Peta tersebut menggambarkan pengumpulan data suhu sepanjang tahun 2008 di Taman Nasional Kruger, Afrika Selatan, menggunakan sensor satelit dan sensor yang dibawa gajah. Peta bagian atas menampilkan rata-rata tahunan suhu permukaan tanah di pagi hari yang ditangkap oleh satelit Landsat 5, sedangkan peta bagian bawah menunjukkan suhu udara yang dicatat di lokasi yang sama sepanjang tahun oleh gajah yang dilengkapi sensor. Khususnya, terdapat konsentrasi titik data di sepanjang Sungai Myamvubu.
Para peneliti memanfaatkan kumpulan data yang dikumpulkan oleh sensor yang ditularkan melalui hewan untuk melengkapi pengamatan satelit, memperluas pengukuran cuaca, dan lebih memahami ekologi satwa liar dalam perubahan iklim.
Merancang sistem observasi Bumi merupakan suatu upaya yang harus dilakukan secara timbal balik. Sebuah satelit mungkin pandai mengumpulkan data dalam resolusi spasial yang baik, pada frekuensi temporal yang tinggi, atau dalam rentang panjang gelombang yang luas, namun tidak ketiganya sekaligus. Sistem berbasis darat, seperti stasiun cuaca, dapat mengumpulkan berbagai data secara berkala, namun hanya mengambil sampel di satu lokasi dan distribusinya tidak merata di seluruh planet.
Kerajaan Hewan: Sumber Daya untuk Pengamatan Bumi
Ada sarana lain untuk mengumpulkan pengamatan Bumi, yang dapat mengisi kesenjangan dalam data cuaca dan iklim: dunia hewan. Selama beberapa dekade, puluhan ribu makhluk—mulai dari bangau dan karibu hingga gajah dan anjing laut gajah—telah ditandai dengan sensor untuk mengumpulkan data tentang habitat mereka. Hal ini mencakup tempat-tempat yang terlalu gelap, berawan, dingin, atau berhutan sehingga tidak dapat dilihat oleh satelit, atau terlalu terjal, terpencil, atau tidak ramah untuk diakses oleh manusia.
Mengintegrasikan Data Hewan dalam Pemantauan Iklim
Para ilmuwan semakin menyadari kekuatan observasi hewan untuk meningkatkan pemantauan iklim dan mengungkap proses-proses di Bumi secara lebih rinci. “Hewan merupakan komponen integral dari pengamatan Bumi,” kata ahli ekologi Diego Ellis Soto, seorang mahasiswa pascasarjana di Universitas Yale Dan NASA FINEST (Peneliti Masa Depan dalam Sains dan Teknologi Bumi dan Luar Angkasa NASA). Dalam makalah terbaru di Perubahan Iklim AlamEllis Soto dan rekannya memaparkan kasus dan visi mereka untuk menjadikan data pelacakan hewan sebagai bagian dari perangkat standar untuk mempelajari planet kita.
Untuk memulai, pertimbangkan bagaimana caranya hanya satu jenis di satu belahan dunia dapat mengumpulkan data dengan cakupan spasial dan temporal yang unik. Peta di atas membandingkan perolehan data suhu melalui satelit dan sensor yang dibawa gajah di sebagian Taman Nasional Kruger, Afrika Selatan. Peta suhu permukaan tanah (atas) menampilkan rata-rata tahunan suhu pagi hari yang dikumpulkan oleh satelit Landsat 5. Peta lainnya (bawah) menunjukkan suhu udara dari lokasi dan tahun yang sama, dicatat beberapa kali per hari oleh gajah yang dilengkapi sensor. Sekelompok titik data muncul di sepanjang Sungai Myamvubu.
Di sini, data satelit mencakup seluruh area namun dibatasi oleh resolusi spasial, waktu kunjungan ulang (16 hari untuk Landsat 5), dan faktor lain seperti tutupan awan. Selain itu, stasiun cuaca berbasis darat mengumpulkan data pada frekuensi temporal yang tinggi namun dari titik statis yang jauh dari lokasi gajah. Sensor yang dibawa gajah mencatat data pada frekuensi tinggi tetapi mengambil sampel wilayah berbeda sepanjang perjalanan hewan tersebut. Peta di bawah menunjukkan pola dan luas pergerakan gajah di Taman Nasional Kruger selama satu tahun.
Peta ini menunjukkan pola dan luas pergerakan gajah di Taman Nasional Kruger pada tahun 2008.
Hewan Sebagai Sensor Lingkungan
Lebih dari sekadar berfungsi sebagai stasiun cuaca berjalan, hewan dan pola pergerakannya dapat memberi tahu para ilmuwan tentang bagaimana satwa liar berinteraksi dengan lingkungan dan bagaimana kondisi memengaruhi perilaku. Dalam studi tahun 2019, para peneliti menganalisis data gajah untuk mengetahui kapan hewan tersebut mengunjungi sumber air, yang menunjukkan strategi mereka dalam mengelola tekanan termal.
“Hewan-hewan ini memiliki sensor yang sangat bias, dan bias ini disebut ekologi dan perilaku hewan,” kata Ellis Soto.
