Ginkgo: daun fosil dedah iklim zaman dinosaur

WASHINGTON – Richard Barclay membuka laci logam dalam arkib Muzium Sejarah Alam Smithsonian yang mengandungi fosil yang berusia hampir 100 juta tahun.

Walaupun usianya sudah jutaan tahun, batu-batu itu tidak rapuh. Ahli geologi dan botani menjaganya dengan baik, meletakkannya di telapak tangannya untuk diperiksa lebih dekat.

Tertanam di dalam batu kuno adalah daun bentuk segi tiga dengan corak bulat di atasnya. Daun itu jatuh dari sebatang pokok ketika T-rex dan triceratops berkeliaran di hutan prasejarah, tetapi tanaman itu langsung dapat dikenali. “Anda dapat mengetahui ini adalah ‘ginkgo’, ini bentuk yang unik, ini tidak banyak berubah dalam jutaan tahun,” kata Barclay.

Apa yang istimewa dari pokok ginkgo ialah fosilnya sering memelihara bahan tanaman sebenar, bukan sekadar daun. Dan kepingan bahan organik yang nipis mungkin menjadi kunci untuk memahami sistem iklim kuno dan masa depan pemanasan planet kita yang mungkin.

Tetapi Barclay dan pasukannya terlebih dahulu perlu memecahkan kod tumbuhan untuk membaca maklumat yang terdapat dalam daun kuno itu.

“Ginkgo adalah kapsul waktu yang cukup unik,” kata Peter Crane, ahli botani Universiti Yale. Ketika dia menulis di ‘Ginkgo’, bukunya mengenai tumbuhan, “Sulit untuk membayangkan bahawa pohon-pohon ini, sekarang tumbuh tinggi, tumbuh dengan zaman dinosaurus dan telah sampai kepada kita hampir tidak berubah selama 200 juta tahun.”

Daun ginkgo yang diambil dari sebatang pokok di S.W Washington DC, pada tahun 1988, di arkib Muzium Sejarah Alam Nasional di Washington. – AP
Rich Barclay, ahli geologi penyelidikan Smithsonian dan Pengarah Projek Fosil, membuka laci fosil daun ginkgo dalam arkib Muzium Nasional Sejarah Alam di Washington, pada 4 Jun lalu. – AP
Rich Barclay memegang fosil daun ginkgo, bentuk daun hampir sama dengan fosil dari sekitar 100 juta tahun yang lalu dan dengan daun moden. Tetapi satu perbezaan utama dapat dilihat dengan mikroskop – AP
Ben Lloyd, Pengarah Operasi Eksperimental, menggunakan mesin untuk memeriksa pertukaran gas antara daun ginkgo dan persekitarannya di dalam ruang di Projek Fosil di Pusat Penyelidikan Alam Sekitar Smithsonian. – AP

Sekiranya pokok jatuh di hutan kuno, apa yang dapat diberitahu oleh saintis hari ini?

“Alasan para saintis melihat masa lalu adalah untuk memahami apa yang akan terjadi di masa depan,” kata Kevin Anchukaitis, seorang penyelidik iklim di Universiti Arizona.

“Kami ingin memahami bagaimana planet ini bertindak terhadap perubahan iklim dalam skala besar di masa lalu bagaimana ekosistem berubah, bagaimana kimia laut dan permukaan laut berubah, bagaimana hutan bekerja.”

Yang menarik bagi para saintis adalah zaman ‘hothouse’ ketika mereka percaya tahap dan suhu karbon jauh lebih tinggi daripada hari ini. Satu masa seperti itu berlaku dalam zaman akhir Cretaceous (66 juta hingga 100 juta tahun yang lalu), era terakhir dinosaur sebelum meteor menghentam bumi dan kebanyakan spesies punah.

Mempelajari lebih banyak mengenai iklim rumah panas juga memberikan saintis data berharga untuk menguji ketepatan model iklim untuk masa depan, kata Kim Cobb, seorang saintis iklim di Institut Teknologi Georgia.

Tetapi maklumat iklim mengenai masa lalu jauh terhad. Gelembung udara yang terperangkap dalam inti ais kuno membolehkan para saintis mengkaji tahap karbon dioksida kuno, tetapi ia hanya berusia sekitar 800,000 tahun.

Di situlah koleksi daun ginkgo Smithsonian terkandung. Barclay melintasi ribuan tahun seperti yang mungkin hanya berlaku di sebuah muzium hingga abad ke-19, ketika Revolusi Perindustrian telah mula merubah iklim.

Dari sebuah kabinet, dia menarik selembar kertas di mana para saintis era Victoria mengikat daun ginkgo yang dipetik dari kebun botani pada masa itu. Banyak spesimen mempunyai label yang ditulis dalam bentuk kursif yang cantik, termasuk yang bertarikh 22 Ogos 1896.

Bentuk daunnya hampir sama dengan fosil dari sekitar 100 juta tahun yang lalu dan dengan daun moden yang dipegang oleh Barclay di tangannya. Tetapi satu perbezaan utama dapat dilihat dengan mikroskop bagaimana daun itu bertindak balas terhadap perubahan karbon di udara.

Pori-pori kecil di bahagian bawah daun disusun untuk mengambil karbon dioksida dan menghirup air, memungkinkan tanaman mengubah cahaya matahari menjadi tenaga. Apabila terdapat banyak karbon di udara, tumbuhan memerlukan lebih sedikit pori untuk menyerap karbon yang diperlukannya. Apabila tahap karbon turun, daun menghasilkan lebih banyak pori-pori untuk mengimbangi.

Hari ini, para saintis mengetahui tahap purata karbon dioksida di atmosfera adalah kira-kira 410 per juta dan Barclay tahu seperti apa daun itu kelihatan. Terima kasih kepada kepingan daun botani Victoria, dia tahu seperti apa daun ginkgo sebelum manusia mengubah atmosfera planet dengan ketara.

Sekarang dia ingin mengetahui pori-pori apa yang ada di dalam daun ginkgo fosil yang dapat memberitahunya tentang suasana 100 juta tahun yang lalu.

Tetapi pertama dia memerlukan pemecah kod, lembaran terjemahan seperti batu Rosetta untuk menguraikan tulisan tangan dari zaman kuno. Itulah sebabnya dia menjalankan eksperimen dalam penebangan hutan di Maryland.

“Kami mencari analog – kami memerlukan sesuatu untuk dibandingkan,” kata Barclay. Sekiranya terdapat persamaan antara rupa daun dalam eksperimen dan rupa daun fosil, itu akan memberi petunjuk kasar kepada para penyelidik mengenai zaman kuno. – AP