Siklus karbon di lautan merupakan proses yang rumit dan ajaib yang melibatkan interaksi karbon antara beberapa kumpulan dan pertukaran karbon antara atmosfer, interior Bumi, dan dasar laut. Siklus ini tidak hanya mendorong siklus karbon global, tetapi juga memastikan ketersediaan karbon dalam skala global. Siklus karbon lautan merupakan proses inti dari siklus karbon global dan mencakup dua jenis karbon anorganik (seperti karbon dioksida) dan karbon organik (seperti karbon dalam organisme hidup). Melalui proses ini, lautan dapat menarik karbon dioksida atmosfer ke interiornya dan mengangkutnya ke berbagai wilayah lautan.
Lautan menyimpan sekitar 95% karbon reaktif dunia, tetapi hanya sejumlah kecil yang disimpan dalam organisme organik.
Tiga proses utama siklus karbon lautan disebut "pompa". Pompa ini meliputi pompa larutan, pompa karbonat, dan pompa biologis. Pompa pelarutan memindahkan karbon dari atmosfer ke laut melalui pelarutan karbon dioksida. Pompa karbonat melibatkan kalsium karbonat yang diproduksi oleh organisme laut, dan pompa biologis memainkan peran penting dalam fotosintesis dan respirasi organisme laut. Proses ini menghubungkan karbon organik dan karbon anorganik di laut, yang menunjukkan hubungan saling ketergantungan dan konversi antara keduanya.
Di air laut pada kedalaman yang berbeda, kandungan karbon anorganik terlarut meningkat saat partikel karbon organik mengendap. Cara tumbuhan laut dan alga (yaitu, produsen primer) menyerap dan melepaskan karbon setiap tahun memiliki dampak yang tak tergantikan pada siklus karbon global. Meskipun jumlah karbon yang tersimpan dalam organisme laut sangat kecil dibandingkan dengan tumbuhan darat, pertukaran karbon (yaitu, fluks karbon) antara keduanya hampir sama, yang menunjukkan pentingnya laut dalam siklus karbon global.
Ilmuwan menunjukkan bahwa lautan memainkan peran penting dalam mengurangi konsentrasi karbon dioksida di atmosfer, tetapi dengan melakukan hal itu, lautan juga berkontribusi terhadap pengasaman laut.
Namun, dampak aktivitas manusia terhadap siklus karbon laut tidak dapat diabaikan. Sebelum revolusi industri, lautan merupakan sumber bersih karbon dioksida yang dilepaskan ke atmosfer, tetapi sekarang telah menjadi penyerap bersih karbon dioksida. Laut menyerap sekitar seperempat karbon dioksida buatan manusia setiap tahun, memperlambat kenaikan karbon dioksida di atmosfer sampai batas tertentu, menurut data baru. Namun, seiring meningkatnya proses penyerapan ini, keasaman laut juga meningkat, sehingga menimbulkan potensi ancaman bagi ekosistem laut.
Dalam konteks ini, kita perlu memahami bagaimana interaksi karbon anorganik dan organik memengaruhi lingkungan laut. Karbon anorganik di lautan sebagian besar ada dalam bentuk asam karbonat, bikarbonat, dan karbon dioksida, sedangkan karbon organik terbentuk olehorganisme melalui fotosintesis dan proses biologis lainnya. Karbon organik ini dapat dipecah oleh mikroorganisme untuk melepaskan bikarbonat, atau membentuk karbon organik partikulat di sedimen laut dangkal. Rangkaian proses ini menunjukkan bahwa siklus karbon laut tidak terisolasi, tetapi terkait erat dengan siklus biogeokimia lainnya.
Karbon organik di laut diproduksi oleh plankton, yang merupakan bagian integral dari rantai makanan.
Pompa biologis terutama digerakkan oleh fotosintesis fitoplankton kecil di permukaan laut. Organisme ini dapat menyerap sejumlah besar karbon dioksida dan mengubahnya menjadi karbon organik. Saat plankton ini mati, sisa-sisanya tenggelam ke laut dalam dan menjadi bagian dari sedimen dasar laut. Melalui proses ini, laut menyediakan jalur untuk penyimpanan karbon stabil jangka panjang, proses biogeokimia utama yang perannya dalam memerangi pemanasan global tidak dapat diabaikan.
Dari perspektif perubahan iklim, pentingnya proses konversi karbon tersebut bahkan lebih menonjol. Seiring meningkatnya suhu global, demikian pula suhu lautan, yang akan mengubah kelarutan air laut, yang memengaruhi penyimpanan dan interaksi karbon. Semua ini membentuk kembali ekosistem laut dan mendorong kita untuk memikirkan kembali dampak aktivitas manusia terhadap lautan dan bagaimana kita harus menanggapi tantangan ini.
Menghadapi tantangan ganda berupa perubahan iklim dan pengasaman laut, cara mengelola siklus karbon laut secara efektif akan menjadi ujian utama bagi pembangunan berkelanjutan global.
Singkatnya, keajaiban konversi karbon di lautan tidak hanya menggemakan interaksi antara karbon organik dan karbon anorganik, tetapi juga mencerminkan dampak aktivitas manusia terhadap siklus alami. Interaksi ini menentukan, sebagian, masa depan kita, mendorong kita untuk berpikir mendalam tentang bagaimana kita dapat melindungi dan mengoptimalkan fungsi ekosistem penting ini untuk mengatasi krisis iklim yang akan datang.