The Dust Bowl pada tahun 1930-an adalah salah satu bencana alam yang paling buruk pada abad ke-20. Ribut debu sengit tanpa henti menumbuk Great Plains selatan Amerika Syarikat, menyebabkan kerosakan ekologi yang teruk, memaksa 2.5 juta orang meninggalkan rantau ini dan menuntut kehidupan yang tidak banyak, terutamanya dari "pneumonia debu."
Penyelidikan telah menunjukkan bahawa bencana ini didorong oleh gabungan kekeringan teruk dan tanah yang terlalu banyak ditanam. Hari ini, perubahan iklim yang didorong oleh tindakan manusia meningkatkan kemuncak kemarau di beberapa kawasan di seluruh dunia.
Sebagai penyelidik yang bekerja di persimpangan kesihatan alam sekitar, pencemaran udara dan perubahan iklim, kami ingin tahu bagaimana peningkatan keadaan kemarau dan pertumbuhan penduduk di Barat Daya AS boleh menjejaskan tahap debu udara dan kesihatan awam.
Dalam kajian yang baru-baru ini diterbitkan, kami menganggarkan bahawa jika dunia berada pada laluan pelepasan gas rumah kaca semasa, peningkatan kadar debu halus dapat meningkatkan kematian pramatang sebanyak 130 peratus dan hospitalisasi tiga kali ganda akibat pendedahan debu halus di rantau ini.
**********
Sekiranya pelepasan gas rumah hijau global tidak dikurangkan dengan ketara, saintis memproyeksikan bahawa Southwest Amerika Syarikat - sudah menjadi kawasan terpanas dan paling kering di negara ini - akan mengalami "mega-kemarau" dalam dekad yang akan datang.
Kini difahamkan bahawa pendedahan jangka pendek dan jangka panjang kepada zarah-zarah udara, termasuk debu, menimbulkan risiko kesihatan utama. Kesannya berkisar dari kemasukan hospital yang meningkat kepada risiko kematian yang lebih awal, terutamanya disebabkan oleh penyakit kardiovaskular dan pernafasan.
Dalam kajian kami, "habuk" merujuk kepada zarah udara yang berasal dari tanah yang dihasilkan oleh hakisan angin atau aktiviti manusia, seperti operasi pertanian atau perjalanan di jalan tidak berturap. Mana-mana zarah tanah yang lebih kecil daripada 0.05 milimeter - kira-kira lebar rambut manusia - boleh diterbangkan ke udara. Kami memberi tumpuan kepada zarah-zarah yang lebih kecil daripada 0.0025 milimeter (2.5 mikron), yang secara kolektif dikenali sebagai bahan halus "halus" (PM). Zarah kecil ini tinggal di udara lebih lama dan menyebabkan kemudaratan terbesar kepada kesihatan manusia, kerana mereka dapat menembusi jauh ke dalam paru-paru.
Kajian dekad epidemiologi telah menubuhkan hubungan antara pendedahan dengan PM dan kesan kesihatan yang buruk. Walaupun lebih banyak penyelidikan diperlukan untuk membezakan antara potensi dan kesan pelbagai bahan yang membentuk PM yang baik, yang juga termasuk pelepasan dari pembakaran bahan bakar fosil dan sumber perindustrian lain, bukti menunjukkan bahawa habuk adalah penyumbang penting.
Sebagai contoh, silika, yang membentuk sekitar 60 peratus debu padang pasir windblown, diketahui menyebabkan keradangan paru-paru kronik, kanser paru-paru dan penyakit autoimun. Debu juga boleh mengangkut patogen bawaan tanah dan bahan cemar toksik di kawasan yang luas. Di Barat Daya Amerika Syarikat, episod habuk telah dikaitkan dengan wabak demam lembah dan keracunan arsenik.
Partikel halus jauh lebih kecil daripada rambut manusia. (USEPA) **********
Amerika Syarikat barat daya, yang kebanyakannya terdiri daripada padang pasir dan tanah kering, mempunyai tahap debu udara tertinggi di negara ini. Persoalan pertama yang kita disiasat ialah bagaimana keadaan kemarau yang berlaku dalam sistem hidrologi yang berbeza, seperti tanah permukaan, kawasan pelepasan sungai dan penyimpanan air bawah tanah, telah mempengaruhi tahap debu halus udara pada tahun-tahun kebelakangan ini.
Dengan menganalisis data yang dikumpul di antara 2000-2015 hingga 35 tapak pengawasan di Arizona, Colorado, New Mexico dan Utah, kami mendapati bahawa perubahan tahun demi tahun dalam tahap debu halus yang diperhatikan di setiap tapak pengawasan cenderung berlaku selari. Corak ini menunjukkan bahawa ada satu atau lebih punca perubahan besar-besaran dalam tahap debu halus.
Sesungguhnya, kami mendapati bahawa perubahan ini berkorelasi dengan keadaan kelembapan tanah di barat daya Amerika Utara. Tahun-tahun yang mempunyai tahap debu halus lebih tinggi daripada biasa juga ditandai dengan kelembapan tanah yang kering daripada biasa di kawasan yang merangkumi padang pasir Chihuahuan, Mojave dan Sonoran, Great Plains selatan dan Dataran Tinggi Colorado.
