Ketika masyarakat menyaksikan Lusamereka melihat versi fiksi dari keruntuhan iklim yang tiba-tiba dan dramatis. Meski film tersebut membesar-besarkan kecepatan kejadian ini, para ilmuwan mengetahui bahwa iklim bumi bisa berubah secara tiba-tiba. Selama zaman es terakhir, suhu di Greenland naik hingga 16°C hanya dalam beberapa dekade. Gelombang besar gunung es juga berulang kali mengganggu sirkulasi di Atlantik Utara dalam peristiwa yang dikenal sebagai peristiwa Dansgaard-Oeschger dan Heinrich.
Perubahan mendadak seperti ini, yang disebut peristiwa iklim skala milenial, mengungkapkan bahwa sistem iklim bumi dapat mengatur ulang dirinya jauh lebih cepat dibandingkan dengan perubahan yang lambat pada orbit bumi saja.
Selama bertahun-tahun, para peneliti percaya bahwa perubahan iklim yang cepat ini terutama terkait dengan pertumbuhan dan runtuhnya lapisan es yang besar. Hal ini meninggalkan misteri besar yang belum terpecahkan. Bagaimana perubahan iklim yang begitu cepat bisa terjadi selama periode rumah kaca dalam sejarah bumi, ketika lapisan es hampir tidak ada?
Sebuah studi internasional baru kini dapat memberikan jawabannya.
Para ilmuwan menghubungkan osilasi orbital dengan perubahan iklim yang cepat
Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Profesor Chengshan Wang dari China University of Geosciences (Beijing), bekerja sama dengan ilmuwan dari Belgia, Austria dan Tiongkok, menemukan bahwa perubahan lambat pada orbit bumi mungkin telah memicu fluktuasi iklim yang tiba-tiba, bahkan di iklim rumah kaca tanpa es. Temuan mereka dipublikasikan di Komunikasi alami.
Para peneliti menganalisis inti sedimen dari Cekungan Songliao Tiongkok, yang diendapkan sekitar 83 juta tahun yang lalu pada masa Kapur Akhir. Saat itu, bumi berada dalam keadaan rumah kaca dengan kandungan CO di atmosfer yang sangat tinggi.2 tingkat dan hampir tidak ada lapisan es di kutub.
Inti sedimen berasal dari Proyek Pengeboran Ilmiah Kontinental Kapur, sebuah upaya pengeboran internasional yang diluncurkan pada tahun 2006 oleh Profesor Wang.
Bagaimana siklus presesi bumi mempengaruhi iklim
Bumi tidak berotasi secara sempurna dan teratur. Sumbunya perlahan bergetar seiring waktu seperti gasing, suatu gerakan yang dikenal sebagai presesi aksial. Osilasi penuh membutuhkan waktu sekitar 26.000 tahun.
Saat osilasi ini berinteraksi dengan perubahan bertahap pada orbit elips Bumi, hal ini menciptakan dua siklus presesi iklim besar yang berlangsung sekitar 19.000 dan 23.000 tahun. Siklus ini mempengaruhi distribusi sinar matahari antara belahan bumi utara dan selatan selama musim yang berbeda, menjadikannya faktor penting dalam pola iklim jangka panjang.
Dampaknya menjadi sangat signifikan di wilayah tropis. Karena sumbu bumi relatif miring terhadap orbitnya, wilayah di luar daerah tropis mengalami puncak radiasi matahari tahunan menjelang titik balik matahari musim panas. Daerah tropis berperilaku berbeda. Mereka menerima dua puncak radiasi matahari tahunan di dekat ekuinoks dan dua minimum tahunan di dekat titik balik matahari.
Pola unik sinar matahari tropis ini menciptakan empat puncak kontras matahari musiman setiap tahunnya. Seiring waktu, tren ini menghasilkan siklus iklim seperempat presesi yang berlangsung sekitar 5.000 tahun.
