Meretas Planet Ini

Beberapa masalah memiliki solusi yang mudah. Jika kita merasa berkeringat, kita akan pergi ke tempat teduh. Jika sup kami terlalu panas, kami akan menyajikannya. Jika ruangan terlalu pengap, kami akan membuka jendela. Tapi apa sajakah pilihan ketika planet tumbuh terlalu hangat?

Itulah masalahnya – dan yang sangat besar – yang dihadapi Bumi dan penghuninya sekarang. Dalam beberapa dekade terakhir, planet ini mulai mengalami demam. Ini disebabkan oleh karbon dioksida dan gas rumah kaca lainnya yang mencemari atmosfer. Perawatan yang paling aman adalah menghentikan polusi, kecuali bahwa orang tidak menunjukkan tanda-tanda mengurangi secara substansial pembakaran bahan bakar fosil yang melepaskan polusi ini. Jadi beberapa ilmuwan mulai serius mempertimbangkan rencana cadangan.

Ini melibatkan peretasan Bumi.

Para peneliti ini mengusulkan bermain-main dengan iklim planet ini dalam beberapa cara besar. Mengadopsi salah satu proyek yang diusulkan akan menjadi langkah besar sehingga banyak dari para pakar yang sama berharap orang tidak akan pernah melakukannya. Tetapi jika berhasil, geoengineering ini dapat melunakkan – jika tidak membalikkan – pemanasan global. Risiko: Jika tidak berhasil, geoengineering dapat memperburuk keadaan.

Proyek geoengineering merupakan contoh pemikiran besar. Mereka mengusulkan mengubah proses alami yang sedang bekerja di beberapa lingkungan paling ekstrim namun penting di Bumi, dari lautan terdalam ke atmosfer atas. Beberapa proyek mengusulkan perubahan atmosfer dengan menghilangkan polusi. Lainnya melibatkan memantulkan lebih banyak sinar matahari ke ruang angkasa.

Semua proyek berskala planet ini menghadapi tantangan besar yang sama: melawan dampak pembakaran sejumlah besar batu bara, minyak, dan bahan bakar fosil lainnya. Sejak sekitar tahun 1750, penggunaan bahan bakar yang berat dan terus meningkat oleh manusia ini telah memuntahkan sejumlah besar karbon dioksida, metana, dan jelaga ke udara. Ini telah secara dramatis mengubah iklim Bumi. Para ilmuwan sekarang ingin tahu apakah orang dapat dengan aman mengubahnya kembali.

Pemanasan global adalah nyata. Ini sebagian disebabkan oleh penumpukan di atmosfer karbon dioksida, atau CO2. Anda tidak bisa melihat, merasakan, atau mencium bau gas ini. Semua hewan menghembuskan napas saat bernafas. Tumbuhan menyerap CO2, menggunakan karbonnya untuk menghasilkan jaringan baru. Gas ini sangat penting bagi sebagian besar kehidupan di Bumi. Masalah berkembang hanya ketika ada jauh lebih banyak di udara dan air daripada tanaman dapat menggunakan atau menyimpan. Dan ketergantungan global pada pembakaran bahan bakar fosil ada di balik kelebihan seperti itu.

Begitu CO2 memasuki atmosfer, jauh di atas jangkauan tanaman hijau, ia bertindak sebagai gas rumah kaca.

Sama seperti kaca di rumah kaca tanaman, karbon dioksida di udara memungkinkan cahaya melewatinya. Tetapi begitu benda itu mengenai sesuatu, seperti tanah, bangunan, tanaman atau air, sebagian besar cahaya itu diubah menjadi panas. Dan sementara CO2 memungkinkan cahaya memantul kembali ke ruang angkasa dari permukaan bumi, ia menyerap panas. Ini berkontribusi pada pemanasan atmosfer Bumi.

Perubahan Iklim Membawa Burung Lingkungan Baru

Untuk bisa melihat dampak pemanasan global dengan baik, Anda mungkin perlu melihat tidak lebih jauh dari halaman Anda sendiri. Beberapa spesies yang tak terduga mungkin bertengger di pohon lokal atau berhenti di pengumpan burung Anda. Para pendatang baru ini telah terpikat ke utara oleh suhu musim dingin yang lebih hangat, sebuah studi baru menemukan. Burung-burung seperti kardinal dan Carolina Wrens sekarang lebih jauh ke utara daripada 20 tahun yang lalu.

