Pemanasan Global Gagalkan Pembentukan Zaman Es Berikutnya

TEMUAN yang dipublikasikan dalam jurnal Science ini memberikan perspektif baru mengenai hubungan antara perubahan iklim dan siklus glasiasi Bumi. Para peneliti menemukan bukti bahwa proses pembentukan lapisan es yang menjadi bagian dari siklus alami iklim global kemungkinan telah dimulai jauh lebih awal daripada perkiraan sebelumnya.

Penelitian tersebut berfokus pada Barnes Ice Cap, sisa lapisan es raksasa Laurentide yang berada di Pulau Baffin, Nunavut, Kanada. Analisis terhadap tumbuhan purba yang terawetkan di bawah lapisan es menunjukkan bahwa kawasan tersebut sempat mengalami fase penyusutan sebelum akhirnya kembali membeku dan meluas.

Proses perluasan itu berlangsung selama sekitar satu milenium sebelum berbalik arah. Pada dekade 1960-an, suhu musim panas yang semakin tinggi menyebabkan jumlah es yang mencair melampaui akumulasi es selama musim dingin.

Nicolás Young, ahli geokimia dari Lamont-Doherty Earth Observatory di bawah Columbia Climate School, menyebut fenomena tersebut sebagai bukti kuat bahwa pemanasan global telah mengganggu mekanisme alami sistem iklim Bumi.

“Prosesnya baru saja dimulai. Semuanya berjalan normal, zaman es berikutnya seharusnya mulai terjadi, tetapi kemudian proses itu berhenti,” kata Young, dikutip dari Scitech Daily.

Menurut dia, perubahan tersebut memperlihatkan bagaimana peningkatan suhu global dapat mengganggu proses alam yang biasanya berlangsung dalam rentang waktu ribuan hingga puluhan ribu tahun.

Temuan ini sekaligus membuka kembali perdebatan mengenai kapan sebuah periode glasial sebenarnya dimulai dan seberapa besar pengaruh perubahan iklim modern terhadap siklus alami pembentukan lapisan es.

Lapisan Es Laurentide dan Warisan Zaman Es Terakhir

Untuk memahami fenomena tersebut, para peneliti menelusuri sejarah Lapisan Es Laurentide, salah satu massa es terbesar yang pernah terbentuk di belahan Bumi utara. Lapisan tersebut merupakan massa es kontinental yang menutupi sebagian besar wilayah Kanada dan Amerika Serikat bagian utara selama periode glasial terakhir.

Pembentukan Lapisan Es Laurentide dimulai sekitar 95.000 tahun lalu dan keberadaannya bertahan hingga sekitar 20.000 tahun lalu. Pada puncak perkembangannya, lapisan es tersebut membentang dari wilayah di atas Lingkar Arktik hingga Illinois, Amerika Serikat. Di sejumlah tempat, ketebalannya bahkan mencapai lebih dari 3,2 kilometer.

Besarnya massa es tersebut membuat Laurentide menjadi salah satu unsur penting dalam perubahan bentang alam Amerika Utara. Tekanan dan pergerakan es selama ribuan tahun membentuk berbagai karakteristik geologi, termasuk lembah, cekungan, dan bentang alam yang kemudian menjadi bagian dari sistem danau di kawasan tersebut.

Ketika suhu global mulai meningkat setelah puncak zaman es terakhir, Lapisan Es Laurentide mengalami penyusutan secara bertahap. Sebagian besar massa esnya akhirnya menghilang, menyisakan sejumlah bagian kecil yang bertahan di kawasan Arktik Kanada.

Salah satu peninggalan terakhirnya adalah Barnes Ice Cap, lapisan es yang berada di bagian tengah Pulau Baffin. Luas kawasan es itu kira-kira setara dengan negara bagian Delaware di Amerika Serikat. Keberadaan Barnes Ice Cap menjadi sangat penting karena memungkinkan para ilmuwan mempelajari perubahan Lapisan Es Laurentide dalam rentang waktu yang panjang.

“Orang-orang selalu mengatakan lapisan es itu telah menghilang, tetapi sebenarnya tidak demikian,” ujar Young.

Menurut tim peneliti, sisa lapisan es tersebut menyimpan informasi mengenai perubahan iklim yang terjadi setelah zaman es terakhir. Kondisinya juga memberikan kesempatan untuk mengetahui apakah lapisan es pernah mengalami penyusutan hingga mencapai ukuran yang lebih kecil sebelum kembali berkembang.

Pertanyaan tersebut penting karena siklus pembentukan dan penyusutan lapisan es merupakan bagian dari dinamika iklim Bumi. Lapisan es kontinental tidak terbentuk secara tiba-tiba, melainkan melalui proses akumulasi salju selama ribuan tahun ketika suhu lingkungan memungkinkan salju bertahan dan berubah menjadi es.

