Mikroorganisma Prasejarah Sebagai Penentuan Perubahan Iklim Kuno

Oleh : Dr. Nursufiah bte Sulaiman
Jabatan Geosains, Fakulti Sains Bumi, Universiti Malaysia Kelantan

Perubahan iklim kuno atau paleoiklim adalah sesuatu yang tidak dapat ditentukan secara terus. Pentafsiran perubahan iklim kuno hanya dapat ditentukan dengan menggunakan beberapa proksi yang tersimpan di dalam sedimen atau mikroorganisma prasejarah. Antara contoh mikroorganisma prasejarah atau dikenali sebagai mikrofosil yang memainkan peranan penting dalam menjadi petunjuk kepada perubahan iklim kuno ini adalah seperti foraminifera, nanofosil berkalka dan debunga.

Foraminifera dibahagikan kepada dua kelompok iaitu planktik dan bentik. Kelompok yang terapung di jujukan lautan dikenali sebagai foraminifera planktik, manakala kelompok yang hidup di permukaan lantai lautan dikenali sebagai foraminifera bentik. Mikroorganisma ini masih lagi wujud sehingga kini dan dikenali sebagai foraminisfera hidup. Cangkerang foraminifera terbentuk daripada sebatian kalsium karbonat (CaCO₃) dan pertumbuhan cangkerang inilah yang menjadi bukti pengukur persekitaran kuno.

Selain foraminifera, nanofosil berkalka juga terbentuk daripada kalsium karbonat (CaCO₃) yang mana juga memainkan peranan penting dalam merekod bukti persekitaran kuno. Nanofosil berkalka yang juga dikenali sebagai Coccolithophores adalah sejenis phytoplankton bersel tunggal keakan tumbuhan yang hidup dengan jumlah yang banyak pada permukaan lautan. Ianya memainkan peranan penting dalam ekosistem lautan di mana menjadi penyumbang kepada jumlah utama pengeluaran dan penetapan karbon di lautan.

Debunga ataupun lebih dikenali dalam ilmu palinologi sebagai kajian tentang debunga juga merupakan salah satu daripada bukti penentu kepada perubahan iklim kuno. Debunga merupakan ajen pembiakan yang dihasilkan oleh pokok dan mempunyai bentuk yang berbeza bagi setiap pokok. Debunga yang diasingkan daripada sedimen yang telah diambil daripada tasik ataupun lain-lain persekitaran sedimen akan dikira jumlahnya mengikut lapisan sedimen yang berkaitan. Perbezaan kiraan debunga yang terdapat di dalam setiap lapisan sedimen menunjukkan perbezaan populasi pokok pada waktu yang berbeza. Ini juga bermaksud, terdapatnya perbezaan keadaan persekitaran yang mempengaruhi pokok untuk hidup.

Kesemua mikroorganisma prasejarah ini dikumpul daripada sedimen samada di daratan (onshore) atau di lautan (offshore). Proses pengumpulan sedimen ini bermula dengan cara penggerudian sampel teras. Secara anatominya apabila kesemua mikroorganisma ini mati, mereka akan berubah menjadi fosil iaitu mikrofosil. Walaupun mikrofosil tidak lagi mempunyai biokimia seperti asalannya, tetapi sedimen yang berubah menjadi mikrofosil ini tetap memegang sifat kimia persekitaran kuno di mana tempat ia hidup ataupun mati suatu ketika dahulu.

Salah satu proksi yang digunakan untuk menentukan perubahan iklim kuno atau paleoiklim adalah penggunaan isotop stabil. Setiap sedimen yang mengandungi mikrofosil ini akan diproses untuk mengasingkan antara sedimen dan mikrofosil. Kebanyakan kajian tentang paleoiklim atau perubahan iklim kuno yang menggunakan mikrofosil sebagai proksinya akan melalui kajian kuantitatif dan kualitatif. Kajian kuantitatif akan mengkaji kehadiran jenis iaitu spesies setiap mikrofosil yang terlibat dan dikira bilangannya serta perubahannya terhadap sesuatu lapisan sedimen. Perubahan jenis atau spesies mikrofosil ini bergantung kepada perubahan persekitaran pengendapan mereka. Sebagai contoh, setiap spesies dalam nanofosil berkalka mempunyai persekitaran pengendapan yang berbeza. Ada yang hidup bersesuaian dengan waktu sejuk, ada yang hidup bersesuaian dengan waktu panas dan ada yang hidup dalam iklim sederhana. Berdasarkan kajian kuantitatif ini, perbezaan spesies dapat dikaitkan dengan perubahan iklim kuno yang direkodkan pada mikrofosil tersebut. Manakala kajian kualitatif adalah lebih terperinci seperti penggunaan isotop stabil untuk menentukan perubahan geokimia yang direkodkan daripada sedimen mikrofosil tersebut. Sebagai contoh, nisbah isotop oksigen stabil yang terdapat pada cangkerang foraminifera boleh digunakan untuk menentukan suhu air kuno. Isotop oksigen boleh dijumpai dalam atmosfera juga yang terlarut di dalam air. Air yang bersuhu panas, akan menyejat lebih banyak isotop ringan, menjadikan cangkerang foraminifera mempunyai lebih banyak isotop berat dan sebaliknya. Pengukuran isotop ini, secara langsung akan dapat membina semula perubahan iklim kuno yang berkaitan.

Selain mikrofosil yang disenaraikan di atas, terdapat juga mikrofosil lain seperti diatom dan dinoflagellate juga boleh digunakan untuk menentukan perubahan iklim kuno. Selain mikrofosil, perubahan iklim kuno juga dapat ditentukan dengan menggunakan sampel teras ais, teras sedimen, dan cincin fosil pokok. Penentuan perubahan iklim kuno dengan menggunakan sampel teras ais dan teras sedimen adalah sama seperti kaedah pengukuran isotop yang dilakukan ke atas sampel mikrofosil, manakala cincin fosil pokok pula dikira berdasarkan ketebalan setiap cincin pokok yang mana berubah mengikut suhu dan waktu pemendapannya.

Dalam ilmu geologi, kami percaya kepada prinsip ‘Uniformitarianism’ iaitu apa yang pernah berlaku pada masa lampau, akan berlaku pada masa kini. Hal ini bukan sahaja terhad kepada masa kini, tetapi ia juga akan menjadi kunci jangkaan kepada masa akan datang. Dengan pertambahan dan perkembangannya ilmu tentang paleoiklim ini, ia mungkin akan menjadi titik tolak untuk meramal perubahan iklim pada masa akan datang.

Kredit Foto : MNN