Dibawah ini terdapat gambar proses perubahan kadar karbon pada 4 elemen besar siklus karbon. 4 elemen ini adalah atmosfer, biomasa, dan bumi dimana biomasa dibedakan menjadi 2 bagian yaitu yang menangkap C dari udara dan tanah (produsen biomasa) dan biomasa yang menggunakan karbon dalam bentuk pembakaran. Dalam gambar pengguna karbon dilambangkan dengan pembakaran dan penghasil biomasa diwakilkan dengan fotosintesis.
Gambar 1a. siklus alami sebagai kontrol, 1b. siklus ketika teknologi pemanfaatan karbon dari bumi digunakan (pembakaran fosil); 1c. siklus ketika teknologi pemanfaatan biomasa (bioenergi) menjadi energi menggantikan pembakaran fosil; 1d. Siklus ketika manusia mulai memperbanyak pohon untuk menutupi penggunaan energi yang diharapkan dapat mengatasi masalah pemanasan global.
Dapat kita lihat perkembangan manusia dengan teknologinya meningkatkan siklus perputaran karbon di sekitar pembakaran energi. Hal ini dikarenakan meningkatnya penggunaan energi akibat meningkatnya populasi manusia serta kegiatan-kegiatan manusia yang berhubungan dengan teknologi yang menggunakan energi tinggi. Akibat dari hal tersebut manusia dengan teknologinya menemukan cara untuk mengolah sumber karbon dari dalam bumi dalam bentuk fosil menjadi energi sebagai pemenuhan kebutuhan teknologi (1b). Seiring berjalannya waktu manusia mengetahui bahwa cadangan fosil dapat habis dan makin berkurang lalu dikembangkanlah teknologi (bioenergi) pemanfaatan tanaman yang merupakan makhluk hidup berkemampuan berfotosintesis paling utama (1c). Dengan pemanfaatan tumbuhan sebagai sumber energi, manusia secara sadar meningkatkan populasi tumbuhan dengan cara membudidayakan secara selektif dan besar-besaran dalam rangka memenuhi kebutuhan energinya sekaligus mengurangi pemanasan global(1d). Ada beberapa faktor lain selain siklus karbon dan peningkatan pembakaran energi yang meningkatkan jumlah karbon diatmosfer yaitu berkurangnya feedback negatif yang berupa daya serap karbon oleh tanaman sebagai akibat persaingan lahan dengan bertambahnya jumlah manusia di bumi yang berarti juga meningkatkan penggunaan energi melalui pembakaran karbon.
Apakah penanaman tumbuhan secara selektif dan besar-besaran tersebut akan berhasil mengatasi pemanasan global? Pembudidayaan dimana manusia yang menginginkan kecepatan dan keseragaman akan mengakibatkan berkurangnya unsur-unsur hara termasuk karbon dari bumi yang lebih cepat dibanding pengambilan karbon dari atmosfer. Hal ini dikarenakan belum terdapatnya teknologi yang dapat mempercepat pengambilan karbon dari atmosfer dengan kata lain ada batas berupa kecepatan tumbuhan dalam mengambil karbon dari udara. Selain hal tersebut pengambilan unsur hara yang homogen dapat menjadikan tanah tidak subur yang berarti menurunkan jumlah tanaman yang dapat ditanam sehingga menjadikan siklus seperti gambar 1c bukan gambar 1d. Yang mana pemanasan global masih terjadi dan penurunan unsur hara diikuti penurunan jumlah tanaman yang mengarahkan kita kepada ekosistem padang pasir.
Jika kita melihat semua unsur dalam tanah menjadi siklus, dapat kita ketahui bahwa manusialah yang mengambil unsur-unsur dari tanah tersebut melalui tanaman. Karbon pada atmosfer belum dapat dimanfaatkan oleh manusia secara langsung dan tanaman pun membutuhkan waktu untuk menangkap karbon tersebut sedangkan pertumbuhan manusia mendesak manusia untuk meningkatkan pembakaran karbon yang berarti juga meningkatkan kadar karbon di atmosfer. Dengan kata lain terjadi pembuangan zat-zat hara dari tanah (juga dari atmosfer) menjadi biomasa manusia dalam bentuk peningkatan populasi dan teknologi manusia, yang tidak diimbangi dengan pemanfaatan sumber karbon dari atmosfer sehingga membuat pemanasan global terjadi.
