Pemahaman yang lebih baik tentang pertumbuhan kerangka karang menyarankan cara untuk memulihkan terumbu

Pemahaman yang lebih baik tentang pertumbuhan kerangka karang menyarankan cara untuk memulihkan terumbu


Newswise – MADISON, Wis. – Terumbu karang adalah komunitas dinamis yang menampung seperempat dari semua spesies di lautan dan secara tidak langsung penting bagi kelangsungan hidup sisanya. Tetapi mereka perlahan-lahan mati – beberapa perkiraan mengatakan 30 hingga 50 persen terumbu telah hilang – karena perubahan iklim.

Dalam sebuah studi baru, fisikawan Universitas Wisconsin-Madison mengamati karang pembentuk terumbu pada skala nano dan mengidentifikasi bagaimana mereka membuat kerangka mereka. Hasilnya memberikan penjelasan tentang bagaimana karang tahan terhadap pengasaman lautan yang disebabkan oleh peningkatan kadar karbon dioksida dan menunjukkan bahwa mengendalikan suhu air, bukan keasaman, sangat penting untuk mengurangi kehilangan dan memulihkan terumbu.

“Terumbu karang saat ini terancam oleh perubahan iklim. Ini bukan di masa depan, ini di masa sekarang, “kata Pupa Gilbert, seorang profesor fisika di UW – Madison dan penulis senior studi tersebut. “Bagaimana karang menyimpan kerangka mereka pada dasarnya penting untuk menilai dan membantu kelangsungan hidup mereka.”

Karang pembentuk terumbu merupakan hewan laut yang menghasilkan kerangka keras yang tersusun atas aragonit, salah satu bentuk dari mineral kalsium karbonat. Tapi bagaimana kerangka itu tumbuh masih belum jelas. Satu model menunjukkan bahwa ion kalsium dan karbonat terlarut dalam cairan pengapur karang menempel satu per satu ke dalam kristal aragonit kerangka yang sedang tumbuh. Sebuah model berbeda, yang diajukan oleh Gilbert dan rekannya pada tahun 2017 dan berdasarkan studi terhadap satu spesies karang, menunjukkan bahwa partikel nano yang tidak larut menempel dan kemudian perlahan mengkristal.

Dalam bagian pertama dari studi baru, yang diterbitkan 9 November di Prosiding National Academy of Sciences, Gilbert dan tim risetnya menggunakan teknik spektromikroskopi yang dikenal sebagai PEEM untuk menyelidiki kerangka yang tumbuh dari lima karang yang baru dipanen, termasuk perwakilan dari keempat kemungkinan bentuk karang pembentuk terumbu: bercabang, masif, mengerak, dan meja. Peta kimiawi PEEM dari spektrum kalsium memungkinkan para ilmuwan untuk menentukan organisasi berbagai bentuk kalsium karbonat pada skala nano.

Hasil PEEM menunjukkan nanopartikel amorf hadir di jaringan karang, di permukaan tumbuh, dan di daerah antara jaringan dan kerangka, tetapi tidak pernah di kerangka dewasa itu sendiri, mendukung model perlekatan nanopartikel. Namun, mereka juga menunjukkan bahwa sementara tepi tumbuh tidak padat dengan kalsium karbonat, kerangka yang matang adalah – hasil yang tidak mendukung model pelekatan nanopartikel.

“Jika Anda membayangkan sekelompok bola, Anda tidak akan pernah bisa mengisi ruang sepenuhnya; selalu ada ruang di antara bola, ”kata Gilbert. Jadi, itu adalah indikasi pertama bahwa lampiran partikel nano mungkin bukan satu-satunya metode.

Para peneliti selanjutnya menggunakan teknik yang mengukur luas permukaan internal yang terbuka dari bahan berpori. Kristal geologi aragonit atau kalsit yang besar – yang dibentuk oleh sesuatu yang tidak hidup – ditemukan memiliki luas permukaan sekitar 100 kali lebih sedikit daripada jumlah yang sama dari bahan yang terdiri dari partikel nano. Ketika mereka menerapkan metode ini pada karang, kerangka mereka memberikan nilai yang hampir sama dengan kristal besar, bukan bahan partikel nano.

“Karang mengisi ruang sebanyak satu kristal kalsit atau aragonit. Jadi, baik keterikatan ion dan keterikatan partikel harus terjadi, ”kata Gilbert. “Dua kubu terpisah yang menganjurkan partikel versus ion sebenarnya sama-sama benar.”

Pemahaman baru tentang pembentukan kerangka karang ini hanya dapat dimengerti jika satu hal lagi benar: bahwa air laut tidak bersentuhan langsung dengan kerangka yang sedang tumbuh, seperti yang umumnya diasumsikan. Faktanya, penelitian terbaru tentang cairan pengapuran karang menemukan bahwa ia mengandung konsentrasi kalsium yang sedikit lebih tinggi dan ion bikarbonat tiga kali lebih banyak daripada air laut, mendukung gagasan bahwa kerangka yang tumbuh memang terisolasi dari air laut.

Sebaliknya, para peneliti mengusulkan model di mana karang memompa ion kalsium dan karbonat dari air laut melalui jaringan karang, yang memusatkan mineral di dekat kerangka. Yang penting, kontrol ini memungkinkan karang untuk mengatur konsentrasi ion internal mereka, bahkan saat lautan menjadi asam karena peningkatan kadar karbon dioksida.

“Sampai pekerjaan ini, orang berasumsi bahwa ada kontak antara air laut dan kerangka yang sedang tumbuh. Kami menunjukkan bahwa kerangka tersebut benar-benar terpisah dari air laut, dan ini memiliki konsekuensi langsung, ”kata Gilbert. “Kalau ada strategi remediasi terumbu karang, jangan fokus melawan pengasaman laut, tapi fokus melawan pemanasan laut. Untuk menyelamatkan terumbu karang kita harus menurunkan suhu, bukan meningkatkan pH air. ”

Dukungan untuk studi ini datang dari Departemen Energi AS (DE-FG02-07ER15899), National Science Foundation (DMR-1603192), dan Dewan Riset Eropa (perjanjian hibah No 755876). Percobaan spektromikroskopi dilakukan di Advanced Light Source yang didukung oleh Departemen Energi AS (No. Kontrak DE-AC02-05CH11231).


Diposting Oleh : https://singaporeprize.co/

About the author