Sejak 1970, suhu rendah musim dingin rata-rata telah meningkat sekitar 0,38 derajat Celcius (0,68 derajat Fahrenheit) di bagian timur Amerika Utara. Pemanasan global, juga dikenal sebagai perubahan iklim, adalah penyebabnya.

Selama beberapa dekade sekarang, planet ini perlahan-lahan memanas. Hewan dan tumbuhan dunia telah merespons. Banyak yang sudah mulai bergerak ke utara atau selatan untuk mengimbangi kondisi yang biasa mereka alami. Gerakan semacam itu dianggap sebagai salah satu sidik jari terbaik dari perubahan iklim.

Benjamin Zuckerberg dan Karine Princé adalah ahli biologi margasatwa di University of Wisconsin-Madison. Mereka ingin mencari bukti bahwa pemanasan Bumi telah memengaruhi perilaku burung – seperti di mana mereka tinggal selama musim dingin. Untuk melakukan ini, mereka menganalisis dua dekade data dari program yang disebut Project FeederWatch. Proyek sains-warga di Lab Cornell of Ornithology di Ithaca, N.Y., mengumpulkan laporan penampakan di pengumpan burung dari awal November hingga akhir April.
Saat ini ada lebih dari 10.000 situs yang berpartisipasi di Amerika Serikat dan Kanada. Banyak pengumpan yang diteliti duduk di halaman orang.

Untuk proyek ini, para sukarelawan telah mengidentifikasi dan menghitung burung di tempat pemberian makan selama dua hari sepanjang musim dingin. Zuckerberg dan Princé berfokus pada data dari 1989 hingga 2011 di situs-situs di Amerika Utara bagian timur. Mereka membatasi analisis mereka pada laporan dari periode “inti musim dingin”: 1 Desember hingga 8 Februari. Untuk setiap lokasi, para peneliti melacak suhu rendah rata-rata tahunan untuk periode inti itu. Batas utara untuk banyak burung Amerika Utara ditentukan oleh suhu minimum musim dingin itu. Para ilmuwan membatasi jumlah mereka pada 38 spesies yang lebih umum.

Dari 22 tahun data yang mereka tambang, para ilmuwan mendeteksi peningkatan bertahap dalam suhu minimum musim dingin. Selama waktu itu, burung-burung itu tidak semuanya secara kolektif mulai bergerak ke utara. Tetapi banyak spesies yang beradaptasi dengan hangat mulai menghabiskan bulan-bulan yang lebih dingin di tahun yang lebih jauh ke utara, data menunjukkan. Burung-burung yang beradaptasi dengan hangat adalah spesies yang beberapa dekade lalu musim dingin hanya di Selatan.

“Komunitas burung musim dingin di Amerika Utara bagian timur semakin didominasi oleh spesies yang beradaptasi dengan hangat,” catat para peneliti. Beberapa daerah di Utara sekarang menjadi tuan rumah Wrens Carolina musim dingin, kardinal, finch ungu, bluebirds timur atau pelatuk merah berperut.

Satu Juta Spesies Bisa Menghilang, Dan Orang-Orang Yang Harus Disalahkan

Semua orang mendengar cerita tentang spesies tertentu di ambang kepunahan. Penghitungan baru mengungkapkan berapa banyak tanaman dan hewan yang berisiko. Satu juta spesies bisa lenyap, demikian temuannya. Beberapa mungkin menghilang dalam beberapa dekade.

Angka itu sama dengan 1 dalam setiap 8 spesies hewan atau tumbuhan yang dikenal. Itu berasal dari analisis baru sekitar 15.000 studi ilmiah yang diterbitkan dalam 50 tahun terakhir. Studi-studi tersebut mencakup topik mulai dari keanekaragaman hayati dan iklim hingga kesehatan ekosistem. Selama setengah abad itu, populasi manusia berlipat ganda – dari 3,7 miliar pada 1970 menjadi 7,6 miliar saat ini. Dan semua orang itulah yang mengancam satwa liar, demikian kesimpulan kelompok ilmuwan internasional.

Di seluruh dunia, spesies menghilang puluhan hingga ratusan kali lebih cepat daripada tingkat rata-rata selama 10 juta tahun terakhir. Akselerasi itu adalah berkat aktivitas manusia, kata IPBES. Itu adalah singkatan dari Platform Kebijakan-Ilmu Antarpemerintah tentang Keanekaragaman Hayati dan Layanan Ekosistem. Grup ini menerbitkan ringkasan temuan baru pada 6 Mei. IPBES memiliki 132 negara anggota, termasuk Amerika Serikat. Ia berencana untuk merilis laporan 1.500 halaman penuh pada akhir tahun.

