Hampir seluruh dasar laut masih menjadi misteri bagi manusia, namun pelampung robotik mungkin segera mengubah kekurangan itu. Dalam temuan terobosan, sebuah pelampung robotik kecil membawa data dari kedalaman Laut Pasifik Utara—yang mengarah pada penemuan bahan kimia tersembunyi di wilayah samudra yang paling sulit dipahami.
Zona Minimum Oksigen (OMZ) merujuk pada lapisan dalam kolom air laut dengan konsentrasi oksigen rendah. Lama sekali, para ilmuwan percaya bahwa area-area ini umumnya stagnan dengan tingkat oksigen dan nitrogen yang rendah, unsur lain yang kritis bagi ekosistem laut. Namun, kumpulan data rinci tentang profil kimia OMZ, yang dikumpulkan oleh pelampung robotik selama tiga tahun, mengungkapkan bahwa keadaan jauh lebih kompleks—anomali yang disebut ini juga menunjukkan interaksi dinamis dan kuat antara komponen organik dan anorganik di dasar laut.
Para peneliti di balik studi ini, sebuah tim ahli biologi kelautan berbasis di AS, mempublikasikan temuan mereka kemarin di Communications Earth & Environment.
“Penelitian ini menunjukkan bahwa siklus nitrogen di bagian samudra dengan oksigen sangat sedikit jauh lebih dinamis dari yang diperkirakan sebelumnya,” ujar Ken Johnson, penulis senior studi dan peneliti di Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI), dalam pernyataan institut. “Kami sekarang memiliki perspektif baru yang penting tentang kimia tersembunyi lautan, yang akan membantu ilmuwan menilai dan melacak kesehatan samudra.”
Lautan Pelampung
Salah satu dari 400 pelampung robotik yang diterjunkan oleh proyek GO-BGC untuk mengumpulkan data rinci tentang kondisi laut. Kredit: Ella Kinderman/MBARI
Ini sesuatu yang mungkin belum Anda ketahui. Sejak 2016, sebuah kolaborasi internasional ilmuwan telah menempatkan searmada lengkap pelampung robotik otonom di Samudra Pasifik Timur Laut. Misi Biogeochemical Argo, atau disingkat BCG-Argo, mengirimkan pelampung kecil ini hingga sekitar 6.600 kaki (2.000 meter) di bawah air.
Sekitar setiap 10 hari, pelampung mengirimkan sampel data suhu laut, salinitas, oksigen, keasaman, dan lainnya. Selama dekade terakhir, ini telah menghasilkan ratusan ribu titik data tentang kesehatan keseluruhan laut kita.
Mengidentifikasi Celah Nitrogen
Di sisi lain, ilmuwan telah lama memahami pentingnya OMZ terkait hilangnya nitrogen. Menurut Mariana Bif, penulis utama studi, tingkat nitrogen “mengatur produktivitas laut, siklus karbon global, dan bahkan keseimbangan gas rumah kaca atmosfer.”
Bif, ahli biologi kelautan di University of Miami, menulis dalam kolom Eos bahwa, sebagai “gurun tengah air yang luas,” OMZ pada akhirnya bertransisi menjadi ODZ, atau zona defisien oksigen, seiring kehidupan mikroba yang berkembang pada oksigen rendah secara bertahap memenuhi wilayah dengan karbon dioksida, mengonsumsi sedikit oksigen yang ada sebelumnya.
ODZ adalah “titik panas” hilangnya nitrogen dari laut, tambah Bif, dan baik OMZ maupun ODZ meluas serta menguat seiring naiknya suhu laut. Ilmuwan berupaya mendapatkan data untuk membantu memprediksi cara dinamika semacam ini bekerja, tetapi “kimia tak kasat mata yang menggerakkannya” telah “hampir mustahil untuk diukur lintas musim, tahun, dan area luas samudra,” tulis Bif.
Kerahkan Pelampung
Di front itu, banyaknya pelampung BCG-Argo menawarkan peluang unik untuk menyelidiki wilayah elusif ini. Pelampung dilengkapi dengan spektrofotometer ultraviolet, sensor canggih yang menandai perubahan kecil dalam cahaya ultraviolet untuk mengidentifikasi berbagai bahan kimia terlarut dalam air laut.
Ilmuwan bersiap meluncurkan pelampung robotik ke laut. Kredit: Mariana Bif/University of Miami
“Ini adalah salah satu keadaan kebetulan yang memajukan sains,” kata Johnson. “Pelampung-pelampung ini mampu mengumpulkan data beresolusi tinggi di area lebih luas dan untuk periode lebih lama dibandingkan cuplikan sesaat dari kapal yang sporadis digunakan di masa lalu.”
Dalam studi sebelumnya, analisis statistik Bif terhadap fungsi sensor meyakinkannya bahwa pelampung dapat melakukan lebih banyak—misalnya, mendeteksi senyawa nitrit untuk membantu mengkarakterisasi jalur nitrogen masuk dan keluar OMZ. Intuisinya tepat; pelampung membawa informasi rinci yang memungkinkan tim melacak siklus nitrogen dan mengkuantifikasi dinamika mikroba di perairan rendah oksigen, menurut pernyataan University of Miami mengenai temuan tersebut.
Alam Jarang Mengecewakan
Analisis baru ini mengonfirmasi sesuatu yang sekaligus diharapkan dan mengejutkan. Hasilnya menunjukkan bahwa, bahkan di area sumber daya relatif rendah seperti OMZ, dinamika alam jarang statis dalam ruang dan waktu. Di waktu yang sama, hal ini juga masuk akal bahwa ekosistem laut umumnya diatur oleh kondisi samudra yang lebih besar—dan, secara perluasan, dinamika iklim yang lebih luas.
“Ini adalah pandangan baru yang menarik tentang interaksi dinamis antara proses mikroba yang tidak dapat ditangkap oleh pendekatan sampling tradisional,” ujar Johnson. “Karya ini menegaskan bagaimana GO-BGC dan upaya kolaboratif lainnya memajukan kemampuan kita untuk memantau kesehatan laut dan mengungkap proses tersembunyi, namun penting, di seluruh samudra global.”
Tulisan terkait: Robot Mungil yang Hilang di Bawah Es Antartika Selama 8 Kembali dengan Data Langka