Sampai sekarang, penelitian tentang iklim Bumi telah mendokumentasikan korelasi kuat antara iklim global dan karbon dioksida atmosfer; yaitu, selama periode hangat, konsentrasi tinggi CO2 bertahan, sementara waktu yang lebih dingin berhubungan dengan tingkat yang relatif rendah.
Fitoplankton Emiliania huxleyi menawarkan petunjuk baru tentang masa lalu iklim, sekarang dan masa depan. Kredit Gambar: Wikimedia Commons
Namun, dalam jurnal Nature edisi minggu ini, para peneliti paleoclimate mengungkapkan bahwa sekitar 12-5 juta tahun yang lalu iklim dipisahkan dari konsentrasi karbon dioksida atmosfer. Bukti baru ini berasal dari inti sedimen laut dalam yang berasal dari periode Miosen akhir dari sejarah Bumi.
Selama waktu itu, suhu di petak luas Pasifik Utara adalah 9-14 derajat Fahrenheit lebih hangat daripada hari ini, sementara konsentrasi karbon dioksida atmosfer tetap rendah-dekat nilai sebelum Revolusi Industri.
Penelitian menunjukkan bahwa, dalam lima juta tahun terakhir, perubahan sirkulasi laut memungkinkan iklim Bumi menjadi lebih dekat dengan perubahan konsentrasi karbon dioksida di atmosfer.
Temuan ini juga menunjukkan bahwa iklim zaman modern lebih siap merespons perubahan tingkat karbon dioksida daripada selama 12 juta tahun terakhir.
"Pekerjaan ini merupakan kemajuan penting dalam memahami bagaimana iklim masa lalu Bumi dapat digunakan untuk memprediksi tren iklim masa depan," kata Jamie Allan, direktur program di Divisi Ilmu Kelautan National Science Foundation (NSF), yang mendanai penelitian ini.
Tim peneliti, yang dipimpin oleh Jonathan LaRiviere dan Christina Ravelo dari University of California di Santa Cruz (UCSC), menghasilkan rekonstruksi terus menerus pertama suhu lautan Pasifik terbuka selama zaman Miosen akhir.
Itu adalah masa kondisi yang hampir tanpa es di belahan bumi utara dan kondisi yang lebih hangat daripada modern di seluruh benua.
Sampel inti dikumpulkan di lokasi-lokasi yang dicatat di Samudra Pasifik Utara. Kredit Gambar: Jonathan LaRiviere / Ocean Data View
Penelitian ini mengandalkan bukti iklim kuno yang tersimpan dalam kerangka plankton mikroskopis - yang disebut mikrofosil - yang lama tenggelam ke dasar laut dan akhirnya terkubur di bawahnya dalam sedimen.
Sampel dari sedimen tersebut baru-baru ini dibawa ke permukaan dalam inti yang dibor ke dasar laut. Inti diambil oleh para ilmuwan kelautan yang bekerja di atas kapal JOIDES Resolution.
Para mikrofosil, para ilmuwan menemukan, mengandung petunjuk ke masa ketika sistem iklim Bumi berfungsi jauh berbeda dari yang ada saat ini.
"Ini adalah penemuan yang mengejutkan, mengingat pemahaman kami bahwa iklim dan karbon dioksida sangat saling terkait," kata LaRiviere.
“Di Miosen akhir, pasti ada cara lain agar dunia menjadi hangat. Satu kemungkinan adalah bahwa pola berskala besar dalam sirkulasi laut, yang ditentukan oleh bentuk yang sangat berbeda dari dasar samudra pada saat itu, memungkinkan suhu hangat tetap ada meskipun tingkat karbon dioksida yang rendah. ”
Samudra Pasifik di Miosen akhir sangat hangat, dan termoklin, batas yang memisahkan air permukaan yang lebih hangat dari air di bawahnya yang lebih dingin, jauh lebih dalam daripada saat ini.
Para ilmuwan berpendapat bahwa termoklin dalam ini menghasilkan distribusi uap air dan awan atmosfer yang dapat mempertahankan iklim global yang hangat.
"Hasilnya menjelaskan paradoks yang tampak dari dunia gas Miocene yang hangat - tetapi rendah -," kata Candace Major, direktur program di Divisi Ilmu Kelautan NSF.
Beberapa perbedaan utama di saluran air dunia dapat berkontribusi pada termoklin dalam dan suhu hangat Miosen akhir.
Misalnya, Seaway Amerika Tengah tetap terbuka, Seaway Indonesia jauh lebih luas dari sekarang, dan Selat Bering ditutup.
Perbedaan-perbedaan dalam batas-batas lautan terbesar di dunia, Pasifik, akan menghasilkan pola sirkulasi yang sangat berbeda dari yang diamati hari ini.
Pada permulaan zaman Pliosen, sekitar lima juta tahun yang lalu, saluran air dan benua di dunia telah bergeser secara kasar ke posisi yang mereka tempati sekarang.
Itu juga bertepatan dengan penurunan suhu global rata-rata, shoaling dari termoklin, dan munculnya lapisan es besar di Belahan Utara - singkatnya, iklim yang diketahui manusia sepanjang sejarah.
“Studi ini menyoroti pentingnya sirkulasi laut dalam menentukan kondisi iklim,” kata Ravelo. "Ini memberi tahu kita bahwa sistem iklim Bumi telah berevolusi, dan sensitivitas iklim mungkin ada pada titik tertinggi sepanjang masa."
Diterbitkan ulang dengan izin dari National Science Foundation.