Danau menjadi lebih asam dengan karbon atmosfer, membahayakan ikan

Danau-danau besar di dunia menghadapi bahaya baru: Mereka menjadi lebih asam, yang bisa membuatnya kurang ramah bagi beberapa ikan dan tumbuhan. Isu yang berkembang ini menjadi fokus kelompok ilmuwan yang memilih Great Lakes, juga disebut Great Lakes of North America – serangkaian danau air tawar besar yang saling terhubung di atau dekat perbatasan antara Kanada dan Amerika Serikat yang terhubung ke Samudera Atlantik – untuk menyoroti bahaya yang dapat melenyapkan populasi ikan.

Para ilmuwan sedang membangun jaringan sensor untuk melihat tren kimia air Danau Huron. Ini adalah langkah pertama menuju sistem yang diharapkan yang akan melacak karbon dioksida dan pH di kelima Great Lakes selama beberapa tahun, kata rekan pemimpin proyek Reagan Errera dari National Oceanic and Atmospheric Administration.

“Jika Anda mengubah berbagai hal secara kimiawi, Anda akan mengubah perilaku dan cara kerja berbagai hal, termasuk jaringan makanan,” kata Errera, ahli ekologi penelitian di Laboratorium Penelitian Lingkungan Great Lakes NOAA di Ann Arbor, Michigan.

“Apakah itu berarti ikan favoritmu mungkin tidak ada lagi? Kami tidak tahu itu, tapi kami tahu banyak hal akan berubah. Mungkin di mana dan kapan mereka bertelur, di mana lokasinya, apa yang mereka makan.”

Lautan menjadi lebih asam karena menyerap karbon dioksida yang dipompa aktivitas manusia ke atmosfer – penyebab utama perubahan iklim. Pengasaman membahayakan terumbu karang dan biota laut lainnya.

Studi berdasarkan model komputer menunjukkan hal yang sama mungkin terjadi di sistem air tawar yang besar. Tetapi hanya sedikit program yang melakukan pemantauan jangka panjang untuk mengetahui – atau untuk menyelidiki efek riak ekologis.

“Ini tidak berarti perairan tidak aman untuk berenang. Ini tidak seperti kita membuat cairan baterai asam super,” kata Galen McKinley, seorang profesor ilmu lingkungan Universitas Columbia. “Kita berbicara tentang perubahan jangka panjang di lingkungan yang tidak terlihat oleh manusia.”

Sebuah studi tahun 2018 terhadap empat reservoir Jerman menemukan bahwa tingkat pH mereka telah menurun – mendekati keasaman – tiga kali lebih cepat dalam 35 tahun daripada di lautan sejak Revolusi Industri.

Para peneliti mengatakan Great Lakes juga bisa mendekati keasaman pada tingkat yang sama seperti di lautan pada tahun 2100. Data dari proyek Danau Huron akan membantu menentukan apakah mereka benar.

Dua sensor telah terpasang pada pelampung cuaca terapung di Suaka Laut Nasional Thunder Bay dekat Alpena, Michigan. Satu mengukur tekanan karbon dioksida di kolom air dan pH lainnya. Selain itu, kru mengumpulkan sampel air di berbagai kedalaman di area seluas 11.137 kilometer persegi (4.300 mil persegi) untuk analisis kimia.

Selain mengganggu kehidupan air dan habitat, pengasaman dapat merusak ratusan bangkai kapal kayu yang diyakini berada di dasar, kata Stephanie Gandulla, koordinator perlindungan sumber daya suaka dan salah satu pemimpin penelitian.

Stasiun pemantauan dan lokasi pengambilan sampel lainnya direncanakan, kata Errera. Tujuannya adalah untuk melakukan pengukuran dasar, lalu melihat bagaimana perubahannya seiring waktu.

Data juga diperlukan dari danau Erie, Michigan, Ontario dan Superior, katanya. Semuanya adalah bagian dari sistem air tawar permukaan terbesar di dunia tetapi memiliki karakteristik yang berbeda, termasuk kimia air, nutrisi, dan kondisi lain yang diperlukan untuk komunitas biologis yang sehat.

Pengasaman akibat kelebihan karbon dioksida di atmosfer berbeda dengan hujan asam yang disebabkan oleh sulfur dioksida dan nitrogen oksida dari pembakaran bahan bakar fosil untuk pembangkit listrik atau manufaktur.