Laporan itu berisi banyak angka yang mengkhawatirkan. Lebih dari empat dari setiap 10 spesies amfibi, ditemukan, terancam punah atau mungkin punah. Begitu juga satu dari setiap tiga hiu, mamalia laut, dan hewan pembentuk terumbu karang. Satu dari setiap 10 spesies serangga juga dapat menghilang. Dan jika orang tidak mengubah kegiatan mereka, kata laporan itu, laju kepunahan satwa liar hanya akan meningkat.

Ancaman terkait manusia yang paling besar berasal dari hilangnya habitat, kata laporan itu. Orang-orang telah “sangat berubah” sekitar tiga perempat dari semua daratan di Bumi. Sejak 1992, wilayah perkotaan lebih dari dua kali lipat. Peternakan telah mengambil alih banyak habitat yang dulunya beragam. Secara beragam, laporan tersebut berarti bahwa mereka dulunya adalah hutan, lahan basah atau padang rumput liar.

Laporan itu mengatakan bahwa 85 persen dari lahan basah yang ada pada tahun 1700 hilang pada tahun 2000. Dan, dicatat, hutan sekarang mencakup sekitar dua pertiga (68 persen) dari wilayah yang mereka miliki sebelumnya sekitar tahun 1850.

Banyak lahan telah dialihkan untuk pertanian. Menanam tanaman pangan sekarang mencakup lahan tiga kali lebih banyak daripada di tahun 1970. Di daerah tropis dunia, lahan pertanian tumbuh antara 1980 dan 2000 dengan 1 juta kilometer persegi (386.000 mil persegi). Di Asia Tenggara, perkebunan kelapa sawit telah menyapu hutan liar. Dan di Amerika Tengah, peternakan sapi telah berkembang menjadi hutan.

Beruang Kutub Berenang Berhari-Hari Saat Es Laut Menyusut

Beruang kutub adalah perenang jarak jauh yang sangat baik. Beberapa dapat melakukan perjalanan selama berhari-hari, dengan hanya perhentian sangat singkat di aliran es. Tetapi bahkan beruang kutub memiliki batasnya. Sekarang sebuah penelitian menemukan bahwa mereka berenang jarak yang lebih jauh dalam beberapa tahun dengan jumlah es laut Arktik yang paling sedikit. Dan itu mengkhawatirkan para peneliti Kutub Utara.

Berenang lama di air dingin membutuhkan banyak energi. Beruang kutub dapat lelah dan menurunkan berat badan jika dipaksa untuk berenang terlalu banyak. Jumlah energi yang sekarang harus mereka keluarkan untuk mencari makanan bisa menyulitkan predator ini untuk bertahan hidup.

Beruang kutub berenang jauh jaraknya karena pemanasan global. Perubahan iklim ini menyebabkan suhu di Kutub Utara lebih cepat hangat daripada di bagian lain dunia. Hasilnya adalah lebih banyak pencairan es laut dan lebih banyak air terbuka.

Nicholas Pilfold bekerja di University of Alberta di Edmonton, Kanada, ketika ia menjadi bagian dari tim yang mempelajari beruang kutub. (Dia sekarang bekerja di Kebun Binatang San Diego, di California.) “Kami pikir dampak perubahan iklim adalah beruang kutub akan dipaksa berenang jarak yang lebih jauh,” katanya. Sekarang, ia mencatat, “Studi kami adalah studi pertama yang menunjukkannya secara empiris.” Maksudnya, mereka telah mengonfirmasikannya berdasarkan pengamatan ilmiah.

Pilfold adalah seorang ahli ekologi. Itu adalah seorang ilmuwan yang menyelidiki bagaimana makhluk hidup saling berhubungan satu sama lain dan lingkungannya. Dia adalah bagian dari tim yang menangkap 135 beruang kutub dan mengenakan kerah khusus untuk melacak berapa banyak masing-masing berenang. Para peneliti hanya tertarik pada berenang yang sangat panjang – yang berlangsung 50 kilometer (31 mil) atau lebih.

Para peneliti melacak beruang dari 2007 hingga 2012. Dengan menambahkan data dari studi lain, mereka dapat melacak tren berenang kembali ke 2004. Ini membantu para peneliti melihat tren jangka panjang.

