Pencairan lapisan es yang didorong oleh perubahan iklim dapat membebaskan mikroba dan bahan radioaktif yang terperangkap.
Saat perubahan iklim menghangatkan Kutub Utara, es yang mencair dapat melepaskan bahan kimia berbahaya dan bahan radioaktif yang berasal dari Perang Dingin. Hilangnya lapisan es juga bisa membebaskan virus dan bakteri yang telah tertidur di bawah es Arktik selama puluhan ribu tahun, sebuah studi baru menunjukkan.
Dengan meneliti catatan sejarah dan studi masa lalu tentang kontaminasi, para peneliti menemukan bahwa selain dampak dari ledakan nuklir dan polutan seperti merkuri, arsenik dan DDT, apa yang disebut mikroorganisme Methuselah — mikroba yang telah terkunci di permafrost selama ribuan tahun — dapat terbangun. jika perubahan iklim mencairkan es Kutub Utara dan mikroba mencair. Itu bisa melepaskan bakteri yang resisten terhadap antibiotik, atau memperkenalkan virus yang belum pernah ditemui manusia sebelumnya.
Istilah "permafrost" menggambarkan tanah yang terus membeku selama dua tahun atau lebih dan dapat mencakup tanah saja atau tanah yang bercampur dengan es dan tertutup salju, menurut Pusat Data Salju dan Es Nasional (NSIDC). Permafrost mencakup sekitar 9 juta mil persegi (23 juta kilometer persegi) Belahan Bumi Utara, dan ketebalannya berkisar dari kurang dari 3 kaki (1 meter) hingga lebih dari 3.000 kaki (1.000 m), menurut NSIDC.
Sebagian besar lapisan es Arktik telah bertahan selama 800.000 hingga 1 juta tahun, tetapi perubahan iklim menggerogoti bahkan beberapa cadangan es paling kuno. Pemanasan di Arktik berkembang setidaknya dua kali lebih cepat daripada di tempat lain di dunia, dan dalam 15 tahun terakhir telah menghangatkan dan melelehkan wilayah tersebut ke titik di mana lanskap beku telah berubah secara permanen, menurut Kartu Laporan Arktik 2020 yang dirilis oleh Arctic Report Card. Administrasi Kelautan dan Atmosfer Nasional (NOAA).
Salah satu bahaya pemanasan Arktik yang diketahui adalah pelepasan cadangan gas rumah kaca yang sangat besar. Permafrost yang mencair melepaskan jutaan ton karbon dioksida dan metana setiap tahun, dan jumlah itu kemungkinan akan meningkat karena Bumi terus menghangat, Live Science melaporkan pada tahun 2020.
Tetapi sampai sekarang, para ilmuwan tidak mengetahui sejauh mana bahaya yang ditimbulkan oleh polutan yang tersimpan di permafrost - "mulai dari mikroba dan virus potensial, hingga limbah nuklir, bahan kimia, dan merkuri," kata penulis utama studi Kimberley Miner, seorang insinyur sistem sains di Jet NASA. Propulsion Lab di California Institute of Technology (JPL-Caltech).
"Hampir tidak ada yang pernah menyatukan semua hal yang berbeda ini," kata Miner kepada Live Science.
Apa yang ada di permafrost?
Para ilmuwan meninjau ratusan penelitian sebelumnya "untuk membuat katalog bahaya mikroba, virus, dan kimia yang muncul di Arktik baru, dan merekomendasikan prioritas penelitian untuk mengukur dan mengatasi risiko ini," tulis para penulis.
Sejak uji coba nuklir dimulai pada 1950-an, bahan radioaktif telah dibuang di Kutub Utara. Selama Perang Dingin, dari akhir Perang Dunia II hingga 1991, Amerika Serikat dan Uni Soviet melakukan pengujian dan penelitian nuklir di Kutub Utara yang meninggalkan limbah radioaktif tingkat tinggi di tanah dan lapisan es, para peneliti menemukan.
Ledakan oleh Uni Soviet di negara kepulauan Novaya Zemlya, antara tahun 1959 dan 1991, melepaskan 265 megaton energi nuklir; Rusia juga menenggelamkan lebih dari 100 kapal selam nuklir yang dinonaktifkan di laut Barents dan Kara, melepaskan plutonium radioaktif dan cesium yang dapat dideteksi hari ini di sedimen dasar laut dan lapisan es, dan pada tanaman dan tanah di bawah gletser, menurut penelitian tersebut.