Meskipun lebih kuat, hujan asam mencakup area yang relatif kecil dan dapat dikurangi dengan peralatan gosok, seperti yang disyaratkan oleh Undang-Undang Udara Bersih AS. Tetapi efek pengasaman terkait karbon tersebar di seluruh dunia dan berpotensi lebih merusak karena tidak ada perbaikan yang mudah atau cepat.

“Satu-satunya solusi adalah solusi global,” kata McKinley. “Semua orang mengurangi emisi mereka.”

Terlepas dari seberapa baik negara mencapai itu, danau besar mungkin akan terus mengasamkan karena menyerap karbon dioksida yang sudah ada di atmosfer, ditambah limpasan air sarat karbon dari daratan, katanya.

Efek pada ekosistem kurang pasti, meskipun studi awal telah menimbulkan kekhawatiran.

Berdasarkan tes laboratorium, para ilmuwan yang mendokumentasikan keasaman yang melonjak di reservoir Jerman menemukan bahwa hal itu dapat membahayakan sejenis kutu air dengan menghambat pertahanan dari pemangsa. Krustasea kecil adalah makanan penting bagi amfibi dan ikan.

Para ilmuwan di Taiwan bereksperimen dengan kepiting mitten Cina, kelezatan Asia tetapi merupakan spesies invasif di tempat lain. Meningkatkan keasaman air dalam tangki laboratorium hingga memproyeksikan tingkat 2100 lebih dari tiga kali lipat tingkat kematiannya, menurut sebuah laporan tahun lalu.

Studi lain menemukan pengasaman air tawar merusak perkembangan dan pertumbuhan salmon merah muda muda, juga dikenal sebagai salmon bungkuk, spesies ikan komersial dan olahraga penting di Alaska dan Pacific Northwest.

Tapi tidak diketahui seberapa besar masalah tersebut akan terjadi, kata Emily Stanley, seorang profesor ekologi air tawar University of Wisconsin.

“Sejujurnya saya tidak melihat ini sebagai hal yang harus membuat kita sebagai ilmuwan danau ketakutan,” kata Stanley. “Ada begitu banyak tantangan lain yang dihadapi danau yang lebih besar dan lebih cepat,” seperti spesies invasif dan ganggang berbahaya.

Banyak danau mengeluarkan lebih banyak karbon dioksida daripada yang mereka serap, katanya. Tetapi ilmuwan lain mengatakan bahkan itu bisa mengasamkan karena aliran keluarnya akan melambat saat konsentrasi atmosfer meningkat.

Either way, melacak tingkat karbon dioksida danau adalah ide yang bagus karena senyawa tersebut merupakan dasar untuk proses termasuk fotosintesis yang digunakan ganggang dan tanaman air lainnya untuk membuat makanan, kata Stanley.

Sebuah pertanyaan krusial adalah efek pengasaman terkait CO2 pada tanaman mikroskopis yang disebut fitoplankton, kata Beth Stauffer, seorang ahli biologi Universitas Louisiana di Lafayette yang mempelajari situasi di sekitar muara sungai tempat air tawar dan air laut bertemu.

Studi menunjukkan beberapa fitoplankton terkecil dapat tumbuh subur di perairan asam, sementara jenis yang lebih besar – lebih bergizi untuk ikan – memudar.

“Ini seperti berjalan ke prasmanan dan alih-alih memiliki salad bar dan kalkun panggang, Anda hanya memiliki Skittles,” kata Stauffer.

Yang menarik bagi Great Lakes adalah kerang quagga, kata Harvey Bootsma, seorang ilmuwan danau dari University of Wisconsin-Milwaukee. Penjajah yang subur telah menyikut pemakan plankton lainnya dan memicu ganggang pengganggu. Pengasaman dapat melemahkan cangkang kalsium karbonat quaggas, seperti yang terjadi pada kerang laut dan kerang.

Tapi itu bukan lapisan perak, kata Errera. Nasib yang sama bisa menimpa kerang asli yang sedang berjuang untuk dilindungi oleh para konservasionis.

Potensi pergolakan dalam ekosistem air tawar adalah salah satu contoh di antara banyak jangkauan panjang pemanasan global, katanya.

“Gas-gas rumah kaca yang kita masukkan ke atmosfer harus pergi ke suatu tempat,” kata Errera. “Lautan dan badan air tawar besar adalah tempat tujuan mereka, dan pengasaman terjadi sebagai akibatnya.”