FOSIL SEBAGAI INDIKATOR IKLIM MASA LAMPAU

FOSIL SEBAGAI INDIKATOR IKLIM MASA LAMPAU

I. Pendahuluan

Perubahan iklim global adalah perubahan pola dan intensitas iklim dalam skala globalse-bagai akibat dari perubahan keseimbangan komponen energi dalam sistem bumi, danhal ini disebabkan oleh dua faktor yaitu natural dan antopogenik (Dwimeini, 2010).Paleoklimatologi adalah studi tentang iklim masa lalu, dapat pula dikatakan sebagaiilmu mengenai perubahan iklim yang terjadi dalam seluruh rentang sejarah bumi. Ilmu inimempelajari iklim masa lampau dengan skala waktu puluhan sampai ribuan tahun yanglalu, beserta implikasinya terhadap perubahan yang terjadi dalam ekosistem bumi. Karenatidak mungkin untuk kembali ke masa lalu untuk melihat bagaimana kondisi iklim padasaat itu, maka ilmuwan menggunakan cetakan yang dibuat selama iklim masa lalusebagai cara mempelajari berbagai sinyal yang terdokumentasikan di alam, yangkemudian dikenal sebagai

 Proxy (Handiani, 2012). Proxy digunakan untuk menafsirkankondisi paleoklimatik dan merupakan data yang digunakan untuk menggantikan data ataukondisi iklim. Proxy yang digunakan dapat berupa bentuk objek yang dapat merekamkondisi iklim pada masa lalu, baik berupa makhluk hidup (komponen biotik), maupun benda komponen abiotik

II. Macam Proxy

1. Mikroba

Proxy mikroba biasanya digunakan foraminifera (foram) dan diatom . Foram dan diatom adalah mikroorganisme yang ditemukan di lingkungan perairan dan laut. Bentuk mikroba dapat beraneka ragam, baik planktonik (mengambang di kolom air) dan bentik (bawah hunian / dasar laut). Cangkang Foramterbentuk dari kalsium karbonat (CaCO3), sedangkan diatom terbentuk dari silikondioksida (SiO2). Metodenya berupa analisa perbandingan komposisi isotop Oksigen, penghitungan kelimpahan foraminifera planktonik dalam sedimen untuk mengetahui kondisi air permukaan tempat mereka hidup, rasio perbandingan Mg/Cadalam shell foraminifera planktonik, dan juga metode paleobiomarker, seperti dengan menggunakan rantai alkenon. Organisme ini merekam bukti untuk kondisi lingkunganmasa lalu pada cangkang mereka. 

Rasio isotop oksigen stabil yang terkandung dalam shell  dapat digunakan untuk menyimpulkan suhu air di masa lalu. Isotop oksigen yang ditemukan secara alami dikedua atmosfer dan larut dalam air. Konsentrasi dari setiap bentuk ini ditentukan oleh suhu. Dengan mengetahui rasio antara kedua bentuk oksigen para ilmuwan bisa memperkirakan suhu masa lalu. Kadar oksigen yang tinggi mencerminkan suhu yang lebih sejuk, sementara suhu yang menghangat menunjukkan penurunan jumlah oksigen. 

2. Inti Es

Gletser merupakan perekam terbaik yang paling cepat merespon perubahan iklimnatural maupun antropogenik. Analisis inti es merupakan analisis bagian dari gletser yang di bor dan memberikan 3 jenis informasi dari masa lalu maupun perubahan iklimsaat ini:

1. Informasi temperatur dan presipitasi sebagai data iklim terekam dalam tiap lapisan es.

2. Informasi percepatan hilangnya gletser itu sendiri.

3. Informasi flora dan fauna kuno yang pernah hidup di tepian gletser (Thompson 2010).Salju yang jatuh menggambarkan informasi yang unik, bukan hanya presipitasi dantemperatur, tapi juga komposisi atmosfer (partikulat larut atau tidak larut), letusan gunung berapi, bahkan variasi pergerakan matahari di masa lalu (Bradley 1999).

Jadi setiap lampisan es yang diambil memiliki rekaman atas keadaan iklim yang ada di masa lalu. Setiap data iklim yang berhasil didapatkan dikorelasikan dengan umur inti es tersebut berdasarkan umur fosil yang berada dalam lapisan es tersebut.