The U.S. Camp Century, sebuah pusat penelitian bertenaga nuklir di Greenland, menghasilkan limbah radioaktif yang ditinggalkan di bawah es ketika situs tersebut dinonaktifkan pada tahun 1967. Es itu sekarang menyusut dengan cepat, dengan kerugian sekitar 268 ton (243 metrik ton) per tahun, saat Arktik menghangat. Dan ketika pembom B-52 AS jatuh di dekat Pangkalan Udara Thule Denmark di Greenland pada tahun 1968, muatan rudal nuklirnya pecah dan melepaskan uranium dan plutonium dari empat bom ke lapisan es. Tingkat radiasi Arktik bisa tetap berbahaya sampai tahun 2500, penulis penelitian melaporkan.
Penambangan selama puluhan tahun di Kutub Utara seluas puluhan ribu mil persegi juga meninggalkan limbah yang kaya akan logam berat beracun seperti merkuri, arsenik, dan nikel. Polutan ini telah tenggelam jauh ke dalam tanah Arktik dan dapat mengancam satwa liar dan komunitas manusia di Alaska, Kanada, Greenland, Skandinavia, dan Rusia, menurut penelitian tersebut. Diperkirakan 880.000 ton (800.000 metrik ton) merkuri saja disimpan di permafrost, dan tren pemanasan saat ini dapat meningkatkan emisi merkuri Arktik hingga 200% pada tahun 2300, para peneliti menemukan.
Permafrost Arktik juga menjebak reservoir bahan kimia berbahaya yang dilarang pada awal 2000-an, seperti insektisida DDT (dichloro-diphenyl-trichloroethane) dan PCB (polychlorinated biphenyls), sekelompok bahan kimia yang banyak digunakan dalam cairan pendingin. Ini dan polutan organik persisten lainnya, atau POPs, melakukan perjalanan ke Kutub Utara secara atmosfer dan seiring waktu menjadi terkonsentrasi di lapisan es. Namun, "beberapa penelitian telah melacak transportasi dan risiko POP," menunjukkan bahwa "dampak bahan kimia ini dalam sistem Arktik diremehkan," menurut penelitian tersebut.
Ancaman mikroba juga bisa mengintai di permafrost Arktik. Karena mikroba Arktik telah berevolusi untuk bertahan hidup pada suhu di bawah nol dengan akses minimal ke nutrisi atau air, banyak yang mampu hidup kembali bahkan setelah ribuan tahun dalam kondisi beku. Dalam studi sebelumnya, peneliti lain menghidupkan kembali populasi bakteri di permafrost yang berasal dari 30.000, 120.000 dan bahkan satu juta tahun yang lalu, para ilmuwan melaporkan.
Menemukan risiko
Tetapi mengidentifikasi polutan di permafrost hanyalah salah satu bagian dari perhitungan risiko mereka ke Kutub Utara dan sekitarnya; bagian lain dari persamaan adalah seberapa cepat lapisan es mencair, kata Miner.
"Ada pencairan bertahap, yang hanya pencairan dari tahun ke tahun yang bergerak turun perlahan dari atas. Dan kemudian ada pencairan mendadak, di mana, misalnya, Anda bisa kehilangan seluruh sisi bukit permafrost dalam beberapa minggu. Itu jenis perbedaan yang perlu dipetakan untuk memahami kapan dan bagaimana hal ini bisa muncul," kata Miner.
Faktor penting lainnya adalah bahwa polutan yang berbeda menimbulkan berbagai tingkat risiko tergantung pada kuantitas polutan, durasi paparan, dan bagaimana orang dan satwa liar dapat bersentuhan dengannya, tambahnya. Untuk alasan itu, langkah selanjutnya bagi para peneliti adalah menetapkan profil risiko untuk polutan yang baru-baru ini diidentifikasi di permafrost. Tetapi lebih sulit untuk mengevaluasi risiko mikroba Methuselah permafrost, karena tidak diketahui jenis bakteri dan virus mana yang dapat muncul dari tanah beku purba.
"Kami memiliki pemahaman yang sangat kecil tentang jenis ekstrofil - mikroba yang hidup dalam banyak kondisi berbeda untuk waktu yang lama - memiliki potensi untuk muncul kembali," kata Miner. "Ini adalah mikroba yang telah berevolusi bersama dengan hal-hal seperti sloth raksasa atau mammoth, dan kami tidak tahu apa yang bisa mereka lakukan ketika dilepaskan ke ekosistem kami."
Dalam jangka panjang, menyimpan organisme dan polutan ini di kuburan permafrost mereka akan lebih baik daripada mencoba menahannya begitu mereka melarikan diri, kata Miner.
"Sangat penting untuk memastikan bahwa kami melakukan segala daya kami untuk menjaga permafrost - dan umumnya Arktik - beku," katanya. "Akan jauh lebih mudah jika kita tidak harus berurusan dengan semua ini, selain proposal perbaikan jangka panjang."
Comments