Pada tahun-tahun ketika es laut paling meleleh, lebih banyak beruang berenang 50 kilometer atau lebih, mereka menemukan. Pada tahun 2012, tahun di mana es laut Kutub Utara mencapai rekor terendah, 69 persen beruang yang dipelajari di Laut Beaufort Kutub Utara berenang lebih dari 50 kilometer setidaknya satu kali. Itu lebih dari dua dari setiap tiga beruang yang dipelajari di sana. Seorang wanita muda mencatat berenang tanpa henti 400 kilometer (249 mil). Itu berlangsung sembilan hari. Meskipun tidak ada yang bisa mengatakan dengan pasti, dia pasti kelelahan dan sangat lapar.

Beruang kutub biasanya menghabiskan banyak waktu di es. Mereka bersandar pada es saat mereka mencari segel yang enak. Kemudian mereka bisa menyelam di atasnya untuk menangkap.

Beruang kutub sangat pandai dalam hal ini. Mereka tidak begitu pandai membunuh anjing laut saat berenang di perairan terbuka, catat Andrew Derocher. Peneliti beruang kutub ini adalah penulis studi lain di Universitas Alberta.

Lebih banyak air terbuka berarti lebih sedikit kesempatan untuk makan. Ini juga berarti berenang lebih jauh dan lebih jauh untuk menemukan tempat perhentian es yang dingin.

“Berenang jarak jauh boleh saja untuk orang dewasa dengan banyak lemak tubuh,” kata Pilfold. “Tapi ketika Anda melihat binatang muda atau tua, berenang jarak jauh ini bisa sangat melelahkan. Mereka mungkin mati atau kurang cocok untuk reproduksi. ”

Gregory Thiemann adalah pakar beruang kutub di Universitas York di Toronto, Kanada. Dia menunjukkan bahwa penelitian Pilfold juga menunjukkan bagaimana penurunan es laut mempengaruhi beruang kutub tergantung pada tempat mereka tinggal.

Bunga Yang Kurang Cemerlang Masih Membuat Lebah Kembali

Musim semi membawa aroma harum bunga segar dan dengungan lebah. Para penyerbuk itu mungkin terbang tanpa tujuan ketika mereka mencari cairan manis yang disebut nektar. Tetapi rencana penerbangan mereka sebenarnya memiliki pola. Bunga bertindak sebagai pengontrol lalu lintas udara serangga. Dan penelitian baru menunjukkan bahwa lebah lebih suka bunga yang tidak terlalu mencolok.

Bunga memberi petunjuk lebah tentang berapa banyak makanan yang ditawarkan tanaman. Petunjuk itu bisa dalam warna kelopak, seberapa banyak mereka berkilauan atau bahkan dalam muatan listrik mereka. Semua karakteristik ini mengirimkan sinyal ke lebah, memberi tahu mereka apakah akan mendarat atau tidak.

Warna tampaknya memainkan peran utama di mana bunga yang akan dipilih lebah. Mereka mampir ke bunga yang berbeda dan melihat apa yang mereka tawarkan. Serangga melacak warna bunga yang sangat kaya akan nektar. Mereka kemudian mengunjungi lebih banyak bunga dengan warna itu, kata Lars Chittka. Dia adalah seorang ahli biologi yang mempelajari lebah di Queen Mary University of London di Inggris.

Warna bunga, bagaimanapun, bukan panduan yang mudah untuk makan siang yang enak. Itu karena warnanya bisa berubah tergantung pada sudut di mana sinar matahari menyentuh kelopaknya. Bunga kuning, misalnya, mungkin terlihat agak biru dari satu sudut dan merah dari yang lain. Para ilmuwan menyebut jenis perubahan warna iridescence (Ih-rih-DESS-sence). “Ini adalah fenomena yang sama yang membuat pelangi muncul dalam gelembung sabun atau pada CD,” kata Beverley Glover. Dia belajar tanaman di University of Cambridge di Inggris.

Pada tahun 2009, Glover dan rekan-rekannya menunjukkan bahwa bahkan ketika kelopak terlihat mengilap, lebah masih dapat mengetahui bunga mana yang mungkin menyimpan makanan. Tetapi dia dan yang lainnya memperhatikan sesuatu yang aneh tentang iridescence. Ini tidak cukup mencolok di tanaman seperti dalam bentuk kehidupan lainnya, kata Glover. Bagian belakang kumbang permata atau sayap kupu-kupu tertentu, misalnya, lebih bersinar dan berkilau.

