Asap Kebakaran Hutan Terbukti Bisa Mengikis Lapizan Ozon
Penelitian terbaru menemukan bukti bahwa partikel asap kebakaran hutan yang tersuspensi dapat memicu reaksi kimia yang mengikis lapisan ozon.
Oleh
AHMAD ARIF
·5 menit baca
REUTERS
Truk pemadam kebakaran berada tak jauh dari kobaran api kebakaran hutan di Nana Glen, dekat Coffs Harbour, Australia, 12 November 2019.
JAKARTA, KOMPAS — Laporan Perserikatan Bangsa-Bangsa telah memberi kabar baik pulihnya lubang ozon berkat upaya internasional yang berkelanjutan untuk menghilangkan pengunaan bahan kimia perusak lapisan pelindung Bumi dari radiasi ultraviolet matahari. Akan tetapi, penelitian terbaru menemukan bukti, partikel asap kebakaran hutan yang tersuspensi dapat memicu reaksi kimia yang mengikis lapisan ozon.
Studi yang diterbitkan di jurnal Nature pada Rabu (8/3/2023) ini ditulis tim peneliti Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang dipimpin Susan Solomon dari Department of Earth, Atmospheric and Planetary Sciences. Solomon merupakan ilmuwan iklim terkemuka yang pertama kali mengidentifikasi bahan kimia yang bertanggung jawab atas lubang ozon Antartika.
Laporan studi juga ditulis bersama mahasiswa pascasarjana MIT, Peidong Wang, bersama dengan kolaborator dari Institute for Environmental and Climate Research, Jinan University, China, NOAA Chemical Sciences Laboratory, dan Universitas Negeri Colorado.
Dalam kajiannya, Solomon dan tim berfokus pada asap dari kebakaran hebat di Australia timur dari Desember 2019 hingga Januari 2020, yang diperkirakan memompa lebih dari 1 juta ton asap ke atmosfer.
Dalam gambar yang dibuat dari video ini, pohon-pohon hutan terbakar di Kilkivan, negara bagian Queensland, Australia, Rabu (13/11/2019). Pejabat Pelaksana Tugas Pemadam Kebakaran dan Situasi Darurat Queensland Mike Wassing mengatakan, sekitar 75 kebakaran terjadi di seluruh Queensland dengan cuaca yang kemungkinan akan makin memburuk.
Kebakaran hutan dapat memompa asap ke stratosfer di ketinggian 11-50 kilometer dari permukaan tanah dan bisa melayang selama lebih dari setahun. Tim peneliti MIT mengidentifikasi reaksi kimia baru di mana partikel asap dari kebakaran hutan Australia ini telah memperburuk penipisan ozon. Dengan memicu reaksi ini, kebakaran kemungkinan berkontribusi mengikis ozon sebesar 3-5 persen di garis lintang tengah belahan bumi selatan, di atas wilayah Australia, Selandia Baru, dan sebagian Afrika dan Amerika Selatan.
Melalui pemodelan, para peneliti juga menunjukkan, kebakaran berdampak di daerah kutub dengan menggerogoti tepi lubang ozon di atas Antartika. Pada akhir tahun 2020, partikel asap dari kebakaran hutan Australia memperlebar lubang ozon Antartika sebesar 2,5 juta kilometer persegi atau sekitar 10 persen dari luasnya dibandingkan tahun sebelumnya.
Tidak jelas apa efek jangka panjang kebakaran hutan terhadap pemulihan ozon. Namun, baru-baru ini Perserikatan Bangsa-Bangsa (PBB) melaporkan, lubang ozon, dan penipisan ozon di seluruh dunia, berangsur pulih berkat upaya internasional yang berkelanjutan untuk menghilangkan pengunaan bahan kimia perusak ozon.
Namun, studi MIT menunjukkan, selama bahan kimia ini bertahan di atmosfer, kebakaran besar dapat memicu reaksi yang menipiskan ozon untuk sementara.
”Kebakaran Australia tahun 2020 benar-benar merupakan peringatan bagi komunitas sains,” tulis Wang dan tim. Sebelumnya, efek kebakaran hutan tidak diperhitungkan dalam proyeksi pemulihan ozon. Dengan semakin sering dan intensnya kebakaran hutan selama peningkatan suhu global, fenomena ini sekarang perlu diperhitungkan.
SUSAN SOLOMON, DKK. NATURE (2023)
Kelarutan HCl dalam berbagai cairan. Kredit: Susan Solomon dalam Nature (2023). DOI: 10.1038/s41586-022-05683-0
Bahaya ikutan klorin
Studi baru memperluas penemuan hubungan kimiawi antara kebakaran hutan dan penipisan ozon oleh Solomon dan rekan-rekannya tahun 2022. Para peneliti menemukan, senyawa yang mengandung klorin, yang awalnya dipancarkan pabrik dalam bentuk klorofluorokarbon (CFC), dapat bereaksi dengan aerosol api di permukaan.
