkan di lubang bor demi lubang bor.
Itu yang mempersiapkan panggung bagi para pencari air untuk melakukan pekerjaan mereka setengah abad kemudian.
Momen eureka datang lebih awal
Segera setelah Robert tiba di yang pertama dari tiga lokasi pengeboran pada 19 Mei, sampel yang diambil dari bawah dasar laut mencatat salinitas hanya 4 bagian per seribu. Itu jauh di bawah kadar garam rata-rata lautan yaitu 35 bagian per seribu tetapi masih terlalu asin untuk memenuhi standar air tawar AS yaitu di bawah 1 bagian per seribu.
“Empat bagian per seribu adalah momen eureka,” kata Dugan, karena temuan itu menunjukkan bahwa air itu pasti terhubung ke sistem darat di masa lalu, atau masih terhubung.
Seiring berjalannya minggu dan Robert berpindah dari satu lokasi ke lokasi lain sejauh 20 hingga 30 mil (30 hingga 50 kilometer) dari pantai, proses pengeboran ke dalam sedimen dasar laut yang tergenang air menghasilkan koleksi sampel hingga kadar garam 1 bagian per seribu. Beberapa bahkan lebih rendah.
Bingo. Itulah yang kamu temukan di banyak badan air tawar di darat. Itu air yang bisa kamu minum, secara teori. Tidak ada yang meminumnya.
Jangan minum airnya dulu
Dalam analisis berbulan-bulan ke depan, para ilmuwan akan menyelidiki berbagai sifat air, termasuk mikroba apa yang hidup di kedalaman, apa yang mereka gunakan untuk nutrisi dan sumber energi, dan produk sampingan apa yang mungkin mereka hasilkan; dengan kata lain, apakah airnya aman untuk dikonsumsi atau digunakan.
“Ini adalah lingkungan baru yang belum pernah dipelajari sebelumnya,” kata Jocelyne DiRuggiero, seorang ahli biologi dari Johns Hopkins University di Baltimore yang mempelajari ekologi mikroba di lingkungan ekstrem dan tidak terlibat dalam ekspedisi.
“Air mungkin mengandung mineral yang merugikan kesehatan manusia karena meresap melalui lapisan-lapisan sedimen,” katanya. “Namun, proses serupa membentuk akuifer terestrial yang kita gunakan untuk air tawar, dan itu biasanya memiliki kualitas yang sangat tinggi.”
Dengan mengurutkan DNA yang diekstraksi dari sampel mereka, katanya, para peneliti dapat menentukan mikroorganisme mana yang ada di sana dan “mempelajari bagaimana mereka berpotensi mencari nafkah.”
Menentukan umur air adalah kunci
Teknik juga akan digunakan untuk menentukan apakah itu berasal dari lelehan es gletser ribuan tahun yang lalu atau masih datang melalui formasi geologis yang berliku-liku dari daratan.
Para peneliti akan mencatat tanggal airnya kembali di lab, dan itu akan menjadi kunci dalam menentukan apakah itu adalah sumber daya terbarukan yang dapat digunakan secara bertanggung jawab. Air purba terperangkap dan terbatas; air yang lebih baru menunjukkan akuifer masih terhubung ke sumber darat dan sedang diisi ulang, betapapun lambatnya.
“Lebih muda berarti itu adalah tetesan hujan 100 tahun yang lalu, 200 tahun yang lalu,” kata Dugan. “Jika muda, itu mengisi ulang.”
Pertanyaan-pertanyaan itu untuk ilmu dasar. Bagi masyarakat, segala macam pertanyaan kompleks muncul jika ilmu dasar menegaskan kondisi yang diperlukan untuk mengeksploitasi air. Siapa yang akan mengelolanya? Bisakah itu diambil tanpa risiko yang tidak dapat diterima untuk mencemari pasokan dari lautan di atasnya? Apakah itu akan lebih murah atau lebih ramah lingkungan daripada pabrik desalinasi yang haus energi saat ini?
Dugan mengatakan jika pemerintah memutuskan untuk mengambil airnya, komunitas lokal dapat beralih ke akuifer pada saat membutuhkan, seperti kekeringan, atau ketika badai ekstrem membanjiri cadangan air tawar pesisir dan merusaknya. Gagasan untuk benar-benar menggunakan air tua yang terkubur ini begitu baru sehingga belum berada di radar banyak pembuat kebijakan atau pelestari.
“Ini adalah pelajaran tentang betapa lamanya waktu yang kadang-kadang dibutuhkan untuk mewujudkan hal-hal ini dan ketekunan yang dibutuhkan untuk sampai ke sana,” kata ahli geofisika Woods Hole Rob Evans, yang ekspedisi 2015-nya membantu menunjukkan jalan untuk 501. “Ada banyak kegembiraan bahwa akhirnya mereka mendapatkan sampel.”
Namun, dia melihat beberapa bendera merah. Salah satunya adalah bahwa mengeksploitasi akuifer bawah laut dapat menarik air menjauh dari cadangan di darat. Yang lain adalah bahwa air tanah bawah laut yang merembes ke dasar laut dapat memasok nutrisi yang vital bagi ekosistem, dan itu bisa terganggu.
“Jika kita pergi dan mulai memompa air-air ini, hampir pasti akan ada konsekuensi yang tidak terduga,” katanya. “Ada banyak keseimbangan yang perlu kita pertimbangkan sebelum kita mulai menyelam dan mengebor dan mengeksploitasi hal-hal semacam ini.”
Mereka jauh dari rumah
Bagi kebanyakan orang dalam proyek, pergi dan pulang dari Liftboat Robert berarti perjalanan tujuh jam atau lebih dari Fall River, Massachusetts, dengan kapal suplai yang melakukan perjalanan pulang pergi setiap 10 hari atau lebih untuk mengisi kembali persediaan dan menggilir orang.
Di atas platform, sepanjang waktu, keributan pipa bor dan mesin logam, kotoran pengeboran dan lumpur berbintik-bintik bercampur dengan pekerjaan yang lebih tenang dan bersih dari para ilmuwan di trailer yang diubah menjadi lab dan pos pemrosesan yang bersih.
Di sana, sampel