Pemanasan Global yang Tak Terbendung Memicu Kepunahan Massal Kehidupan Laut

Karena emisi gas rumah kaca terus menghangatkan lautan di dunia, keanekaragaman hayati laut mungkin berada di jalur yang tepat untuk turun dalam beberapa abad ke depan ke tingkat yang tidak terlihat sejak kepunahan dinosaurus. Perkiraan mengerikan ini menurut sebuah studi penelitian baru yang akan diterbitkan oleh para peneliti Universitas Princeton dalam jurnal Science hari ini (28 April 2022).

Para peneliti memodelkan keanekaragaman hayati laut masa depan di bawah skenario iklim yang diproyeksikan berbeda. Mereka menemukan bahwa jika emisi tidak dikurangi, hilangnya spesies karena pemanasan dan penipisan oksigen saja dapat mencerminkan dampak substansial yang sudah dimiliki manusia terhadap keanekaragaman hayati laut sekitar tahun 2100. Perairan tropis akan mengalami kerugian terbesar keanekaragaman hayati, sementara spesies kutub akan menghadapi risiko kepunahan tertinggi, para penulis melaporkan.

“Pengurangan emisi gas rumah kaca yang agresif dan cepat sangat penting untuk menghindari kepunahan massal spesies laut,” kata penulis senior Curtis Deutsch, profesor geosains dan Institut Lingkungan High Meadows di Princeton.

Studi ini menemukan, bagaimanapun, bahwa membalikkan emisi gas rumah kaca dapat mengurangi risiko kepunahan lebih dari 70%. “Intinya adalah bahwa masa depan tidak tertulis di atas batu,” kata penulis pertama Justin Penn, peneliti pascadoktoral di Departemen Geosains. “Besarnya kepunahan yang kami temukan sangat bergantung pada seberapa banyak karbon dioksida [CO 2 ] yang kami keluarkan untuk bergerak maju. Masih ada cukup waktu untuk mengubah lintasan emisi CO2 dan mencegah besarnya pemanasan yang akan menyebabkan kepunahan massal ini.”

Deutsch dan Penn, yang memprakarsai penelitian ketika keduanya berada di University of Washington , menggabungkan data fisiologis yang ada pada spesies laut dengan model perubahan iklim untuk memprediksi bagaimana perubahan kondisi habitat akan mempengaruhi kelangsungan hidup hewan laut di seluruh dunia selama beberapa tahun ke depan. abad. Para peneliti membandingkan model mereka dengan besarnya kepunahan massal masa lalu yang terekam dalam catatan fosil, berdasarkan penelitian mereka sebelumnya yang menghubungkan pola geografis End-Permian Extinction lebih dari 250 juta tahun yang lalu — peristiwa kepunahan paling mematikan di Bumi — dengan pemicu yang mendasarinya, yaitu pemanasan iklim dan hilangnya oksigen dari lautan.

Para peneliti menemukan bahwa model mereka yang memproyeksikan keanekaragaman hayati laut di masa depan, catatan fosil Kepunahan Permian Akhir, dan memang distribusi spesies yang kita lihat sekarang mengikuti pola yang sama — saat suhu laut meningkat dan ketersediaan oksigen turun, ada penurunan yang nyata. dalam kelimpahan biota laut.

Suhu air dan ketersediaan oksigen adalah dua faktor utama yang akan berubah seiring dengan menghangatnya iklim akibat aktivitas manusia. Air yang lebih hangat itu sendiri merupakan faktor risiko bagi spesies yang beradaptasi untuk iklim yang lebih dingin. Air hangat juga menahan lebih sedikit oksigen daripada air dingin, yang menyebabkan sirkulasi laut lebih lamban yang mengurangi pasokan oksigen di kedalaman. Paradoksnya, tingkat metabolisme spesies meningkat dengan suhu air, sehingga permintaan oksigen meningkat karena pasokan menurun. “Begitu pasokan oksigen tidak mencukupi kebutuhan spesies, kami memperkirakan akan kehilangan spesies secara substansial,” kata Penn.

