Fosil Daun Ginko untuk Mempelajari Iklim

WASHINGTON DC, SATUHARAPAN.COM-Richard Barclay membuka laci logam di arsip Museum Smithsonian Natural History yang berisi fosil yang berusia hampir 100 juta tahun. Meskipun usia mereka, batu-batu ini tidak rapuh. Ahli geologi dan botani menangani mereka dengan santai, meletakkan satu di telapak tangannya untuk pemeriksaan lebih dekat.

Tertanam di batu kuno adalah selembar daun segitiga dengan lobus atas membulat. Daun ini jatuh dari pohon sekitar zaman T-rex dan triceratops menjelajahi hutan prasejarah, tetapi tanaman itu langsung dikenali. “Bisa dibilang ini dayn tanaman ginkgo, yang bentuknya unik,” kata Barclay. "Itu tidak banyak berubah dalam jutaan tahun."

Yang juga istimewa dari pohon ginkgo adalah fosilnya sering mengawetkan bahan tanaman yang sebenarnya, bukan hanya kesan daun. Dan lembaran tipis bahan organik itu mungkin menjadi kunci untuk memahami sistem iklim kuno, dan kemungkinan masa depan planet kita yang memanas.

Tapi Barclay dan timnya harus memecahkan kode tanaman terlebih dahulu untuk membaca informasi yang terkandung dalam daun kuno itu.

“Ginkgo adalah kapsul waktu yang cukup unik,” kata Peter Crane, ahli paleobotani Universitas Yale. Seperti yang dia tulis di "Ginkgo," bukunya tentang tanaman itu, "Sulit membayangkan bahwa pohon-pohon ini, sekarang menjulang di atas mobil dan komuter, tumbuh bersama dinosaurus dan telah turun kepada kita hampir tidak berubah selama 200 juta tahun."

Untuk Mempelajari Iklim

Jika sebuah pohon tumbang di hutan purba, apa yang bisa dikatakannya kepada para ilmuwan hari ini?

“Alasan para ilmuwan melihat ke masa lalu adalah untuk memahami apa yang akan terjadi di masa depan,” kata Kevin Anchukaitis, peneliti iklim di University of Arizona. “Kami ingin memahami bagaimana planet ini merespons perubahan iklim skala besar di masa lalu, bagaimana ekosistem berubah, bagaimana kimia laut dan permukaan laut berubah, bagaimana hutan bekerja.”

Yang menarik bagi para ilmuwan adalah periode "rumah kaca" ketika mereka percaya tingkat karbon dan suhu secara signifikan lebih tinggi daripada hari ini. Salah satu waktu tersebut terjadi selama periode Kapur akhir (66 juta hingga 100 juta tahun yang lalu), era terakhir dinosaurus sebelum meteor menghantam Bumi dan sebagian besar spesies punah.

Mempelajari lebih banyak tentang iklim rumah kaca juga memberi para ilmuwan data berharga untuk menguji keakuratan model iklim untuk memproyeksikan masa depan, kata Kim Cobb, seorang ilmuwan iklim di Institut Teknologi Georgia.

Tetapi informasi iklim tentang masa lalu yang jauh terbatas. Gelembung udara yang terperangkap di inti es purba memungkinkan para ilmuwan untuk mempelajari kadar karbon dioksida purba, tetapi itu hanya terjadi sekitar 800.000 tahun yang lalu.

Di situlah koleksi daun ginkgo Smithsonian masuk. Menyusuri lorong koridor, Barclay melompat melintasi ribuan tahun, seperti yang hanya mungkin terjadi di museum, ke abad ke-19, ketika Revolusi Industri mulai mengubah iklim.

Perubahan Karbon

Dari sebuah lemari, ia menarik lembaran kertas tempat para ilmuwan era Victoria menempelkan dan mengikat daun ginkgo yang dipetik dari kebun raya pada masanya. Banyak spesimen memiliki label yang ditulis dalam kursif yang indah, termasuk yang tertanggal 22 Agustus 1896.

Bentuk daunnya hampir identik dengan fosil dari sekitar 100 juta tahun yang lalu, dan daun modern yang dipegang Barclay di tangannya. Tapi satu perbedaan utama dapat dilihat dengan mikroskop, bagaimana daun merespon perubahan karbon di udara.

Pori-pori kecil di bagian bawah daun diatur untuk menyerap karbon dioksida dan menghirup air, memungkinkan tanaman mengubah sinar matahari menjadi energi. Ketika ada banyak karbon di udara, tanaman membutuhkan lebih sedikit pori-pori untuk menyerap karbon yang dibutuhkannya. Ketika kadar karbon turun, daun menghasilkan lebih banyak pori-pori untuk mengimbanginya.

Saat ini, para ilmuwan mengetahui tingkat rata-rata global karbon dioksida di atmosfer adalah sekitar 410 bagian per juta, dan Barclay tahu seperti apa bentuk daun itu. Berkat lembaran botani Victoria, dia tahu seperti apa daun ginkgo sebelum manusia mengubah atmosfer planet secara signifikan.

Sekarang dia ingin tahu pori-pori dalam fosil daun ginkgo apa yang dapat memberitahunya tentang atmosfer 100 juta tahun yang lalu.

Tapi pertama-tama dia membutuhkan pemecah kode, lembar terjemahan, semacam batu Rosetta untuk menguraikan tulisan tangan atmosfer kuno. Itu sebabnya dia menjalankan eksperimen di pembukaan hutan di Maryland.

Suatu pagi di awal tahun ini, Barclay dan asisten proyek Ben Lloyd merawat barisan pohon ginkgo di dalam selungkup dari terpal plastik yang membuat mereka terkena hujan, sinar matahari, dan perubahan musim. “Kami menanamnya dengan cara ini sehingga tanaman mengalami siklus alami,” kata Barclay.

Para peneliti menyesuaikan karbon dioksida yang dipompa ke setiap ruang, dan monitor elektronik di luar berkedip tingkat setiap lima detik. Beberapa pohon tumbuh pada tingkat karbon dioksida saat ini. Lainnya tumbuh pada tingkat yang meningkat secara signifikan, mendekati tingkat di masa lalu yang jauh, atau mungkin masa depan.

“Kami sedang mencari analog, kami membutuhkan sesuatu untuk dibandingkan,” kata Barclay. Jika ada kecocokan menjadi antara seperti apa daun dalam percobaan dan seperti apa fosil daun, yang akan memberi para peneliti panduan kasar tentang atmosfer purba.

Mereka juga mempelajari apa yang terjadi ketika pohon tumbuh di lingkungan supercharged, dan mereka menemukan bahwa lebih banyak karbon dioksida membuat mereka tumbuh lebih cepat.

Tetapi Barclay menambahkan, “Jika tanaman tumbuh sangat cepat, mereka cenderung membuat kesalahan dan lebih rentan terhadap kerusakan... Ini seperti pengemudi mobil balap yang lebih mungkin keluar dari rel dengan kecepatan tinggi.” (AP)

Editor : Sabar Subekti