Bias hewan mengenai di mana dan kapan mereka mengambil sampel area tertentu mungkin merupakan sebuah fitur, bukan sebuah bug. Misalnya, mereka mungkin mengungkapkan bagaimana hewan merespons suhu ekstrem, yang menjadi perhatian khusus ketika menyangkut spesies langka atau terancam di iklim yang berubah.
Kemajuan dalam Pelacakan Hewan dan Wawasan Ekologis
Bias pengambilan sampel ini juga dapat memberikan rincian tentang lingkungan yang tidak dapat diselesaikan oleh satelit. “Kita dapat menggunakan pergerakan hewan untuk memberi tahu kita tentang proses lain yang terjadi di Bumi,” kata Keith Gaddis, manajer program program Konservasi Ekologi NASA. NASA telah berkecimpung dalam bidang pelacakan hewan selama beberapa dekade, katanya, mengutip peran badan tersebut dalam mengembangkan teknologi pelacakan radio dan satelit. (Hal ini telah berkembang pesat sejak pelacakan Monique the Space Elk dengan satelit cuaca Nimbus III pada tahun 1970.)
Satelit dapat menggunakan pengukuran seperti NDVI, ukuran kehijauan vegetasi, untuk melihat kapan tanaman berguguran, namun satelit tidak dapat mendeteksi perubahan musim lainnya seperti munculnya polong. Namun satwa liar yang mencari benih dapat mengisi informasi musiman ini dan memberi tahu para ilmuwan tentang respons ekosistem terhadap perubahan iklim, kata Gaddis. Demikian pula, makhluk yang hidup di lingkungan bersalju mungkin memberikan detail cakupan salju dan waktu pencairan melalui pola pergerakan mereka.
“Pemahaman sejarah alam kita tentang hewan akan membantu kita memilih sensor hewan mana yang akan kita gunakan (untuk melakukan pengukuran semacam ini),” kata Ellis Soto. Dalam makalah terbarunya, ia membandingkan pola pergerakan hewan dengan sistem satelit yang berbeda. Elang laut pengembara mencakup wilayah yang luas, namun jarang—mirip dengan Landsat. Sebaliknya, bangau putih merupakan penjelajah utama, yang berarti ia sering mengunjungi daerah tertentu selama musim kawin. Polanya analog dengan satelit geostasioner seperti GOES.
Yang penting, Ellis Soto tidak menganjurkan pelacakan hewan hanya untuk tujuan pemantauan iklim, namun memandangnya sebagai skenario win-win yang juga memerlukan pertimbangan etika yang seimbang. Upaya ini memberikan nilai tambah pada upaya konservasi keanekaragaman hayati yang sedang berlangsung, dan dia melihat informasi tambahan tentang lingkungan sebagai “produk sampingan yang sangat besar” dari teknologi kita saat ini.
Dunia kelautan telah menghargai pentingnya para pengamat hewan selama beberapa waktu. “Pengamatan” hiu macan telah menambah data penginderaan jauh dan survei penyelam dalam memetakan ekosistem lamun terbesar di dunia. Dan anjing laut gajah yang berenang di perairan es Antartika telah membantu mengungkap bagaimana panas berpindah melalui kedalaman laut. Aliran data yang disediakan oleh hewan laut telah terbukti berharga dan cukup kuat untuk diintegrasikan ke dalam Sistem Pengamatan Laut Global yang dipimpin UNESCO untuk pemantauan jangka panjang.
Arah Masa Depan dalam Integrasi Data Penginderaan Hewan
Tugasnya sekarang adalah mengkompilasi, menstandardisasi, dan menyediakan akses ke seluruh informasi yang dapat dirasakan oleh hewan. Sebuah gerakan sedang dilakukan untuk menciptakan serangkaian variabel penting keanekaragaman hayati (EBV), sejalan dengan variabel iklim penting (ECV) yang sudah ada. ECV adalah kumpulan data yang berkontribusi terhadap karakterisasi iklim bumi dan mencakup variabel seperti ozon, es laut, biomassa di atas tanah, kelembapan tanah, dan warna laut. “Impiannya adalah kita memiliki produk (biologis) yang dihasilkan secara sistematis dengan cara yang sama seperti yang kita lakukan untuk variabel iklim,” kata Gaddis.
Ellis Soto dan rekannya juga yakin bahwa data sensor hewan berbasis darat dan udara sudah tersedia untuk menjadi standar dalam sistem Bumi dan pemantauan iklim. Puluhan ribu hewan telah dilacak, dan data, teknologi pelacakan, serta alat analisis menjadi lebih canggih. Yang tersisa hanyalah lebih banyak bukti konsep—lebih banyak contoh seperti merpati yang meningkatkan prakiraan kualitas udara—bahwa model cuaca dan iklim akan lebih baik jika menggunakan data dari hewan dibandingkan tanpa menggunakan data hewan. Menurut Ellis Soto: “Kita berada di era penggabungan sumber data.”
Gambar NASA Earth Observatory oleh Michala Garrison, menggunakan data Landsat dari US Geological Survey, dan data sensor gajah dari Thaker, M., dkk. (2019).
