Oh Ternyata – Bakteri yang sama yang menyebabkan kerusakan embun beku pada tanaman dapat membantu awan menghasilkan hujan dan salju. Studi tentang salju yang baru jatuh menunjukkan bahwa ‘bio-presipitasi’ mungkin jauh lebih umum daripada yang dicurigai.

Sebelum awan bisa menghasilkan hujan atau salju, tetes hujan atau partikel es harus terbentuk. Hal ini membutuhkan adanya aerosol: partikel kecil yang berfungsi sebagai inti kondensasi. Sebagian besar partikel semacam itu berasal dari mineral, namun mikroba udara – bakteri, jamur atau ganggang kecil – dapat melakukan pekerjaan dengan baik. Tidak seperti aerosol mineral, organisme hidup dapat mengkatalisis pembentukan es bahkan pada suhu mendekati 0 ºC.

Efek dari ‘nukleator es’ biologis pada curah hujan telah menjadi misteri, paling tidak karena belum ada yang bisa mendeteksi mereka di awan.

Penghitung Awan

Sekarang sebuah tim yang dipimpin oleh Brent Christner, seorang ahli mikrobiologi di Louisiana State University di Baton Rouge, telah berhasil membuat katalog mikroba pembuatan hujan ini dengan melihat salju segar yang dikumpulkan di berbagai lokasi lintang dan lintang tinggi di Amerika Utara, Eropa dan Antartika. .

Mereka menyaring sampel salju untuk menghilangkan partikel, memasukkan partikel-partikel itu ke dalam wadah air murni, dan perlahan menurunkan suhu, mengamati dengan saksama untuk melihat kapan air membeku. Semakin tinggi suhu beku sampel yang diberikan, semakin besar jumlah nukleus dan semakin besar kemungkinannya menjadi biologis. Untuk mengurangi kedua efek ini, tim tersebut mengolah sampel air dengan panas atau bahan kimia untuk membunuh bakteri di dalamnya, dan sekali lagi memeriksa suhu beku sampel.

Dengan cara ini mereka menemukan antara 4 dan 120 nukleator es per liter salju yang meleleh. Sekitar 69-100% partikel ini mungkin bersifat biologis. Hasilnya dipublikasikan di Science today1.

Para peneliti terkejut menemukan bakteri ‘penghasil hujan’ di semua sampel; Salju dari Antartika lebih sedikit dari Prancis dan Montana, tapi masih ada beberapa. Hasilnya menambahkan bukti bahwa mikroba dapat menempuh perjalanan jauh di awan, dan menunjukkan bahwa curah hujan berbasis biologi terjadi di mana-mana di Bumi.

“Ini adalah panggilan bangun yang mengingatkan kita bahwa beberapa katalis yang paling aktif di awan diabaikan secara luas, kata Christner.” Partikel biologis tampaknya memainkan peran yang sangat penting dalam menghasilkan hujan salju dan hujan, terutama pada suhu awan yang relatif hangat..”

Siklus Air Mikroba

Sebagian besar bakteri penghasil hujan membuat hidup mereka sebagai patogen, menggunakan kemampuan mereka untuk mempromosikan pembekuan pada suhu yang relatif hangat untuk memecahkan dinding sel tanaman yang mereka makan. Beberapa ilmuwan mencatat bahwa kemampuan pembekuan ini juga berarti bakteri keluar dari awan dan kembali ke Bumi lebih cepat, yang merupakan keuntungan bagi mikroba.

“Sangat masuk akal bahwa organisme tersebut mungkin menggunakan kemampuan nukleasi es mereka untuk keluar dari atmosfer,” kata Tim Lenton, ilmuwan sistem Bumi di University of East Anglia, Inggris.

Gagasan ini – bahwa bakteri berada pada keuntungan jika mereka dapat melakukan perjalanan jauh di awan dan kemudian kembali ke Bumi – yang dikembangkan Lenton sepuluh tahun yang lalu dengan mendiang Bill Hamilton2, dilengkapi dengan hipotesis Gaia. Teori Gaia berpendapat bahwa bagian yang hidup dan yang tidak hidup di bumi adalah sistem interaksi yang kompleks, di mana makhluk hidup memiliki efek peraturan yang mendorong kehidupan secara keseluruhan.

Tapi manusia juga memiliki pengaruh besar terhadap proses pengaturan ini. Perubahan penggunaan lahan, kehutanan dan pertanian, seperti perluasan monokultur, mengubah komposisi mikroba di atmosfer. Karena komponen biologis tampaknya memiliki peran besar dalam bagaimana bentuk hujan, perubahan tersebut dapat mempengaruhi curah hujan dan iklim di banyak tempat di Bumi.

“Sudah saatnya ilmuwan atmosfer dan iklim mulai memikirkan implikasinya,” kata Christner.