Penelitian baru menunjukkan bahwa kenaikan suhu global mungkin secara paradoks menyebabkan pendinginan ekstrem karena proses biologis dan oseanik. Para ilmuwan telah memodelkan bagaimana mekar alga dan siklus nutrisi bisa menjebak karbon dan memulai zaman es. Meskipun kelebihan ini tidak mungkin membantu upaya iklim saat ini, hal itu menyoroti dinamika sistem Bumi yang kompleks.
Selama sebagian besar sejarah Bumi, pelapukan lambat batuan silikat dianggap sebagai mekanisme utama yang mengatur iklim planet. Air hujan menyerap karbon dioksida dari atmosfer, melarutkan batuan, dan membawa karbon dan kalsium ke lautan, di mana ia membentuk sedimen tahan lama seperti batu kapur. 'Ketika planet memanas, batuan lapuk lebih cepat dan menyerap lebih banyak CO2, memungkinkan Bumi mendingin kembali,' menjelaskan Dominik Hülse, peneliti di MARUM - Pusat Ilmu Lingkungan Kelautan, Universitas Bremen.
Namun, proses ini saja tidak dapat menjelaskan periode ketika Bumi membeku sepenuhnya dari kutub ke kutub. Sebuah studi yang diterbitkan di Science mengungkapkan bahwa lingkaran umpan balik biologis dan oseanik memainkan peran kritis. Saat suhu naik dan CO2 atmosfer meningkat, lebih banyak nutrisi seperti fosfor terbawa ke laut, mendorong mekar alga. Alga ini menyerap karbon melalui fotosintesis, dan saat mati, menenggelamkannya ke dasar laut.
Dalam kondisi yang lebih hangat, ini menyebabkan kekurangan oksigen saat alga membusuk, menyebabkan fosfor didaur ulang daripada terkubur di sedimen. Umpan balik ini memperkuat: lebih banyak nutrisi memicu lebih banyak alga, yang mengonsumsi lebih banyak oksigen dan melepaskan nutrisi tambahan, menjebak jumlah karbon yang sangat besar dan mendinginkan planet secara dramatis. Hülse dan rekan penulis Andy Ridgwell mengembangkan model sistem Bumi canggih yang menggabungkan interaksi ini. 'Model Sistem Bumi yang lebih lengkap ini tidak selalu menstabilkan iklim secara bertahap setelah fase pemanasan, melainkan bisa melebihi dan mendinginkan Bumi jauh di bawah suhu awalnya -- proses yang masih bisa memakan ratusan ribu tahun, bagaimanapun. Dalam model komputer studi ini, hal itu bisa memicu zaman es,' kata Hülse. Dengan pelapukan silikat saja, ekstrem seperti itu tidak mungkin disimulasikan.
Model tersebut menunjukkan bahwa kadar oksigen atmosfer yang lebih rendah di masa lalu Bumi yang jauh memperkuat umpan balik ini, mendorong zaman es yang parah. Saat ini, kadar oksigen yang lebih tinggi akan meredam kelebihan pendinginan masa depan dari pemanasan yang disebabkan manusia. 'Pada akhirnya, apakah benar-benar penting jika awal zaman es berikutnya adalah 50, 100, atau 200 ribu tahun ke depan?' tanya Ridgwell. 'Kita perlu fokus sekarang pada pembatasan pemanasan yang sedang berlangsung. Bahwa Bumi akan mendingin secara alami kembali tidak akan terjadi cukup cepat untuk membantu kita.' Penelitian ini, didukung oleh Cluster of Excellence MARUM, menekankan peran lautan dalam pemulihan iklim masa lalu.