Hewan laut memiliki mekanisme fisiologis yang memungkinkan mereka untuk mengatasi perubahan lingkungan, tetapi hanya sampai titik tertentu. Para peneliti menemukan bahwa spesies kutub lebih mungkin punah secara global jika pemanasan iklim terjadi karena mereka tidak akan memiliki habitat yang cocok untuk pindah. Spesies laut tropis kemungkinan akan hidup lebih baik karena mereka memiliki sifat yang memungkinkan mereka untuk mengatasi perairan tropis yang hangat dan rendah oksigen. Saat perairan utara dan selatan daerah tropis menghangat, spesies ini mungkin dapat bermigrasi ke habitat baru yang sesuai. Laut khatulistiwa, bagaimanapun, sudah begitu hangat dan rendah oksigen sehingga peningkatan suhu lebih lanjut - dan penurunan oksigen yang menyertainya - mungkin membuatnya tidak dapat dihuni secara lokal bagi banyak spesies.

Para peneliti melaporkan bahwa pola kepunahan model mereka diproyeksikan - dengan kepunahan spesies global yang lebih besar di kutub dibandingkan dengan daerah tropis - mencerminkan pola kepunahan massal masa lalu. Sebuah studi Deutsch and Penn yang diterbitkan di Science pada tahun 2018 menunjukkan bahwa peningkatan permintaan oksigen metabolik yang bergantung pada suhu - dipasangkan dengan penurunan ketersediaan oksigen yang disebabkan oleh letusan gunung berapi - dapat menjelaskan pola geografis hilangnya spesies selama Kepunahan Permian Akhir yang lalu, yang membunuh dari 81% spesies laut.

Makalah baru menggunakan model serupa untuk menunjukkan bahwa pemanasan antropogenik dapat mendorong kepunahan dari mekanisme fisiologis yang sama pada skala yang sebanding jika pemanasan menjadi cukup besar, kata Penn. “Pola garis lintang dalam catatan fosil mengungkapkan sidik jari dari prediksi kepunahan yang didorong oleh perubahan suhu dan oksigen,” katanya.

Model ini juga membantu memecahkan teka-teki yang sedang berlangsung dalam pola geografis keanekaragaman hayati laut. Keanekaragaman hayati laut meningkat terus dari kutub menuju daerah tropis, tetapi menurun di khatulistiwa. Penurunan khatulistiwa ini telah lama menjadi misteri - para peneliti tidak yakin tentang apa penyebabnya dan beberapa bahkan bertanya-tanya apakah itu nyata. Model Deutsch dan Penn memberikan penjelasan yang masuk akal untuk penurunan keanekaragaman hayati laut khatulistiwa - pasokan oksigen terlalu rendah di perairan hangat ini untuk ditoleransi oleh beberapa spesies.

Kekhawatiran besar adalah bahwa perubahan iklim akan membuat sebagian besar lautan tidak dapat dihuni, kata Penn. Untuk mengukur kepentingan relatif iklim dalam mendorong kepunahan, dia dan Deutsch membandingkan risiko kepunahan di masa depan dari pemanasan iklim dengan data dari International Union for Conservation of Nature (IUCN) tentang ancaman saat ini terhadap berbagai hewan laut. Mereka menemukan bahwa perubahan iklim saat ini mempengaruhi 45% spesies laut yang berisiko punah, tetapi hanya merupakan penyebab stres kelima yang paling penting setelah penangkapan ikan yang berlebihan, transportasi, pembangunan perkotaan, dan polusi.

Namun, kata Penn, perubahan iklim dapat segera melampaui semua penyebab stres ini: “Pemanasan ekstrem akan menyebabkan kepunahan yang didorong oleh iklim yang, menjelang akhir abad ini, akan menyaingi semua penyebab stres manusia saat ini jika digabungkan.”