Rahasia Mikroba Laut: Bagaimana Zona Anaerob Mengatur Emisi Gas Rumah Kaca Kuat N₂O

Di kedalaman samudra, tepatnya di zona yang kekurangan oksigen, terjadi proses biokimia kompleks yang sangat penting bagi keseimbangan iklim global. Penelitian yang dipimpin oleh tim Xin Sun dari University of Pennsylvania mengungkap bahwa mikroorganisme laut di lingkungan anaerobik ini secara aktif mengubah nutrisi menjadi dinitrogen oksida (N₂O). Gas ini merupakan agen pemanasan global yang sangat kuat, mampu menahan panas sekitar 300 kali lipat dibandingkan karbon dioksida (CO₂). Selain perannya sebagai gas rumah kaca, N₂O juga berkontribusi pada penipisan lapisan ozon.

Hasil observasi selama enam minggu di Pasifik Utara Tropis Timur, yang datanya dipublikasikan dalam jurnal *Nature Communications* pada tahun 2025, berhasil mengalihkan fokus ilmiah. Sebelumnya, perhatian lebih tertuju pada reaksi kimia murni; kini, dinamika komunitas mikroba menjadi sorotan utama dalam studi ini. Para ilmuwan menemukan bahwa pendorong utama pembentukan N₂O adalah persaingan antar kelompok mikroba yang berbeda, bukan semata-mata faktor kimiawi. Bahkan, fluktuasi kecil dalam ketersediaan oksigen atau nutrisi sudah cukup untuk memicu lonjakan tajam dalam pelepasan gas rumah kaca ini.

Untuk menjelaskan kerumitan proses yang terjadi, Xin Sun menggunakan perumpamaan tentang dua jenis tempat makan. Jalur Reduksi Nitrat (Nitrate Reduction Pathway) diibaratkan seperti toko roti lengkap yang bekerja lebih efisien saat nitrat berlimpah. Sementara itu, Jalur Reduksi Nitrit (Nitrite Reduction Pathway) disamakan dengan toko khusus yang operasinya bergantung pada nitrit yang secara kebetulan “melintas” di lingkungan laut, di mana jumlahnya memang lebih sedikit. Perbandingan ini menegaskan adanya ketergantungan langsung emisi N₂O pada ketersediaan komponen awal yang dibutuhkan.

Studi ini juga menyingkap fakta menarik bahwa peningkatan kadar oksigen tidak serta merta “mematikan” produksi N₂O. Sebaliknya, pengayaan oksigen justru menyebabkan pergeseran populasi mikroba yang dominan, di mana kelompok baru mengambil alih proses pembentukan gas. Seperti yang diungkapkan Sun, oksigen mengubah siapa yang “memegang kendali” proses tersebut. Lebih lanjut, penambahan nutrisi berlebihan ke dalam sistem hampir sepenuhnya menekan pelepasan gas, menyingkirkan mikroba penghasil N₂O utama. Tarian ekologis-mikroba yang halus inilah yang menjadi kunci penting dalam regulasi emisi gas dinitrogen oksida di lautan.

Memahami interaksi yang rumit ini sangat penting untuk membangun model iklim yang akurat dan prediktif. Dinitrogen oksida, yang mampu bertahan di atmosfer hingga 114 tahun, merupakan salah satu dari tiga gas rumah kaca antropogenik utama. Konsentrasinya telah meningkat sebesar 22% dari level pra-industri. Perluasan zona bebas oksigen di lautan, yang dipicu oleh interaksi antara arus dan bakteri, tidak hanya mengancam ekosistem laut, tetapi juga mengurangi kemampuan samudra untuk menyerap CO₂, memperburuk pemanasan global. Dengan memasukkan dinamika mikroba ini ke dalam model, kita dapat memprediksi dengan lebih tepat bagaimana tindakan manusia memengaruhi sudut-sudut terjauh planet ini.