“Ini bukan karena tanaman tidak bisa melakukannya,” kata Chittka. “Beberapa buah sangat berwarna-warni.” Jadi tanaman memiliki kemampuan untuk berkilau dengan kuat, tetapi bunga-bunga tetap mengendalikannya.

Chittka, Glover dan yang lainnya mulai berpikir bahwa kekuatan warna bunga mungkin terkait dengan bagaimana lebah memandang kelopak. Tumbuhan dan penyerbuknya telah menghabiskan jutaan tahun untuk berkembang bersama. Selama waktu itu, bunga menjadi lebih selaras dengan apa yang mungkin disukai serangga.

Para peneliti menguji hipotesis mereka di lab. Mereka melatih sekelompok lebah untuk mengasosiasikan bunga ungu palsu dengan mendapatkan lebih banyak nektar. Kemudian tim menguji lebah. Mereka menambahkan bunga palsu yang tidak mengilap dengan warna ungu-biru dan ungu-merah ke jalur penerbangan lebah. Lebah lulus ujian, mengabaikan bunga yang tidak berwarna ungu sempurna.

Superglue Mimik Lendir Yang Reversibel

Pembuat suka menggabungkan item yang tidak biasa untuk membuat hal-hal baru. Untuk melakukannya, mereka membutuhkan perekat yang sangat kuat – kaset dan lem – untuk menyatukannya. Tetapi kadang-kadang mereka ingin dapat mengambil barang-barang itu lagi. Itu menjadi masalah, karena perekat reversibel biasanya tidak terlalu kuat. Benda lengket bisa menjadi sangat kuat dan permanen – seperti superglue. Atau bisa jadi tidak terlalu lengket tetapi mudah dilepas – pikirkan nada tempel. Namun, sekarang, para peneliti telah menciptakan perekat yang dapat digunakan kembali dan sangat kuat.

Shu Yang bekerja di University of Pennsylvania di Philadelphia. Timnya menggambarkan superglue baru mereka pada 9 Juli di Prosiding National Academy of Sciences.

Sebagai ilmuwan bahan, Yang menggunakan fisika, kimia, dan teknik untuk membuat jenis barang baru. Dalam karyanya, Yang sering menemukan inspirasi untuk bahan baru berdasarkan pada struktur yang ada di alam.

Selama bertahun-tahun, ia telah bekerja untuk membuat perekat yang tidak hanya tahan tetapi juga dapat dibatalkan dan digunakan kembali. Pekerjaan sebelumnya meniru rambut-rambut kecil di kaki tokek. Meskipun bahan itu lepas dengan mudah, itu tidak memiliki pegangan yang kuat. Jadi para ilmuwan di lab Yang terus mencari sesuatu yang lebih baik.

Suatu hari, seorang siswa di labnya bermain dengan zat yang dikenal sebagai hidrogel. Polimer, terbuat dari rantai berulang bahan kimia yang lebih kecil. Gel khusus ini menjadi lunak saat basah – sebenarnya, itulah yang membuat lensa kontak begitu fleksibel. Laboratorium Yang telah menggunakannya untuk membuat berbagai struktur selama sekitar 10 tahun. Siswa, Gaoxiang Wu, membuat pola dengan itu pada kaca slide dan kemudian meninggalkannya di sana.

Ketika Wu kembali, hidrogelnya mengeras dan benar-benar macet. Dia menarik, mencungkil, dan mengikis, tetapi tidak ada yang memisahkan gel dari kaca slide. Lalu dia menambahkan air – dan itu langsung keluar.

Temuan itu membuat Yang dan timnya penasaran. Mengapa gel kering ini begitu sulit untuk dihilangkan? Mereka juga bertanya-tanya apakah sesuatu di alam mungkin juga berfungsi seperti itu. Dan tak lama kemudian mereka menemukan bahwa siput membuat lengket yang sama.

Selama hari panas, siput berisiko mengering. Untuk mencegah hal ini, siput menemukan tempat yang bagus di dekat tanah dengan banyak kelembaban. Di sana, ia memompa banyak lendir melalui lubang di cangkangnya.

Lendir merembes ke tanah, mengisi celah apa pun. Saat mengering, lendir mengeras. Ini menciptakan struktur yang protektif dan juga perekat. Disebut epiphragm (EP-ih-fram), ia menyegel siput yang lembab di dalam cangkangnya, melindunginya dari pemangsa yang siap mengunyahnya jika mereka bisa sampai ke daging di dalamnya. Ketika suhu turun di malam hari dan kelembaban meningkat, lendir mengendur. Sekarang bebas bergerak, siput terus berjalan.