Peningkatan debu mencerminkan tren iklim yang mengingatkan kita pada Dust Bowl

Sebuah penelitian menemukan bahwa tingkat debu atmosfer meningkat di Great Plains dengan kecepatan hingga 5% per tahun. 

Tren naiknya debu sejalan dengan perluasan lahan pertanian dan bahkan siklus panen musiman. Dan jika Great Plains menjadi lebih kering, kemungkinan di bawah skenario perubahan iklim, maka semua bagian sudah siap untuk mengulangi Dust Bowl yang menghancurkan Midwest pada tahun 1930-an.Bagikan:

    

Yang tersisa di kartu bingo 2020 itu? Pensil di "Mangkuk Debu lain di Great Plains". Sebuah studi dari para peneliti Universitas Utah dan rekan mereka menemukan bahwa tingkat debu di atmosfer meningkat di Great Plains dengan kecepatan hingga 5% per tahun.

Tren meningkatnya debu paralel dengan perluasan lahan pertanian dan siklus tanaman musiman, menunjukkan bahwa praktik pertanian mengekspos lebih banyak tanah ke erosi angin. Dan jika Great Plains menjadi lebih kering, kemungkinan di bawah skenario perubahan iklim, maka semua bagian sudah siap untuk mengulangi Dust Bowl yang menghancurkan Midwest pada tahun 1930-an.

"Kita tidak dapat membuat perubahan pada permukaan bumi tanpa konsekuensi seperti kita tidak dapat membakar bahan bakar fosil tanpa konsekuensi," kata Andy Lambert, penulis utama studi dan lulusan U baru-baru ini. "Jadi, meskipun industri pertanian benar-benar penting, kami perlu berpikir lebih hati-hati tentang di mana dan bagaimana kami menanam."

Penelitian ini diterbitkan dalam Geophysical Research Letters dan didanai oleh Utah Science Technology and Research (USTAR), Pusat Perubahan dan Keberlanjutan Global di Universitas Utah, dan Mahasiswa Asosiasi Universitas Utah.

Dust Bowl pertama

Pada tahun 1930-an, kekeringan menyelimuti Great Plains, dari Meksiko hingga Kanada. Ini tidak akan menjadi masalah besar kecuali pada tahun 1920-an para petani Midwestern telah mengubah bidang padang rumput yang luas menjadi lahan pertanian dengan menggunakan bajak mekanis. Ketika gagal panen di musim kemarau, lahan terbuka yang dulunya tertutup rumput, yang menahan tanah dengan erat, sekarang menjadi tanah gundul, rentan terhadap erosi angin.

"Hasilnya adalah badai debu besar yang kami asosiasikan dengan Dust Bowl," kata Lambert. "Badai debu ini menghilangkan nutrisi dari tanah, sehingga menyulitkan tanaman untuk tumbuh dan kemungkinan besar terjadinya erosi angin." Setelah bertahun-tahun mengalami kekeringan, debu dan kesusahan, hujan akhirnya mulai turun lagi, menutup Dust Bowl.

"Tapi kerusakan sudah terjadi pada tanah," kata Lambert. "Beberapa daerah masih belum pulih sepenuhnya."

Sekitar tahun 2000-an, pertumbuhan permintaan biofuel mendorong perluasan lahan pertanian untuk menghasilkan tanaman yang dibutuhkan. Dalam gaung tahun 1920-an, perluasan ini menggantikan padang rumput yang stabil dengan tanah yang rentan. Selama lima tahun, dari 2006 hingga 2011, 2046 mil persegi (530.000 hektar) padang rumput di lima negara bagian Midwestern menjadi lahan pertanian - sebuah area yang sedikit lebih kecil dari Delaware.

Pada saat yang sama, sebagian Great Plains mengalami kekeringan yang lebih lama dan lebih parah di abad ke-20. Masa depan kekeringan di wilayah itu, sejauh ini, tidak pasti, tetapi potensi Great Plains yang lebih hangat dan lebih kering memiliki Lambert dan rekan penulis Gannet Hallar, profesor ilmu atmosfer, mengangkat kata "penggurunan" dalam kaitannya dengan potensi masa depan wilayah tersebut.

Mata di langit berdebu

Fokus studi oleh Lambert, Hallar dan rekan dari U, Universitas Colorado-Boulder dan Universitas Negeri Colorado, adalah untuk mengukur seberapa banyak jumlah debu di atmosfer di Great Plains telah berubah dalam beberapa dekade terakhir. Untuk melakukan itu, mereka memanfaatkan instrumentasi yang mengukur kekaburan atmosfer dari tanah ke atas dan dari luar angkasa ke bawah. Dari darat, jaringan pemantauan IMPROVE dijalankan oleh beberapa lembaga federal dan mengukur jumlah materi partikulat di udara di lokasi, termasuk taman nasional, di seluruh negeri. Jaringan berbasis darat lainnya, AERONET yang dikelola NASA, mengamati seberapa banyak sinar matahari yang masuk diblokir oleh debu dan partikel aerosol di udara. Dari luar angkasa, instrumen yang disebut MODIS melakukan pekerjaan yang sama, melihat seberapa banyak cahaya yang dipantulkan dari permukaan juga diblokir oleh partikel.

Secara keseluruhan, data mencakup tahun 1988 hingga 2018. Debu, mereka temukan, meningkat di atmosfer di seluruh Great Plains sebanyak 5% per tahun.

"Jumlah kenaikan benar-benar menjadi cerita di sini," kata Hallar. "Itu 5% setahun selama dua dekade, tentu saja, adalah peningkatan seratus persen dalam pemuatan debu. Ini bukan sinyal kecil untuk ditemukan."

Berkorelasi dengan waktu panen

Para peneliti selanjutnya menemukan korelasi antara debu di atmosfer dan waktu panen. Di Iowa, di mana kedelai merupakan tanaman besar yang berkembang, peningkatan debu muncul di bulan Juni dan Oktober - bulan tanam dan panen, masing-masing, untuk kedelai. Di negara bagian Great Plains selatan, di mana jagung merupakan tanaman yang lebih dominan, peningkatan debu muncul di bulan Maret dan Oktober - sekali lagi berkorelasi dengan musim tanam dan panen jagung.

Itu luar biasa, "kata Hallar," dalam arti seberapa jelas sinyalnya. "

Apakah kita melihat awal dari Dust Bowl yang kedua?

"Saya pikir adil untuk mengatakan bahwa apa yang terjadi dengan tren debu di Midwest dan Great Plains adalah indikator bahwa ancaman itu nyata jika perluasan lahan tanaman terus terjadi pada tingkat ini dan risiko kekeringan meningkat karena perubahan iklim," Lambert kata. "Itu akan menjadi bahan untuk Dust Bowl lain."

"Ini adalah contoh kebutuhan komunitas pertanian di AS untuk berpikir tentang adaptasi dan mitigasi terhadap perubahan iklim," kata Hallar. "Jadi jika kita menjadi lebih kering, kita perlu memikirkan tentang dampak degradasi lahan dalam perubahan iklim itu. Apa yang kita lakukan di masa lalu belum tentu bisa kita lakukan di masa depan.

Paul Gabrielsen.

Referensi

Andrew Lambert, A. Gannet Hallar, Maria Garcia, Courtenay Strong, Elisabeth Andrews, Jenny L. Hand. Dampak Debu dari Ekspansi Pertanian yang Cepat di Great Plains . Surat Penelitian Geofisika , 2020; DOI: 10.1029 / 2020GL090347