Bagaimana lahan pertanian dapat melawan pemanasan global

Para ilmuwan dari UC Davis dan Cornell University telah menemukan bahwa penggunaan batuan vulkanik yang dihancurkan ke lahan pertanian dapat menyimpan karbon di dalam tanah, bahkan di daerah rawan kekeringan seperti California. “Peningkatan pelapukan batuan” ini dapat menangkap hingga 215 miliar ton karbon dioksida selama 75 tahun jika diterapkan secara global. Keberhasilan teknologi ini dalam kondisi kering menunjukkan kemungkinan meluasnya lahan kering yang menutupi 41% permukaan bumi akibat perubahan iklim.

Uji lapangan menunjukkan karbon tersimpan di dalam tanah bahkan di iklim kering.

Menambahkan pecahan batuan vulkanik ke lahan pertanian dapat berperan besar dalam menghilangkan karbon dari udara. Dalam sebuah studi lapangan, para ilmuwan di Universitas California, Davis, dan Universitas Cornell menemukan bahwa teknologi tersebut menyimpan karbon di dalam tanah bahkan selama kekeringan ekstrem di California. Studi ini dipublikasikan di jurnal Komunikasi penelitian lingkungan.

Hujan mengambil karbon dioksida dari udara saat jatuh dan bereaksi dengan batuan vulkanik untuk memerangkap karbon. Proses ini, yang disebut pelapukan batuan, dapat memakan waktu jutaan tahun dan terlalu lambat untuk mengimbangi pemanasan global. Namun dengan menghancurkan batuan menjadi debu halus, kecepatan pelapukan batuan meningkat. mantan studi Diperkirakan bahwa pelapukan batuan yang “ditingkatkan” ini dapat menyimpan 215 miliar ton karbon dioksida selama 75 tahun ke depan jika disebarkan ke seluruh lahan pertanian secara global.

Namun sejauh ini teknologi tersebut belum diuji lapangan di iklim kering.

Para peneliti dari UC Davis menemukan bahwa menambahkan batuan vulkanik yang dihancurkan ke lahan pertanian dapat menghilangkan karbon dioksida dari udara. Pelapukan batuan yang “ditingkatkan” ini berhasil bahkan di iklim kering. Kredit: Amy Quinton/UC Davis

“Reaksi ini memerlukan air,” kata Iris Holzer, penulis utama, dan mahasiswa doktoral di bidang tanah dan biogeokimia di Departemen Sumber Daya Pertanahan, Udara, dan Air di UC Davis. “Karena kami tertarik pada potensi penyimpanan karbon global untuk meningkatkan pelapukan, kami perlu memahami apakah hal ini dapat berhasil di iklim yang lebih kering dan apakah metode pengukuran yang berbeda bisa efektif. Kami sangat bersemangat untuk memantau penghilangan karbon di lingkungan ini.”

Lahan kering California: garis depan baru untuk penyimpanan karbon

Para peneliti menggunakan batu pecah, baik basalt maupun olivin, di lahan kosong seluas 5 hektar di Sacramento Valley. Mereka mengumpulkan pengukuran selama bulan-bulan musim dingin tahun 2020-2021. California sedang dilanda kekeringan parah pada saat itu, dengan curah hujan mencapai 41% dari rata-rata historisnya.

Studi tersebut menemukan bahwa plot yang berisi batu pecah menyimpan 0,15 ton karbon dioksida per hektar (2,47 hektar) selama penelitian dibandingkan dengan plot tanpa batu pecah. Meskipun para peneliti memperkirakan tingkat pelapukan cuaca yang berbeda-beda di lingkungan yang berbeda, jika jumlah karbon ini dihilangkan di seluruh lahan pertanian California, hal ini setara dengan menghilangkan 350.000 mobil dari jalan raya setiap tahunnya.

Seorang penyebar membongkar batu basal yang hancur ke ladang jagung kosong di Central Valley. Kredit: Amy Quinton/UC Davis

Implikasi dan arah masa depan

“Kami jelas melihat bukti pelapukan terjadi dalam jangka waktu singkat,” kata Holzer. “Bahkan hujan lebat yang jarang terjadi di wilayah barat mungkin cukup untuk meningkatkan pelapukan batuan dan menghilangkan karbon dioksida.”

Mengukur dan memverifikasi penyimpanan karbon pada skala yang lebih besar dan melacaknya dari waktu ke waktu merupakan tantangan berikutnya, kata Holzer.

Empat puluh satu persen permukaan bumi ditutupi oleh lahan kering yang meluas akibat perubahan iklim. Hal ini membuat mempelajari peningkatan pelapukan batuan di lahan kering menjadi semakin penting, kata para peneliti.

Kata peneliti utama Benjamin Zee. “Dalam hal membengkokkan kurva karbon global, kita berpacu dengan waktu,” kata Holton, dekan Fakultas Pertanian dan Ilmu Hayati Universitas Cornell. “Studi kami menunjukkan cara baru untuk memverifikasi penghilangan karbon dioksida melalui peningkatan pelapukan, dan merupakan lompatan penting untuk memperluas teknologi ini pada lahan pertanian di seluruh dunia.”

Referensi: “Bukti Langsung Penghapusan Karbon Dioksida di Atmosfer melalui Peningkatan Pelapukan di Tanah Lahan Pertanian” oleh Iris O. Holzer, Malika A. Nocco, dan Benjamin Z. Holton, 18 Oktober 2023, Komunikasi penelitian lingkungan.
doi: 10.1088/2515-7620/acfd89

Penulis lain termasuk Malaika Nocco, dari Departemen Sumber Daya Pertanahan, Udara dan Air di UC Davis.

Penelitian ini, yang merupakan bagian dari Pusat Inovasi Lahan Kerja, didanai oleh California Strategic Growth Council, Grantham Foundation, dan Roger Sant dan Doris Matsui. Perusahaan Agregat dan Pertambangan, SGI, sebuah perusahaan Industri Standar, menyumbangkan batuan basal yang dihancurkan dari lokasinya di Ion, California.