Mengenal Foraminifera, Organisme Kecil di Laut Perekam Perubahan Suhu Bumi

Oleh: Marfasran Hendrizan

PERUBAHAN iklim merupakan fenomena global yang melanda bumi ditandai oleh pemanasan global yang menyebabkan pencairan es, perubahan muka laut, perubahan tingkat curah hujan, kenaikan suhu ekstrem dan lain sebagainya.

Menurut laporan Panel Antarpemerintah Tentang Perubahan Iklim (IPCC) tahun 2021, pemanasan global saat ini telah mengalami kenaikan sebesar 1,1°C sejak 1850 dan diperkirakan akan mencapai 1,5°C dalam 20 tahun ke depan. Dampak pemanasan global tersebut menyebabkan kerugian ekonomi yang besar di berbagai sektor seperti pertanian, perikanan, pariwisata, hingga kesehatan.

Hal ini membutuhkan perhatian yang besar dari berbagai pihak untuk siap siaga dalam menghadapi dampak perubahan iklim.

Salah satu hal penting yang sangat dibutuhkan adalah informasi sejarah pemanasan global di masa lalu yang berguna untuk mendukung upaya adaptasi dan mitigasi dampak pemanasan tersebut di masa kini maupun kesiapsiagaan di masa depan.

Baca juga: Catatan Karang tentang Perubahan Iklim dari Abad Pertengahan dan Masa Kini

Informasi perubahan suhu bumi yang diperoleh dari hasil pengukuran dengan instrumen sangat terbatas sehingga dibutuhkan metode lain selain dari pengukuran.

Organisme perekam informasi suhu bumi

Salah satu objek yang menyimpan informasi perubahan suhu bumi yaitu organisme kecil di lautan, khususnya foraminifera. Organisme ini merekam informasi suhu laut pada saat perkembangannya sehingga pada saat organisme ini mati dan terkubur di dalam sedimen laut, maka rekaman suhu dalam foraminifera tersebut tetap tersimpan di dalam sedimen laut.

Foraminifera atau dikenal foram merupakan organisme bersel satu dari kelompok Protista yang memiliki cangkang untuk melindungi bagian tubuh lunaknya. Foram ditemukan di semua kolom air laut dari bagian intertidal hingga laut dalam dan dari lautan tropis hingga lautan di wilayah kutub. Foram sangat melimpah sebagai fosil sejak 540 juta tahun lalu.

Cangkang foram sendiri terbagi menjadi beberapa kamar yang semakin bertambah selama perkembangannya. Komposisi cangkang foram terbentuk oleh senyawa organik, butiran pasir, maupun kristal karbonat (CaCO3) baik kalsit ataupun aragonit.

Foram juga berukuran sangat kecil berkisar antara 100 mikrometer hingga 20 cm. Ia mengambil makanan di laut menggunakan jaringan halus dinamakan pseupodia yang kemudian memasukkan makanan tersebut ke mulut foraminifera. Makanan foram berupa molekul organik, alga, bakteri, diatom, dan binatang kecil atau copepod.

Saat ini diperkirakan spesies foram yang masih hidup di lautan dunia sekitar 6.700-10.000 spesies, 40 spesies adalah foram plangtonik (foram yang hidupnya mengambang di kolom air). Sisanya foram bentonik, yaitu foram yang hidup di dasar laut maupun di dalam sedimen laut hingga kedalaman 20 cm. Foram yang telah menjadi fosil memiliki jumlah yang lebih besar lagi hingga 40.000 spesies.

Baca juga: Rekaman dari Karang Ungkap Ancaman Bencana Iklim bagi Indonesia

modifikasi gambar dari buku Foraminiferal Micropaleontology for Earth’s History karya Pratul Kumar Saraswati terbit tahun 2021 Morfologi foraminifera

Salah satu bagian terpenting dari foram adalah bagian cangkangnya, sehingga informasi pembentukan cangkang foram harus dipahami dengan baik karena mekanisme pembentukan cangkang foram oleh seluruh fungsi tubuh foram menjadi dasar dari inkorporasi unsur magnesium (Mg) ke dalam dinding kalsit foram.

Proses pembentukan cangkang foram diawali oleh jaringan halus atau disebut pseupodia yang membentuk ruang jenuh berupa larutan di dalam air laut. Kristal karbonat kalsit kemudian terperangkap dalam larutan tersebut untuk membentuk kamar-kamar baru.