Bukti Zaman Dinosaurus
Tim menemukan bukti kuat mengenai siklus ini dalam catatan sedimen kuno.
Dengan menggunakan data geokimia, analisis mineral, dan simulasi bioturbasi, para peneliti menemukan siklus iklim basah dan kering yang berulang selama Zaman Kapur Akhir. Perubahan ini terjadi dengan kecepatan tetap selama kurang lebih 4.000 hingga 5.000 tahun. Kekuatan osilasi ini juga bervariasi dengan siklus orbit yang lebih panjang yaitu 100.000 tahun terkait dengan perubahan eksentrisitas orbit Bumi.
Hasilnya sangat sesuai dengan prediksi teoretis tentang bagaimana seharusnya radiasi matahari tropis merespons geometri orbit bumi.
Menurut para peneliti, hal ini menunjukkan bahwa perubahan sinar matahari khatulistiwa saja mampu menyebabkan fluktuasi iklim yang besar. Analisis spektral mereka juga menunjukkan bahwa siklus 5.000 tahun ini dapat memicu osilasi iklim yang lebih cepat, yang berlangsung antara 1.800 dan 4.000 tahun, melalui interaksi iklim non-linier.
Secara keseluruhan, semua bukti menunjukkan bahwa iklim bumi selama periode rumah kaca Kapur Akhir jauh dari stabil. Sebaliknya, ia berulang kali berpindah antara kondisi basah dan kering di bawah pengaruh gaya orbital yang terkait dengan siklus presesi.
Dampaknya bagi masa depan Bumi
“Pada akhir Zaman Kapur, CO di atmosfer2 tingkatnya mencapai sekitar 1.000 bagian per juta, yang sebanding dengan proyeksi pada akhir abad ini,” kata Profesor Michael Wagreich, ahli paleoklimatologi di Universitas Wina. “Hal ini menjadikan iklim rumah kaca Kapur sebagai analogi yang signifikan untuk memahami masa depan bumi.”
“Karena konfigurasi orbit bumi akan tetap stabil selama miliaran tahun, hubungan erat yang kami identifikasi antara presesi astronomi dan siklus iklim skala milenial menyiratkan bahwa osilasi iklim frekuensi tinggi, seperti yang diamati pada Zaman Kapur, juga dapat terjadi di masa depan yang lebih hangat – berpotensi lebih dapat diprediksi daripada yang diperkirakan sebelumnya,” penulis pertama studi tersebut, Zhifeng Zhang menyimpulkan.
Pekerjaan ini didukung oleh Penyelidikan Bumi Dalam dan Eksplorasi Sumber Daya Mineral — Proyek Besar Sains dan Teknologi Nasional Tiongkok (No. 2024ZD1001105), Yayasan Ilmu Pengetahuan Alam Nasional Tiongkok (No. 42272134 hingga YH, 42488201 hingga CW, 42502020 hingga ZZ, 42172137 hingga CM), Program Penelitian dan Pengembangan Kunci Nasional Tiongkok (No. 2023YFF0804000 hingga CM), Dana Tim Bakat Sains dan Teknologi “Bumi Digital Dalam Waktu” untuk Universitas Pusat untuk Frontiers Pusat Sains untuk Bumi Digital Dalam Waktu, Universitas Geosains Tiongkok (Beijing) (Dana Penelitian Dasar untuk Universitas Pusat) (No. 2652023001 hingga CW) dan Program Beasiswa Postdoctoral CPSF (No. 2652023001 hingga CW). GZC20241605 hingga ZZ). QY adalah peneliti asosiasi senior di Fonds de la Recherche Scientifique-FNRS (FRS-FNRS) dan mengakui dukungan hibah FRS-FNRS no. T.0246.23. ZZ mengucapkan terima kasih atas beasiswa dari China Postdoctoral Science Foundation (No. 2025M770431). ACDS berterima kasih atas dukungan FNRS WarmAnoxia (hibah T.0037.22).