Jadi masalah utama dalam pemanasan global adalah peningkatan populasi manusia (faktor pemasukan karbon ke atmosfer) dan belum adanya teknologi yang efektif dalam mengurangi karbon di atmosfer (Faktor pengeluaran karbon dari atmosfer) yang mengakibatkan tidak seimbangnya kecepatan pemasukan karbon ke atmosfer dibanding pengeluarannya dari atmosfer. Jika ditelaah lebih dalam, masalah terbesar adalah waktu dan manusia.
Garis Besar Dalam Menghadapi Pemanasan Global, Krisis Energi, dan Kerusakan Tanah
Penyelesaian masalah-masalah tersebut dapat dimulai dari pemecahan masalah pemanasan global. Hal ini dikarenakan pemanasan global merupakan inti permasalahan yang disebabkan dan mengakibatkan krisis energi dan kerusakan tanah. Penyelesaian berdasar pada pemanasan global dibagi menjadi 2 bagian yaitu,
• Faktor Pemasukan karbon ke atmosfer:
o Mengganti penggunaan karbon sebagai sumber energi pada teknologi manusia
o Menghemat pembakaran karbon
o Mengurangi pertumbuhan dan populasi manusia (jika tidak alam yang akan melakukan)
• Faktor pengeluaran karbon dari atmosfer:
o Penciptaan teknologi yang dapat memanfaatkan karbon langsung dari udara
o Peningkatan efisiensi penangkapan karbon oleh tumbuhan
o Pengembangan teknologi yang lebih pro pada alam (karena cara kerja alam begitu kompleks, selama teknologi manusia tidak bisa mengendalikan kekompleksan alam dalam merespon perubahan, lebih baik manusia mengembangkan teknologi yang pro terhadap alam)
Ide Penyelesaian yang Lebih Aplikatif
• Pembuatan tumbuhan energi dengan karakteristik:
o Kemampuan penangkapan karbon dari atmosfer yang tinggi. Dari segi morfologi memiliki daun yang besar dan lebat. Segi genetik pengaktivasian fotosintesis yang lebih cepat.
o Kemampuan untuk dapat hidup dengan karbon tanah yang minim (kondisi mikroba tanah minim)
o Penyimpanan cadangan makanan berupa buah atau organ lain yang ketika diambil tidak mengganggu proses penangkapan CO2.
o Kemampuan mengubah karbon menjadi pati yang tinggi. Berarti memiliki bentuk pohon yang kecil dan berbuah besar. Walaupun terdapat enzim xilanase untuk mengubah batang menjadi energi namun penggunaan batang yang berarti penebangan akan membuat pohon mati sehingga tidak dapat menjadi penangkap CO2 lagi.
o Buah jika bisa hanya mengandung pati saja. Demi menghemat unsur hara dalam tanah
o Merupakan tanaman perenial. Karena tanaman yang sekali panen mati akan memberikan celah kekosongan dalam menangkap CO2.
• Pembuatan fasilitas dan teknologi pemanfaatan CO2, seperti:
o Rumah hijau yang diberi regulasi pengambilan CO2 dari atmosfer untuk memekatkan kadar CO2 dalam rumah tersebut.
o Rumah hijau tersebut dimanfaatkan untuk menumbuhkan tumbuhan energi yang masih dicari tersebut
o Rumah hijau ini didirikan di daerah industri penghasil CO2 yang besar.
o Mengubah CO2 menjadi terlarut ataupun bentuk lain untuk mengembangkan dan meningkatkan produksi alga fotosintesis
o Menangkap dan mengubah CO2 menjadi terlarut dan dijadikan bahan tambahan dalam pengairan
• Pengembangan teknologi fotosintesis buatan
• Agroforesty,
o Dicari ekosistem agroforesty yang paling banyak menangkap CO2 dari atmosfer dan paling sedikit membutuhkan input dari manusia.
o Dengan teknologi sekarang agroforesty dengan kumpulan tanaman apa saja dapat diubah menjadi energi, tentunya setelah dipilah-pilah berdasar pada jenis karbohidrat yang dimilikinya dan setelah tidak terdapat hasil lain yang lebih bernilai ekonomi.
o Agroforesty merupakan salah satu teknologi manusia yang mengikuti kecepatan alam dalam merespon perubahan
Tidak ada komentar:
Posting Komentar