Tumbuhan Purba Menjadi Petunjuk Perubahan Iklim

Salah satu tantangan terbesar dalam penelitian sejarah gletser adalah menemukan bukti mengenai batas lapisan es pada masa lalu. Ketika gletser bergerak maju, massa es umumnya mengikis permukaan batuan dan tanah.

Pergerakan gletser tersebut dapat menghilangkan vegetasi, sedimen, maupun jejak lingkungan yang sebelumnya berada di kawasan tersebut. Akibatnya, peneliti sering kesulitan menentukan secara tepat kapan sebuah lapisan es mulai meluas atau mencapai batas tertentu.

Namun, Barnes Ice Cap memiliki karakteristik yang tidak biasa. Berbeda dengan kebanyakan gletser lain, lapisan es ini membeku langsung pada batuan dasar sehingga tidak meluncur di atas permukaan tanah.

Karakteristik tersebut memungkinkan tumbuhan yang tertutup ketika es meluas tetap terawetkan di bawah lapisan es. Vegetasi yang terkubur tidak mengalami pengikisan akibat pergerakan gletser seperti yang terjadi pada banyak kawasan glasial lainnya.

Ketika Barnes Ice Cap mengalami penyusutan, tumbuhan yang selama ribuan tahun tersembunyi di bawah es kembali tersingkap. Kondisi ini memberikan kesempatan bagi para ilmuwan untuk mengambil sampel material organik yang dapat digunakan sebagai penanda waktu perluasan lapisan es.

Tim peneliti menggunakan metode penanggalan radiokarbon atau karbon-14 untuk menentukan usia tumbuhan tersebut. Karbon-14 merupakan isotop radioaktif karbon yang terbentuk secara alami di atmosfer. Isotop ini masuk ke dalam rantai makanan dan diserap oleh organisme hidup, termasuk tumbuhan, melalui proses pertukaran karbon dengan lingkungan.

Selama tumbuhan masih hidup, kandungan karbon-14 di dalamnya terus diperbarui melalui proses metabolisme. Namun, setelah tumbuhan mati, proses penyerapan karbon berhenti dan kandungan karbon-14 yang tersisa mulai berkurang akibat peluruhan radioaktif.

Karena laju peluruhan karbon-14 dapat diketahui, ilmuwan dapat memperkirakan kapan organisme tersebut mati. Dalam konteks penelitian Barnes Ice Cap, usia tumbuhan yang ditemukan di bawah es memberikan petunjuk kapan kawasan tersebut mulai tertutup oleh perluasan lapisan es. Dengan mengambil sampel dari berbagai lokasi, peneliti dapat menyusun kronologi perubahan batas es dari waktu ke waktu.

“Jika pengukuran ini dilakukan berulang kali, kita dapat menyusun garis waktu pergerakan batas lapisan es yang secara sistematis meluas menutupi tumbuhan. Dengan demikian, kita benar-benar dapat melacak perkembangan lapisan es tersebut,” kata Young.

Mengapa Pembentukan Zaman Es Bisa Terhenti?

Zaman es atau periode glasial merupakan fase panjang dalam sejarah iklim Bumi ketika suhu global relatif lebih rendah dan lapisan es kontinental berkembang di wilayah yang luas. Fenomena ini berkaitan dengan sejumlah faktor alam, termasuk perubahan orbit Bumi, kemiringan sumbu rotasi, serta presesi atau perubahan arah orientasi sumbu rotasi Bumi.

Perubahan tersebut dikenal sebagai siklus Milankovitch. Siklus ini memengaruhi distribusi energi Matahari yang diterima Bumi, terutama pada musim panas di wilayah lintang tinggi belahan Bumi utara.

Salah satu kondisi yang mendukung pembentukan lapisan es adalah musim panas yang cukup sejuk sehingga salju yang turun selama musim dingin tidak mencair seluruhnya. Ketika salju terus bertahan, lapisannya semakin menebal dan mengalami pemadatan hingga berubah menjadi es. Dalam rentang waktu yang panjang, proses tersebut dapat menghasilkan lapisan es yang sangat luas.

Sebaliknya, ketika suhu musim panas meningkat, lebih banyak salju dan es yang mencair. Jika jumlah es yang hilang lebih besar daripada akumulasi selama musim dingin, lapisan es akan mengalami penyusutan.

Selain perubahan suhu, proses ini juga dipengaruhi oleh mekanisme umpan balik atau feedback iklim. Permukaan es memiliki kemampuan memantulkan radiasi Matahari yang lebih tinggi dibandingkan permukaan tanah atau laut yang gelap. Fenomena ini disebut albedo.

Para peneliti menilai peningkatan konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer menjadi faktor penting yang membedakan kondisi iklim saat ini dari siklus pendinginan alami pada masa lalu. hay