Laut musim sejuk Antartika melepaskan lebih banyak karbon dioksida daripada yang dipercayai sebelum ini, menurut data baru yang dikumpulkan oleh robot menyelam di Lautan Selatan.

Kajian yang dijalankan oleh Universiti Washington, Institut Penyelidikan Akuarium Monterey Bay, Princeton University dan beberapa institusi oseanografi lain, menggunakan data yang dikumpulkan oleh dron laut terapung yang mengawasi air di sekitar Antartika dan memberikan maklumat mengenai bagaimana ia berfungsi dalam sistem iklim global.

"Keputusan ini datang sebagai kejutan besar, kerana kajian sebelumnya mendapati bahawa Lautan Selatan menyerap banyak karbon dioksida," Alison Grey, seorang penolong profesor oceanography UW, berkata dalam satu kenyataan.

"Jika itu tidak benar, seperti yang dicadangkan oleh data ini, maka ini bermakna kita perlu memikirkan semula peranan Lautan Selatan dalam kitaran karbon dan iklim."

Kertas itu diterbitkan dalam jurnal Surat Penyelidikan Geofizik.

Alat laut terapung

Data untuk kajian ini dikumpulkan oleh  Pemerhatian dan Pemodelan Karbon dan Iklim Lautan Selatan (SOCCOM), projek dolar AS $ 21 yang berpusat di Princeton University dan dibiayai oleh Yayasan Sains Kebangsaan.

SOCCOM telah dimulakan hanya empat tahun lalu sebagai usaha untuk menggunakan puluhan robot terapung semasa musim sejuk di Lautan Selatan - tempat dan musim yang masih kurang dipelajari walaupun kepentingannya dalam mengawal iklim.

Lautan Selatan adalah salah satu daripada beberapa tempat di mana air yang telah menghabiskan berabad-abad di lautan yang dalam perjalanan ke seluruh permukaan untuk menyambung semula arus permukaan dan menghubungkan dengan atmosfera.

Dalam kitaran hayat planet, atom karbon bergerak di antara batu, sungai, tumbuh-tumbuhan dan lautan, dan mempelajari kadar pemindahan ini membantu untuk meramalkan tahap karbon dioksida jangka panjang.

Tetapi sehingga sekarang, beberapa ukuran musim sejuk wujud kerana ribut keras dan arus angin dan angin.

"Lautan Selatan adalah tempat yang luas, ribut, sejuk, dan jauh, yang membuatnya sangat sukar untuk membuat pemerhatian yang cukup dari sebuah kapal di sana," kata Grey.

"Sebelum ini, anggaran terbaik kami tentang pengambilan karbon laut berdasarkan pemerhatian yang dikumpulkan oleh kapal, tetapi di Lautan Selatan khususnya, kami tidak mempunyai banyak pemerhatian berasaskan kapal untuk sebahagian besar tahun (musim gugur dan musim sejuk)."

Sekarang, dengan alat autonomi yang menyelam dan hanyut di lautan, penyelidik boleh mengumpul data dari seluruh Lautan Selatan sepanjang musim.

"Ini adalah sains yang paling menarik - satu cabaran utama kepada pemahaman kita sekarang dimungkinkan oleh pemerhatian yang luar biasa dari penerapan teknologi baru untuk mengkaji kawasan-kawasan sebelum ini yang belum diterokai di lautan," Jorge Sarmiento, Pengarah SOCCOM dan Princeton George J. Magee Profesor Kejuruteraan Geosains dan Geologi, dalam satu kenyataan.

Mengumpul data

Pemerhatian baru dikumpulkan oleh 35 instrumen terapung antara 2014 dan 2017.

Instrumen berfungsi dengan melayang dengan arus dan mengubah keapungan mereka untuk mengumpul pemerhatian pada kedalaman yang berbeza.

Selama sembilan hari, instrumen itu turun ke satu kilometer dan terapung dengan arus. Kemudian mereka jatuh lebih jauh ke dua kilometer dan bangkit kembali ke permukaan sambil mengukur sifat-sifat air. Sebaik sahaja mereka permukaan, mereka menghantar pemerhatian mereka ke pantai menerusi satelit.

Bukan sahaja pelampung memantau suhu laut dan kemasinan, tetapi mereka juga mengumpul data mengenai oksigen, nitrogen dan pH terlarut.

Dalam kertas baru mereka, para penyelidik menggunakan pengukuran pH untuk mengira jumlah karbon dioksida yang terlarut untuk mengetahui betapa kuatnya air menyerap atau memancarkan karbon dioksida ke atmosfera.

Penemuan

Para penyelidik memandang bulatan jarak yang semakin meningkat dari Kutub Selatan, dan mendapati bahawa air terbuka bersebelahan perairan laut yang dilindungi di sekitar Antartika melepaskan lebih banyak karbon dioksida daripada yang diharapkan ke atmosfera.

"SOCCOM mengapungkan, dengan mengumpul data sepanjang tahun dan di banyak bahagian yang berlainan di Lautan Selatan, telah menunjukkan bahawa pada musim sejuk, rantau ini di utara perairan yang diliputi oleh ais laut mengeluarkan sejumlah besar karbon dioksida ke atmosfer, "kata Kelabu.   

"Ini menunjukkan bahawa secara keseluruhan, Lautan Selatan tidak menyerap hampir karbon dioksida seperti yang kita fikir sebelumnya."

Walau bagaimanapun, Grey menjelaskan, tidak menghairankan bahawa air di rantau ini mengecil, kerana air dalamnya kaya dengan karbon.

"Tetapi kita meremehkan magnitud pemergian kerana kita mempunyai sedikit data dari bulan-bulan musim sejuk. Itu bermakna Lautan Selatan tidak menyerap sebanyak karbon seperti yang kita fikirkan, "katanya dalam satu kenyataan.

Maklumat baru ini memberikan para penyelidik keupayaan untuk menganalisis lagi aktiviti Lautan Selatan dan meramalkan trend iklim masa depan.

Apa yang akan datang?

Para penyelidik sedang berusaha beberapa langkah seterusnya untuk menindaklanjuti hasil dari kertas itu, kata Grey.

Antaranya termasuklah membandingkan pemerhatian SOCCOM kepada model iklim, menentukan proses yang menghasilkan fluks karbon tinggi, menggabungkan data kapal dan data terapung untuk menghasilkan anggaran terkini fluks, dan terus menganalisis data yang dihantar dari instrumen.

Di samping itu, para penyelidik berminat untuk menentukan di mana karbon "hilang" itu.

"Dalam erti kata lain, jika CO2 tidak diserap oleh Lautan Selatan di mana kita pernah berfikir, maka di mana ia pergi?" Kata Grey.

"Ia boleh diambil oleh laut di tempat lain, atau mungkin anggaran kami tentang kesan tanah pada kitaran karbon perlu disemak semula. Banyak orang sedang berusaha memahami pemahaman yang sangat penting ini dan kesannya terhadap sistem iklim global. "