Interaksi ini memicu reaksi kimia ikutan yang menghasilkan klorin monoksida, molekul penipis ozon. Kebakaran hutan Australia kemungkinan menipiskan ozon melalui reaksi kimia yang baru diidentifikasi ini. ”Tapi, itu tidak menjelaskan semua perubahan yang diamati di stratosfer,” kata Solomon. ”Ada banyak bahan kimia yang berhubungan dengan klorin yang benar-benar rusak.”
Dalam studi baru tersebut, tim peneliti melihat lebih rinci komposisi molekul di stratosfer setelah kebakaran hutan di Australia. Mereka menyisir tiga basis data satelit independen dan mengamati bahwa pada bulan-bulan setelah kebakaran, konsentrasi asam klorida turun secara signifikan di pertengahan garis lintang, sementara klorin monoksida melonjak.
Asam klorida (HCl) hadir di stratosfer karena CFC terurai secara alami seiring waktu. Selama klorin terikat dalam bentuk HCl, ia tidak memiliki kesempatan untuk merusak ozon. Tetapi, jika HCl pecah, klorin dapat bereaksi dengan oksigen membentuk klorin monoksida perusak ozon.
Di daerah kutub, HCl dapat pecah ketika berinteraksi dengan permukaan partikel awan pada suhu dingin sekitar 155 Kelvin atau -118,15 celsius. Namun, reaksi ini diperkirakan tidak terjadi di garis lintang tengah, di mana suhu jauh lebih hangat. ”Fakta bahwa HCl di pertengahan garis lintang turun dengan jumlah yang belum pernah terjadi sebelumnya bagi saya merupakan semacam sinyal bahaya,” kata Solomon.
Para peneliti kemudian berupaya mencari tahu bagaimana jika HCl juga dapat berinteraksi dengan partikel asap, pada suhu yang lebih hangat dan dengan cara melepaskan klorin untuk menghancurkan ozon. Jika reaksi seperti itu mungkin terjadi, itu akan menjelaskan ketidakseimbangan molekul dan sebagian besar penipisan ozon yang diamati setelah kebakaran hutan di Australia.
NASA EARTH OBSERVATORY/JOSHUA STEVENS
Peta ini menunjukkan ukuran dan bentuk lubang ozon di atas Kutub Selatan pada 5 Oktober 2022 ketika mencapai batas maksimum satu hari dalam setahun.
Senyawa merusak ozon
Solomon dan rekan-rekannya menggali literatur untuk melihat jenis molekul organik apa yang dapat bereaksi dengan HCl pada suhu yang lebih hangat untuk memecahnya. Ternyata, HCl sangat larut dalam berbagai macam spesies organik.
Pertanyaannya kemudian, apakah kebakaran hutan Australia melepaskan salah satu senyawa yang dapat memicu pecahnya HCl dan penipisan ozon selanjutnya? Mereka akhirnya menemukan, partikel asap bertahan selama berbulan-bulan, beredar di stratosfer pada garis lintang tengah, di wilayah dan waktu yang sama ketika konsentrasi HCl turun.
”Partikel asap itulah yang benar-benar menyerap banyak HCl,” kata Solomon. ”Dan kemudian Anda mendapatkan, reaksi yang sama yang Anda dapatkan di lubang ozon, tetapi di atas garis lintang tengah, pada suhu yang jauh lebih hangat.”
Kebakaran Australia tahun 2020 benar-benar merupakan peringatan bagi komunitas sains.
Ketika tim memasukkan reaksi kimia baru ini ke dalam model kimia atmosfer dan menyimulasikan kondisi kebakaran hutan Australia, mereka mengamati penipisan ozon sebesar 5 persen di seluruh stratosfer pada pertengahan garis lintang dan pelebaran lubang ozon sebesar 10 persen di atas Antartika.
Reaksi dengan HCl kemungkinan merupakan jalur utama di mana kebakaran hutan dapat menguras ozon. Solomon menduga mungkin ada senyawa lain yang mengandung klorin yang melayang di stratosfer, yang bisa dipicu oleh kebakaran hutan.
”Sekarang ada semacam perlombaan melawan waktu,” kata Solomon. ”Mudah-mudahan, senyawa yang mengandung klorin akan dihancurkan sebelum frekuensi kebakaran meningkat akibat perubahan iklim. Ini menjadi alasan untuk waspada terhadap pemanasan global dan senyawa yang mengandung klorin ini.”
