Sebuah studi baru yang diterbitkan di Geosains alam menunjukkan bahwa lapisan es Antartika mengalami perubahan dramatis sekitar satu juta tahun yang lalu, menjadi lebih sensitif terhadap perubahan iklim bumi.
Penelitian yang dipimpin oleh para ilmuwan di IBS Center for Climate Physics (ICCP) di Pusan National University di Korea Selatan ini menawarkan wawasan baru tentang bagaimana lapisan es yang sangat besar merespons perubahan iklim jangka panjang dan apa dampaknya terhadap kenaikan permukaan laut di masa depan.
Saat ini, Antartika memiliki massa es terbesar di dunia dan berperan penting dalam mengatur permukaan laut global. Sekitar satu juta tahun yang lalu, Bumi mengalami transisi iklim besar-besaran yang menyebabkan zaman es menjadi lebih panjang, lebih dingin, dan lebih intens. Para ilmuwan menyebut periode ini sebagai transisi Pleistosen Tengah. Meskipun para peneliti telah mengetahui perubahan ini selama beberapa dekade, bagaimana respons lapisan es Antartika masih belum jelas.
Simulasikan sejarah iklim selama 3 juta tahun
Salah satu kendala terbesarnya adalah kurangnya catatan iklim jangka panjang yang realistis, yang diperlukan untuk menguji bagaimana lapisan es berperilaku dalam kondisi kuno.
Untuk mengatasi masalah ini, tim menggunakan simulasi paleoklimat canggih yang baru-baru ini dikembangkan di ICCP yang merekonstruksi pola iklim global selama 3 juta tahun terakhir. Simulasi tersebut memberikan data suhu dan curah hujan secara rinci, yang kemudian dimasukkan oleh para peneliti ke dalam model lapisan es dan lapisan es di Penn State University.
Model ini melacak perubahan pergerakan lapisan es, ketebalan, suhu dan ketinggian di Antartika dan Belahan Bumi Utara. Ini juga mensimulasikan perilaku lapisan es terapung, termasuk yang ada di Laut Ross dan Weddell.
Dengan menggunakan salah satu superkomputer terkuat di Korea Selatan yang didedikasikan untuk penelitian ilmiah dasar, tim ini menghasilkan gambaran fisik yang koheren tentang evolusi lapisan es utama bumi seiring dengan perubahan kondisi iklim seiring waktu.
Es Antartika mencapai ambang kritis
Simulasi mengungkapkan bahwa Antartika memasuki perilaku yang sangat berbeda setelah transisi Pleistosen Tengah.
Para peneliti mengidentifikasi ambang batas utama karbon dioksida di atmosfer adalah sekitar 240 bagian per juta. Ketika tingkat CO2 turun di bawah titik ini, volume es Antartika mulai merespons perubahan suhu atmosfer dan lautan secara lebih dramatis.
“Setelah transisi ini, lapisan es Antartika merespons jauh lebih kuat terhadap perubahan yang disebabkan oleh iklim. Hal ini menunjukkan bahwa sistem tersebut tidak berkembang secara bertahap namun menjadi lebih responsif setelah melewati ambang batas tertentu dalam sistem iklim,” kata Dr. Kyung-Sook Yun, peneliti di Pusat Fisika Iklim IBS dan penulis utama studi tersebut.
Mengapa es di Antartika mengembang begitu cepat
Berdasarkan simulasi, beberapa proses membantu mempercepat pertumbuhan es Antartika setelah transisi iklim sekitar satu juta tahun lalu.
Pertama, suhu laut yang lebih dingin selama periode glasial mengurangi pencairan bagian bawah lapisan es Antartika yang berada di bawah permukaan laut. Pada saat yang sama, permukaan air laut global lebih rendah sekitar 50 hingga 100 meter dibandingkan saat ini. Turunnya permukaan air laut telah mengurangi tekanan pada batuan dasar di bawah lapisan es Antartika, sehingga daratan di bawahnya perlahan-lahan naik ke atas. Pengangkatan ini berkontribusi pada penebalan es pesisir lebih lanjut.
Bersama-sama, mekanisme ini membantu menciptakan lapisan es Antartika yang lebih besar dan lebih persisten yang kemudian menentukan siklus zaman es di Bumi.
“Hasil kami menunjukkan bahwa lapisan es Antartika lebih sensitif terhadap kekuatan eksternal dibandingkan perkiraan sebelumnya. Hal ini juga menimbulkan pertanyaan penting tentang respons masa depan terhadap pemanasan global,” kata Profesor Axel Timmermann, direktur Pusat Fisika Iklim IBS dan salah satu penulis studi tersebut.
Apa arti hasilnya bagi masa depan
Studi ini menyoroti bahwa lapisan es tidak selalu merespons perubahan iklim dengan lambat dan dapat diprediksi. Sebaliknya, iklim dapat tiba-tiba berubah menjadi lebih sensitif setelah melewati ambang batas iklim kritis.
Para ilmuwan mengatakan memahami transisi mendadak ini adalah kunci untuk memperbaiki proyeksi masa depan mengenai hilangnya es Antartika dan kenaikan permukaan laut global.