3. Lingkaran Tahun Pohon ( Dendrokronoologi )

Dendrokronologi adalah studi tentang perubahan iklim sebagaimana dicatat oleh cincin pertumbuhan pohon. Setiap tahun, pohon menambahkan lapisan pertumbuhan antara kayu tua dan kulit. Lapisan ini, atau cincin tidak hanya merekam kadar air tanah melainkan juga merekam kejadian selama pertumbuhan (Dwimeini, 2010). Lapisan yang lebih lebar merupakan rekaman musim hujan. Sedangkan lapisan yang lebih sempit merekam musim kering. Informasi iklim pada cincin pohon sangat bervariasi bukan hanya suhu dan kelambaban tapi juga keadaan radiasi pada masa itu. Dalam kondisi tertentu pohon dapat tumbuh hingga ribuan tahun misalnya pinus bristlecone. Pohon tertua yang sudah diobservasi berumur 9000 tahun dari jenis pinus bristlecone (Gou et al. 2006). Bagian batang dari pohon berkambium yang biasanya banyak terdapat di daerah tropis menggambarkan banyak informasi iklim dari cincin pertumbuhannya. Cincin pohon merupakan bagian lapisan sel tebal (latewood) yang dipisahkan oleh lapisan sel tipis (earlywood). Ketebalan lapisan antara earlywood dan latewood merupakan sumber informasi yang sangat berharga.

4. Karang

Istilah karang (coral) umumnya digunakan untuk terumbu karang yang berasal dari ordo Scleractinia. Karang dari ordo tersebut memiliki kerangka kapur yang sejati (keras). Satu individu karang disebut polip yang memiliki ukuran yang bervariasi, mulai dari 1mm-5000mm (Cobb et al. 2008). Untuk studi iklim masa lalu karang yang penting untuk diobservasi merupakan bangunan terumbu karang yang besar dan hidup saling ketergantungan (simbiotik) dengan alga uniseluler (zooxanthellae). Karang yang melakukan hubungan simbiotik dengan zooxanhellae disebut karang hermatypic. 

Ganggang menghasilkan karbohidrat dengan proses fotosintesis. Proses tersebut membutuhkan sinar matahari. Dengan demikian karang hermatypic tumbuh paling dalam hanya 20m dari permukaan laut, dengan tingkat kekeruhan air yang kecil. Sebagian besar carbon organik diserap gangang untuk fotosintesis, dan menyediakan makanan bagi karang untuk terus tumbuh. Sementara itu karang memberikan perlindungan terhadap alga. Pertumbuhan karang sangat dipengaruhi oleh suhu (minimal pada 20o C). Ketika suhu turun ke 18oC, tingkat klasifikasi pertumbuhan karang berkurang dan akan mati pada suhu yang lebih rendah

Sampel untuk analisis biasanya dibor di bagian yang menggambarkan pertumbuhan karang. Untuk mendapatkan hasil yang maksimal dilakukan pengambilan sampel yang rutin (6-10 kali per tahun). Penelitian karang berfokus pada catatan lingkungan pada masa pertumbuhannya. Tingkat pertumbuhan karang bergantung pada suhu permukaan laut dan nutrisi yang terkandung pada air laut. Nutrisi tersebut banyak didapatkan dari proses fotosintesis yang dipengaruhi oleh radiasi dan keawanan. Waktu rekonstruksi karang yang terpanjang adalah 800 tahun yang berhasil diobservasi di perairan Bermuda. Pada observasi tersebut diketahui bahwa tingkat pertumbuhan koral berbanding terbalik dengan Sea Surface Temperature, sebagai contoh air upwelling yang dingin membawa banyak nutrisi dan menyebabkan meningkatnya pertumbuhan karang.

5. Serbuk Sari

Serbuk sari adalah tempat gametofit jantan pada generasi gametofit tumbuhan Gymnospermae dan Angiospermae. Penyebaran serbuk sari dapat terjadi melalui berbagai perantara, yaitu: angin, air, dan binatang (Dwimeini, 2010). Analisis serbuk sari (pollen analysis) merupakan metode yang paling penting dalam rekonstruksi flora, vegetasi, dan lingkungan masa lampau, karena serbuk sari yang sangat awet atau tahan terhadap kerusakan. Selain itu serbuk sari dihasilkan dalam jumlah yang sangat banyak dan tersebar secara lebih luas dan merata dibandingkan dengan makrofosil. Kelebihan lainya adalah serbuk sari dapat diperoleh dari sedimen dalam jumlah yang sangat banyak sehingga memungkinkan untuk diuji secara kuantitatif / statistik. Analisis serbuk sari dapat digunakan untuk melacak sejarah kelompok dan jenis (spesies) tumbuhan serta habitatnya. Analisis serbuk sari juga dapat menentukan umur relatif batuan atau sedimen. 

Serbuk sari yang tersebar di danau, laut dan mengendap dalam sedimen memberikan catatan perubahan vegetasi masa lalu yang mungkin terjadi karena perubahan iklim. Metode ini merupakan metode pelengkap paling penting untuk melengkapi hasil dari metode lainya (Bradley,1999). Tahap yang dilakukan pada metode ini adalah mengklasifikasi morfologi, deskripsi morfologi serbuk sari, serta menentukan taksonomi. Sehingga dapat diketahui habitat serta iklim yang medukung pertumbuhannya.