Sebuah studi baru menunjukkan bahwa volume rak es Antartika tidak hanya turun, tetapi kerugian telah meningkat selama dekade terakhir.
Brunt Ice Shelf Antartika difoto pada Oktober 2011 dari pesawat riset DC-8 NASA selama penerbangan Operation IceBridge. Michael Studinger / NASA
Oleh Laurence Padman, Penelitian Bumi dan Luar Angkasa; Fernando Paolo, Universitas California, San Diego, dan Helen Amanda Fricker, Universitas California, San Diego
Tanyakan kepada orang-orang apa yang mereka ketahui tentang Antartika dan mereka biasanya menyebutkan dingin, salju, dan es. Faktanya, ada begitu banyak es di Antartika sehingga jika semuanya mencair ke lautan, rata-rata permukaan laut di seluruh dunia akan naik sekitar 200 kaki, kira-kira setinggi bangunan 20 lantai.
Bisakah ini terjadi? Ada bukti bahwa pada berbagai waktu di masa lalu ada jauh lebih sedikit es di Antartika daripada yang ada sekarang. Misalnya, selama periode hangat yang diperpanjang yang disebut interglacial Eemian sekitar 100.000 tahun yang lalu, Antartika mungkin kehilangan es yang cukup untuk menaikkan permukaan laut beberapa meter.
Para ilmuwan berpikir bahwa suhu rata-rata global saat itu hanya sekitar dua derajat Fahrenheit lebih hangat daripada hari ini. Dengan asumsi kita terus membakar bahan bakar fosil dan menambahkan gas rumah kaca ke atmosfer, suhu global diperkirakan akan naik setidaknya dua derajat Fahrenheit pada tahun 2100. Apa yang akan terjadi pada lapisan es Antartika? Bahkan satu meter kenaikan permukaan laut di seluruh dunia - yaitu, meleleh hanya seperlima dari lapisan es - akan menyebabkan perpindahan besar-besaran populasi pantai dan membutuhkan investasi besar untuk melindungi atau merelokasi kota, pelabuhan, dan infrastruktur pesisir lainnya.
Es yang meninggalkan Antartika memasuki lautan melalui rak-rak es, yang merupakan tepi mengambang dari lapisan es. Kami berharap bahwa setiap perubahan pada lapisan es yang disebabkan oleh perubahan di lautan akan terasa pertama oleh rak es. Menggunakan data satelit, kami menganalisis bagaimana rak es Antartika telah berubah selama hampir dua dekade. Makalah kami yang diterbitkan di Science menunjukkan bahwa volume rak es tidak hanya turun, tetapi kerugian telah meningkat selama dekade terakhir, hasil yang memberikan wawasan tentang bagaimana iklim masa depan kita akan mempengaruhi lapisan es dan permukaan laut.
Gabus dalam botol sampanye
Hubungan antara perubahan suhu global dan hilangnya es dari lapisan es Antartika tidak langsung. Dengan sendirinya, suhu udara memiliki pengaruh yang cukup kecil pada lapisan es, karena sebagian besar sudah jauh di bawah titik beku.
Ternyata, untuk memahami hilangnya es, kita perlu tahu tentang perubahan angin, salju turun, suhu dan arus lautan, es laut, dan geologi di bawah lapisan es. Kami belum memiliki informasi yang cukup tentang semua ini untuk membangun model yang dapat diandalkan untuk memprediksi respons lapisan es terhadap perubahan iklim.
Kita tahu bahwa satu kontrol penting pada hilangnya es dari Antartika adalah apa yang terjadi di mana lapisan es bertemu lautan. Lapisan Es Antartika memperoleh es karena salju. Lapisan es menyebar di bawah beratnya sendiri membentuk gletser dan aliran es yang mengalir perlahan menurun menuju laut. Begitu mereka mengangkat landasan dan mulai mengapung, mereka menjadi rak es. Agar tetap seimbang, rak es harus menumpahkan es yang mereka dapatkan dari aliran gletser dan hujan salju setempat. Potongan-potongan putus untuk membentuk gunung es dan es juga hilang dari dasar dengan mencairnya air laut yang hangat mengalir di bawahnya.