Kajian telah menunjukkan bahawa pelepasan habuk di kawasan-kawasan ini terutamanya berasal dari kawasan padang pasir, tempat tidur tasik kering, kawasan yang terbakar sebelum ini dan tanah yang terganggu oleh aktiviti pertanian dan pembangunan bahan bakar fosil. Penemuan kami selaras dengan kajian lapangan sebelumnya yang menunjukkan kelembapan tanah dapat mengendalikan pelepasan habuk dengan memodulasi penutupan tumbuhan dan kestabilan tanah.
Pada awal Jun 2018, kemarau menjejaskan 27 peratus daripada 48 negeri yang lebih rendah. (NIDIS) **********
Dalam langkah seterusnya, kami mengukur potensi perubahan masa depan dalam tahap debu dan kesan kesihatan awam yang berkaitan di bawah dua senario perubahan iklim yang berbeza yang digunakan dalam Laporan Penilaian Kelima Panel Antara Kerajaan mengenai Perubahan Iklim. Senario yang disebut "kes terburuk" dalam laporan itu dicirikan oleh pelepasan gas rumah hijau yang tidak bertambah dari masa ke masa. Dalam senario "terbaik", potongan dramatik dalam pelepasan diperlukan untuk memegang pemanasan global di bawah dua darjah Celsius.
Pertama, kami menggunakan unjuran suhu dan hujan untuk tahun-tahun 2076-2095 dari ensemble 22 model iklim bersama-sama dengan hubungan kelembapan tanah debu kita yang diperolehi untuk mengukur perubahan masa depan dalam habuk akibat perubahan keadaan kemarau di bawah kedua-dua senario iklim. Oleh kerana terdapat variasi di antara unjuran model iklim, dengan menggunakan kumpulan besar mereka, kami dapat mengukur keteguhan hasil.
Kami kemudiannya menganggarkan kesan kesihatan awam yang terhasil dengan memohon hubungan yang diambil dari kajian yang mengukur peningkatan risiko kematian awal dan hospitalisasi di kalangan penduduk AS akibat pendedahan kepada PM. Dalam pengiraan ini, kami juga mengambil kira unjuran pertumbuhan penduduk untuk Barat Daya dan perubahan kerentanan kepada penyakit.
Pada 31 Mac, 2017, tebal tebal tebal menjangkau beratus-ratus kilometer dari utara Mexico ke Texas dan New Mexico. Sumbernya kebanyakannya menjadi tanah pertanian berhampiran bandar Mexico Janos. (Balai Cerap Bumi NASA) Di bawah senario terburuk - jalan yang sedang kita lalui - paras debu halus di Barat Daya boleh meningkat sebanyak 30 peratus menjelang akhir abad ini berbanding dengan nilai masa kini. Ini akan menyebabkan kenaikan 130 peratus kematian awal dan peningkatan 300 peratus kemasukan hospital yang boleh dikaitkan dengan pendedahan debu halus.
Walaupun di bawah senario pengurangan iklim kes terbaik, kami memproyeksikan bahawa tahap debu yang baik di rantau ini boleh meningkat sebanyak 10 peratus. Kenaikan ini akan meningkatkan kematian awal dan kemasukan hospital disebabkan oleh pendedahan debu sebanyak 20 peratus dan 60 peratus masing-masing, berbanding dengan nilai masa kini.
Perlu diperhatikan di sini bahawa kita hanya melihat kesan terpencil keadaan kemarau masa depan. Perubahan dalam faktor lain, seperti kelajuan angin dan penggunaan tanah manusia, boleh meningkatkan atau melemahkan keputusan kami.
**********
Penyelidik lain mendapati hasil yang serupa dengan kajian kami di bahagian lain di dunia. Sebagai contoh, para penyelidik telah menunjukkan bahawa kejadian ribut debu di China dan Arab Saudi dimodulasi oleh hujan atau kelembapan tanah di kawasan sekitar, termasuk padang pasir terpencil dan tanah kering.
Hari ini, tanah kering mengumpul 41 peratus daripada jumlah keseluruhan tanah di dunia dan adalah rumah kepada kira-kira 2.1 bilion orang. Mengenai lintasan pelepasan gas rumah kaca semasa dunia, kemarau akan meningkat dan tanah kering akan berkembang di beberapa bahagian di Amerika Selatan, Afrika, Australia dan Mediterranean. Penemuan kami menonjolkan potensi perubahan iklim untuk memburukkan masalah kualiti udara di kawasan-kawasan gersang yang banyak penduduk di seluruh dunia - salah satu daripada banyak ancaman yang ditimbulkan oleh perubahan iklim kepada kesihatan manusia dan kesejahteraan.
Artikel ini pada asalnya diterbitkan di The Conversation.
Ployun Pearson Achakulwisut, Penyelidik Pasca-Doktor Falsafah, George Washington University
Loretta Mickley, Felo Penyelidik Kanan dalam Interaksi Kimia-Iklim, Universiti Harvard
Susan Anenberg, Profesor Madya Kesihatan Persekitaran dan Pekerjaan dan Kesihatan Global, George Washington University
