Penemuan hutan beku mengisyaratkan perubahan ekosistem pegunungan di masa depan

Para ilmuwan di Montana State University mengatakan sisa-sisa beku hutan purba yang ditemukan 600 kaki di atas garis pepohonan modern di Dataran Tinggi Beartooth mungkin menandakan kemungkinan perubahan ekosistem pegunungan jika iklim terus menghangat.

Artikel tentang penemuan tersebut adalah diterbitkan di buku harian Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional. Jelaskan apa yang telah dipelajari para ilmuwan dengan mempelajari sisa-sisa pohon pinus whitebark dewasa. hutan yang terbentuk di ketinggian 10.000 kaki sekitar 6.000 tahun yang lalu, ketika suhu musim hangat di ekosistem Greater Yellowstone serupa dengan suhu pada pertengahan hingga akhir abad ke-20.

Para peneliti menemukan bahwa hutan tumbuh subur selama berabad-abad hingga iklim mulai mendingin sekitar 5.500 tahun yang lalu akibat berkurangnya radiasi matahari di musim panas. Dia suhu yang lebih dingin Hal ini memindahkan barisan pepohonan ke bawah dan mengubah lanskap pegunungan tinggi dari hutan menjadi tundra pegunungan yang ada saat ini.

Salah satu penulis makalah tersebut, David McWethy, seorang profesor di Departemen Ilmu Bumi di Fakultas Sastra dan Sains MSU, mengatakan aktivitas gunung berapi berikutnya di Belahan Bumi Utara menyebabkan suhu di wilayah tersebut, yang sudah semakin dingin. jatuh. Hutan pinus dengan cepat tertutup es, dan tetap terpelihara hingga es tambalan mulai mencair dalam beberapa tahun terakhir. McWethy mengatakan penemuan mereka memberikan bukti pertama dari ekosistem kawasan pegunungan yang menunjukkan bahwa hutan dewasa telah tumbuh di atas bukit ketika suhu lebih hangat.

“Ini adalah bukti dramatis perubahan ekosistem akibat pemanasan suhu,” katanya. “Ini adalah kisah yang luar biasa tentang betapa dinamisnya sistem ini.”

Artikel tersebut menyatakan bahwa daerah es, tidak seperti gletser, tidak mengalir. Hingga baru-baru ini, penulis menulis, lapisan es menumpuk es secara perlahan dan hampir terus menerus, “memungkinkan pelestarian material yang tersimpan seperti serbuk sari, arang, dan makrofosil di dalam lapisan bekunya.”

McWethy mengatakan ide untuk menjelajahi lapisan es Beartooth untuk mendapatkan petunjuk tentang kondisi iklim dan lingkungan masa lalu setidaknya selama 10.000 tahun berasal dari karya Craig Lee, yang sekarang menjadi asisten profesor di Departemen Sosiologi dan Antropologi MSU. Pada tahun 2007, Lee menemukan sebagian dari atlatl berusia 10.300 tahun dari sepetak es di dataran tinggi, mengingatkan para ilmuwan bahwa materi budaya dan data lingkungan bernilai beberapa milenium tersimpan di lapisan es di dekatnya.

“Sebagian besar catatan iklim jangka panjang terbaik kita berasal dari Greenland dan Antartika. Menemukan bongkahan es yang bertahan dalam jangka waktu lama di garis lintang rendah di bagian dalam benua bukanlah hal yang mudah,” kata McWethy. Gumpalan es di dataran tinggi tersebut berukuran ratusan meter persegi, cukup kecil dibandingkan dengan massa es yang ada di tempat lain.

Pada tahun 2016, Lee, McWethy dan Greg Pederson, ahli paleoklimatologi di Pusat Sains Pegunungan Rocky Utara Survei Geologi A.S. dan penulis utama makalah yang baru saja diterbitkan, mulai mengumpulkan informasi tentang perubahan lingkungan dan aktivitas manusia di masa lalu dari bongkahan es di dataran tinggi. Pada tahun 2018, mereka dan pihak lain mulai mempelajari tambahan lapisan es pegunungan di wilayah tersebut untuk merekonstruksi sejarah iklim jangka panjang ekosistem dan pengaruhnya terhadap penduduk asli Amerika. McWethy mengatakan pekerjaan ini melibatkan kolaborasi ekstensif antara suku, lembaga federal, arkeolog, dan ilmuwan dari beberapa universitas. Studi treeline mencakup satu aspek pekerjaan.

Para ilmuwan menjelaskan bahwa penting untuk mempelajari berbagai elemen ekosistem purba untuk merekonstruksi sejarah lengkap hutan beku. Anggota tim, termasuk mahasiswa sarjana dan pascasarjana MSU, menganalisis lapisan isotop air dan bahan organik dalam inti es yang diambil dari petak tersebut, dan Pederson mengumpulkan potongan kayu dari pohon purba untuk penanggalan radiokarbon.

Pederson mengatakan penelitian tersebut menunjukkan bahwa garis pepohonan di dataran tinggi tersebut bergeser ke atas sebagai respons terhadap pemanasan regional dan bahwa hutan pinus tumbuh subur selama 500 tahun sementara kondisi iklim tetap moderat dan lembab.

“Dataran tinggi tampaknya merupakan tempat yang tepat untuk memungkinkan terbentuknya lapisan es dan bertahan selama ribuan tahun, mencatat informasi penting tentang iklim masa lalu, aktivitas manusia, dan perubahan lingkungan,” kata Pederson.

Hasil studi menunjukkan bahwa kondisi iklim saat ini dapat menyebabkan pepohonan bergerak menanjak menuju wilayah dataran tinggi yang kini menjadi tundra. Namun Pederson menekankan bahwa meskipun hasil studi ini bersifat spesifik lokasi, terdapat hubungan yang kuat dengan pengendalian iklim pada ketinggian pohon secara global.

“Suhu musim tanam adalah kendali utama ketinggian dan garis lintang pepohonan,” kata Pederson. “Namun, pada masing-masing lokasi pepohonan, faktor-faktor lain seperti kelembapan, angin, tutupan salju, dan gangguan manusia dapat memainkan peran penting dalam menentukan struktur hutan dan batas ketinggian.”

Oleh karena itu, mustahil untuk memprediksi secara pasti seperti apa hutan di Dataran Tinggi Beartooth di masa depan dalam hal kepadatan pohon, distribusi atau komposisi spesies, yang akan bervariasi tergantung pada seberapa banyak pemanasan yang terjadi, menurut McWethy dan Pederson. Jumlah pepohonan kemungkinan akan bertambah seiring dengan pemanasan iklim, kata mereka, namun tingkat curah hujan akan menentukan struktur dan luas hutan baru.

Perubahan tersebut akan berdampak signifikan terhadap ekosistem masa depan, kata penulis studi tersebut, termasuk pakar iklim dan Bupati MSU Profesor Emerita Cathy Whitlock, yang telah bekerja di ekosistem Greater Yellowstone selama 40 tahun. Dia dan Pederson mengatakan berkurangnya tumpukan salju di dataran tinggi akan mempengaruhi pasokan air di hilir untuk irigasi dan pembangkit listrik. McWethy menambahkan bahwa jika hutan mulai berkembang di tundra, kondisi bahan bakar dapat berubah secara drastis, sehingga berpotensi meningkatkan risiko kebakaran hutan.

“Itulah mengapa studi tentang perubahan ekologi di masa lalu lebih dari sekadar ilmu pengetahuan yang menarik,” kata Pederson. “Hal ini mempunyai implikasi yang jauh lebih besar terhadap sumber daya yang kita semua andalkan.”