Kebakaran Hutan Bisa Lubangi Lapisan Ozon Bumi, Ini Alasan Ilmiahnya
Selama akhir 2019 dan awal 2020, langit Australia menjadi hitam, digelapkan oleh asap tebal api yang mencapai stratosfer. Setelah itu, data satelit mengungkapkan bahwa asap entah bagaimana bereaksi dengan molekul atmosfer untuk menggerogoti lapisan ozon bumi. Tapi bagaimana tepatnya itu terjadi tidak jelas.
Sekarang, para ilmuwan telah mengumpulkan potongan-potongan teka-teki kimia itu. Begitu berada di stratosfer, kata tim tersebut, partikel asap dapat berinteraksi dengan gas stratosfer serta emisi bahan kimia perusak ozon yang tersisa. Tambahkan radiasi matahari, dan minuman berasap itu mengeluarkan radikal klorin, sejenis bahan kimia dengan afinitas untuk menyerang ozon, lapor para peneliti di Nature 9 Maret.
Rangkaian peristiwa ini bertanggung jawab atas penipisan sekitar 3 hingga 5 persen lapisan ozon di belahan bumi selatan selama tahun 2020, menurut perkiraan para peneliti. Itu sebagian kecil dari keseluruhan - tetapi itu menyaingi skala dampak emisi manusia dari klorofluorokarbon pemakan ozon di masa jayanya, kata ahli kimia atmosfer MIT Susan Solomon.
Klorofluorokarbon pernah digunakan di AC dan lemari es, tetapi emisinya ke atmosfer menyebabkan lubang besar di atas Antartika di lapisan ozon pelindung Bumi, yang membatasi jumlah radiasi ultraviolet matahari yang mencapai permukaan planet.
Dalam studi baru, Solomon dan rekan-rekannya membandingkan pengamatan klorin, ozon, dan molekul lain di atmosfer setelah kebakaran hutan Australia dengan simulasi kimia atmosfer. Satelit telah mengukur kelimpahan bahan kimia tertentu di stratosfer pada tahun 2020 — tidak hanya ozon, tetapi juga gas hidrogen klorida dan klorin nitrat. Level tersebut menarik perhatian Solomon.
“Apa yang kami lihat di Australia adalah penurunan hidrogen klorida yang luar biasa” dalam data satelit, kata Solomon. “Saya pikir, astaga, ini terlihat seperti Antartika. Bagaimana ini bisa terjadi di Australia?”
Gas hidrogen klorida adalah produk penguraian klorofluorokarbon, yang dapat bertahan selama beberapa dekade di stratosfer. Lingkungan dingin di atas Antartika adalah bagian penting dari pembentukan lubang ozon, karena pada suhu tersebut gas hidrogen klorida dapat larut ke dalam awan es yang bergerak melalui stratosfer. Penyerapan gas itu sangat penting untuk memulai rantai reaksi yang membentuk bahan kimia perusak ozon.
Atmosfer di atas Australia terlalu hangat untuk proses ini — tetapi data satelit menunjukkan bahwa masih ada sesuatu yang mengeluarkan gas hidrogen klorida dari atmosfer. Solomon dan timnya menyadari bahwa pelakunya adalah partikel organik dalam asap. Partikel-partikel itu dapat menyerap gas hidrogen klorida bahkan pada suhu yang lebih hangat, memulai langkah pertama yang penting itu.
Dengan hidrogen klorida yang terserap, partikel asap dapat bertindak sebagai katalis, membantu mempercepat reaksi lain di atmosfer. Secara khusus, partikel meningkatkan transformasi gas lain yang mengandung klorin yang mengambang di stratosfer, seperti klorin nitrat dan asam hipoklorit, menjadi senyawa klorin yang sangat reaktif terhadap sinar matahari.
Mencampur radiasi ultraviolet matahari dengan senyawa klorin baru tersebut menghasilkan radikal klorin, molekul freewheeling yang sangat reaktif secara kimiawi — dan terutama menikmati serangan molekul ozon.
Penemuan proses penghancuran ozon yang berhubungan dengan kebakaran ini merupakan potensi kemunduran yang mengkhawatirkan bagi pemulihan lapisan ozon, kata Solomon. Protokol Montreal 1987 menargetkan penggunaan klorofluorokarbon, yang dihapuskan pada tahun 2010, tindakan yang telah berhasil mengecilkan lubang ozon di atas Antartika ( SN: 2/10/21 ). Lapisan ozon telah menunjukkan tanda-tanda pemulihan sejak saat itu, tumbuh kembali sekitar 1 persen per dekade, katanya.
Namun, asap dari kebakaran hutan Australia kurang lebih "memusnahkan semua kerja keras" selama setahun, tambah Solomon.
Perubahan iklim diperkirakan akan meningkatkan intensitas dan frekuensi kebakaran hutan di seluruh dunia, mengirimkan lebih banyak awan api yang menjulang tinggi ke langit ( SN: 15/12/20 ). Jika kebakaran ini “hanya terjadi satu kali, mungkin tidak terlalu buruk” untuk pemulihan ozon, kata Solomon. "Tapi jika itu terjadi setiap lima tahun, itu ketel ikan yang berbeda."
Studi tersebut dengan elegan menjelaskan beberapa pengamatan satelit yang membingungkan yang dilakukan setelah kebakaran Australia, kata Ross Salagict, seorang ahli kimia atmosfer di University of Maryland di College Park yang tidak terlibat dalam pekerjaan tersebut. Ini menjelaskan penurunan hidrogen klorida, katanya, serta peningkatan aneh senyawa klorin lain seperti klorin nitrat dan klorin oksida.
Tapi “lapisan gula pada kue”, kata Salagict, adalah bagaimana penemuan peran partikel organik dapat meningkatkan pemahaman kita tentang apa yang mengontrol ukuran lubang ozon. Ini penting, bukan hanya karena kami ingin mendapatkan detail yang benar, katanya, tetapi karena "salah satu konsekuensi yang tidak menguntungkan dari pemanasan global kemungkinan besar adalah peningkatan frekuensi dan tingkat keparahan kebakaran hutan."
Sumber jurnal ilmiah penguat artikel ini: S. Solomon et al. Chlorine activation and enhanced ozone depletion induced by wildfire aerosol. Nature. Vol. 615, March 9, 2023, p. 259. doi: 10.1038/s41586-022-05683-0.