Diagram skematis dari lapisan es Antartika menunjukkan proses yang menyebabkan perubahan volume yang diukur oleh satelit. Es ditambahkan ke rak es oleh gletser yang mengalir dari benua dan oleh salju yang menekan untuk membentuk es. Es hilang ketika gunung es menghancurkan bagian depan es, dan dengan meleburnya di beberapa daerah ketika air hangat mengalir ke rongga lautan di bawah lapisan es. Di bawah beberapa rak es, air meleleh yang dingin dan segar naik ke titik di mana ia kembali ke rak es. Lihat lebih besar | Kredit gambar: Helen Amanda Fricker, Profesor, Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
Rak es bertindak sedikit seperti gabus dalam botol sampanye, memperlambat gletser yang mengalir dari tanah ke dalamnya; para ilmuwan menyebut ini sebagai efek penopang. Pengamatan terbaru menunjukkan bahwa ketika es menipis atau runtuh, gletser mengalir dari daratan ke lautan mempercepat, yang berkontribusi terhadap kenaikan permukaan laut. Jadi memahami apa yang membuat rak es berubah ukuran adalah pertanyaan ilmiah yang penting.
Membangun peta rak es
Langkah pertama untuk memahami rak es adalah menentukan seberapa banyak dan seberapa cepat mereka telah berubah di masa lalu. Dalam makalah kami, kami menunjukkan peta terperinci dari perubahan di rak es di seluruh Antartika berdasarkan 18 tahun dari 1994 hingga 2012. Data tersebut berasal dari pengukuran kontinu ketinggian permukaan yang dikumpulkan oleh tiga satelit altimeter radar Badan Antariksa Eropa. Dengan membandingkan ketinggian permukaan pada titik yang sama di lapisan es pada waktu yang berbeda, kita dapat membuat catatan perubahan ketinggian es. Kita kemudian dapat mengubahnya menjadi perubahan ketebalan menggunakan kerapatan es dan fakta bahwa rak es mengapung.
Studi sebelumnya tentang perubahan ketebalan dan volume lapisan es telah memberikan rata-rata untuk masing-masing rak es atau mendekati perubahan waktu karena garis lurus cocok untuk periode yang pendek. Sebaliknya, studi baru kami menyajikan peta resolusi tinggi (sekitar 30 km kali 30 km) perubahan ketebalan pada langkah waktu tiga bulan untuk periode 18 tahun. Kumpulan data ini memungkinkan kita untuk melihat bagaimana laju penipisan bervariasi antara berbagai bagian dari lapisan es yang sama, dan antara tahun yang berbeda.
Peta ini menunjukkan delapan belas tahun perubahan dalam ketebalan dan volume rak es Antartika. Tingkat perubahan ketebalan (meter / dekade) diberi kode warna dari -25 (penipisan) hingga +10 (penebalan). Lingkaran mewakili persentase ketebalan yang hilang (merah) atau diperoleh (biru) dalam 18 tahun. Lingkaran pusat membatasi area yang tidak disurvei oleh satelit (selatan 81,5ºS). Data asli diinterpolasi untuk keperluan pemetaan. Kredit gambar: Scripps Institution of Oceanography, UC San Diego
Kami menemukan bahwa, jika tren terbaru terus berlanjut, beberapa rak es akan menipis secara dramatis dalam beberapa abad, mengurangi kemampuan mereka untuk menopang lapisan es. Rak es lainnya mendapatkan es, sehingga bisa memperlambat hilangnya es dari tanah.
Ketika kami meringkas kerugian di sekitar Antartika, kami menemukan bahwa perubahan volume semua rak es hampir nol pada dekade pertama dari catatan kami (1994-2003) tetapi, rata-rata, lebih dari 300 kilometer kubik per tahun hilang antara tahun 2003 dan 2012.
Pola percepatan hilangnya es bervariasi antar wilayah. Selama paruh pertama catatan, kehilangan es dari Antartika Barat hampir diimbangi dengan kenaikan di Antartika Timur. Setelah sekitar 2003, volume lapisan es Antartika Timur stabil, dan kerugian Antartika Barat sedikit meningkat.
Perubahan faktor iklim seperti hujan salju, kecepatan angin dan sirkulasi lautan akan menyebabkan pola perubahan ketebalan lapisan es yang berbeda dalam waktu dan ruang. Kita dapat membandingkan “jari-jari” faktor-faktor ini dengan peta baru kita yang jauh lebih jelas untuk mengidentifikasi penyebab utama, yang mungkin berbeda di berbagai wilayah di sekitar Antartika.
Kumpulan data 18 tahun kami telah menunjukkan nilai pengamatan yang panjang dan berkesinambungan dari rak es, menunjukkan bahwa catatan yang lebih pendek tidak dapat menangkap variabilitas yang sebenarnya. Kami berharap bahwa hasil kami akan mengilhami cara berpikir baru tentang bagaimana lautan dan atmosfer dapat memengaruhi rak es dan, melalui mereka, hilangnya es dari Antartika.
Artikel ini awalnya diterbitkan di The Conversation.
Baca artikel aslinya.