Pada fase awal, terbentuk butiran berukuran 0,5-1 mikrometer (μm) terlihat di bagian endoplasma yang berkembang beberapa hari hingga membentuk microspherulite berukuran 1-5 μm di bagian vakuola. Tahapan berikutnya, spherulite berukuran 20-60 μm kemudian terbentuk di bagian ektoplasma.

Microspherulite mengandung unsur Mg tinggi (18-25 mol%) sedangkan spherulite mengandung lapisan Mg rendah (3 mol%). Dua fase kalsit kemudian membentuk dinding cangkang yang terdiri dari lapisan pertama berupa kalsit dengan kandungan Mg tinggi dan lapisan berikutnya berupa kalsit dengan kandungan Mg rendah. Proporsi kalsit pada fase Mg tinggi dan Mg rendah yang terbentuk pada cangkang akan mempengaruhi variabilitas Mg pada satu spesies dan spesies yang berbeda.

Adisaputra dkk, Katalog Foraminifera Perairan Indonesia (2010) cangkang fosil foram plangtonik

Adisaputra dkk, Katalog Foraminifera Perairan Indonesia (2010) cangkang fosil foram bentonik

Foram merekam suhu laut selama dia hidup dan selama pembentukan cangkangnya. Informasi suhu laut tetap tersimpan pada cangkang foram meskipun telah mati. Setiap spesies foram merekam suhu laut yang berbeda-beda tergantung pada kemampuan spesies tersebut hidup pada kedalaman tertentu di laut. Sehingga besaran perubahan suhu laut berdasarkan kedalaman akan terekam oleh foram.

Mengekstrak informasi suhu bumi dari foram

Informasi suhu yang tersimpan dalam cangkang foram mati tersebut dapat diekstrak dengan melakukan analisis rasio unsur kimia magnesium (Mg) dan kalsium (Ca) yang terkandung dalam cangkang foram. Rasio Mg/Ca ini dikenal sebagai proxy geokimia suhu dari kandungan foraminifera. Perubahan nilai rasio Mg/Ca foram berbanding lurus terhadap suhu yaitu setiap kenaikan 10 % mmol/mol Mg/Ca selaras dengan kenaikan suhu sebesar 1°C.

Penggunaan rasio Mg/Ca sebagai pencatat rekaman suhu masa lampau di Indonesia telah dilakukan sejak awal tahun 2000-an. Rekaman suhu berdasarkan rasio Mg/Ca dari cangkang foram di wilayah Indonesia dijumpai di Selat Makassar, Laut Halmahera, Laut Sulawesi, Laut Timor, perairan barat Sumatra, dan perairan selatan Jawa.

Hasil penelitian dari beberapa lokasi tersebut menghasilkan perubahan suhu laut pada periode waktu 0 sampai 25.000 ribu tahun tahun lalu (0 tahun lalu merupakan tahun 1950).

Baca juga: 5 Dampak Perubahan Iklim jika Suhu Bumi Naik 2 Derajat Celsius

Suhu permukaan air laut di wilayah Indonesia berdasarkan catatan foram menunjukkan adanya perubahan suhu hingga 3-4°C yang terjadi pada periode zaman es terakhir (19.000-11.000 tahun lalu). Hal ini menandakan pemanasan global juga terjadi di masa lampau bahkan melampaui kondisi pemanasan yang diestimasi dalam 20 tahun ke depan yaitu sebesar 1,5-2°C.

Pemanasan global yang terjadi hingga 3-4°C pada periode 19.000 sampai 11.000 tahun lalu menghasilkan curah hujan yang semakin berkurang dengan meningkatnya suhu bumi yang ekstrem khususnya pada 18.000-15.000 tahun lalu dan 12.900-11.500 tahun lalu. Hal ini ditunjukkan dengan suhu permukaan laut menghangat pada 18.500-15.000 tahun lalu disertai oleh kondisi kering di wilayah Kalimantan, Jawa, Sulawesi, maupun Sumatra.

Kondisi hampir serupa pada periode 12.900-11.500 tahun lalu dicirikan oleh suhu permukaan laut menghangat dan kondisi kering di Kalimantan, Jawa, Sumatra, dan sebagian wilayah Sulawesi.

Marfasran Hendrizan

Peneliti muda kelompok penelitian iklim dan lingkungan purba Pusat Riset Geoteknologi BRIN, kandidat doktor sains kebumian ITB