Apakah Runtuhnya Lapisan Es Tidak Dapat Dihindari? Apa yang Diungkapkan Es Purba Tentang Masa Depan Kita
Penelitian baru yang dilakukan oleh Mann Research Group mengungkapkan bahwa pergeseran siklus glasial pada Transisi Pertengahan Pleistosen dipengaruhi oleh peristiwa iklim historis dan faktor lingkungan saat ini, yang menawarkan wawasan baru untuk strategi mitigasi iklim yang potensial. Kredit: SciTechDaily.com
Para ilmuwan dari Mann Research Group menggerakkan model iklim maju dan mundur dalam waktu dan menemukan ketergantungan jalur yang signifikan dalam perkembangan glasiasi Plio-Pleistosen.
Komunitas pemodelan iklim khususnya merasa terganggu dengan siklus glasial dan interglasial selama tiga juta tahun terakhir, saat Belahan Bumi Utara berganti-ganti antara periode dengan dan tanpa lapisan es yang luas.
Dari sekitar 1,25 juta hingga 750.000 tahun yang lalu—pada zaman Pleistosen—terjadi perubahan siklus glasial yang disebut Transisi Pertengahan Pleistosen (MPT). Selama masa ini, siklus glasial/interglasial bergeser dari yang terjadi setiap 41.000 tahun menjadi setiap 100.000 tahun, dengan peningkatan amplitudo dan asimetri siklus. Para ilmuwan berupaya memahami Mengapa Perubahan-perubahan ini terjadi, dengan mempertimbangkan bahwa pemaksaan insolasi—variasi energi yang diterima Bumi dari matahari—tidak dengan sendirinya menjelaskan perubahan tersebut.
Ketergantungan Jalur dalam Evolusi Glasial
Kini, para ilmuwan dari Mann Research Group di School of Arts & Sciences di University of Pennsylvania dan Potsdam Institute for Climate Impact Research telah menemukan ketergantungan jalur yang kuat, yang juga dikenal sebagai perilaku histeresis, dalam evolusi glasiasi Plio-Pleistosen. Ini berarti evolusi glasiasi bukan hanya fungsi dari faktor-faktor seperti kadar karbon dioksida dan keluaran matahari, tetapi juga dibatasi oleh peristiwa-peristiwa sebelumnya.
Mereka menunjukkan bahwa penurunan bertahap pada regolith—sedimen yang mencegah pertumbuhan lapisan es besar—dan pelepasan gas vulkanik, ketika letusan melepaskan karbon dioksida ke atmosfer, diperlukan untuk menghasilkan MPT. Temuan mereka dipublikasikan di Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
“Apa yang kami lihat dalam penelitian ini adalah bahwa dengan jumlah pelepasan gas vulkanik yang sama, model tersebut menghitung konsentrasi CO2 atmosfer yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa siklus karbon tidak berjalan secara linear dan bergantung pada keadaan awalnya,” kata penulis pertama Judit Carrillo, seorang peneliti pascadoktoral di Mann Research Group.
Ilmuwan iklim Michael E. Mann mengatakan hasil ini menunjukkan belum terlambat untuk bertindak guna mencegah runtuhnya lapisan es saat ini.
Para peneliti menjelaskan bahwa model tersebut menentukan ke mana karbon dioksida yang dikeluarkan oleh gunung berapi mengalir. Hal ini dapat membantu para ilmuwan memprediksi dampak emisi gas rumah kaca yang disebabkan oleh manusia dengan lebih baik, kata Carrillo.
Penelitian dan Temuan Berbasis Model
Penelitian ini menggunakan model sistem Bumi CLIMBER-2 dengan kompleksitas menengah, yang mencakup komponen atmosfer, lautan, lapisan es, dan siklus karbon. Mann menjelaskan bahwa model ini memungkinkan peneliti melakukan simulasi jutaan tahun, yang tidak mungkin dilakukan dengan model yang paling rumit dan terperinci. Matteo Willeit dari Institut Potsdam, salah satu penulis makalah ini, memimpin studi tahun 2019 menggunakan model ini untuk mereproduksi fitur utama siklus glasial/interglasial Plio-Pleistosen.
Dalam studi baru, para peneliti mengembangkan makalah tahun 2019 dengan menggerakkan model maju dan mundur dalam waktu selama tiga juta tahun terakhir, menguji konfigurasi regolith yang berbeda untuk menilai dampaknya pada MPT. Hasilnya menunjukkan bahwa regolith yang terkuras dan kadar CO2 yang lebih rendah diperlukan untuk menghasilkan siklus berbentuk gigi gergaji selama 100.000 tahun, tetapi karbon dioksida menentukan permulaan MPT secara lebih mendasar daripada laju penipisan regolith.
“Kami menemukan bahwa evolusi ini bergantung pada jalur dan, lebih spesifiknya, tidak dapat dibalikkan seiring waktu,” penulis menyimpulkan. “Dalam percobaan yang dimulai dengan kondisi praindustri modern dan menggerakkan model kembali ke masa lalu dengan gaya orbit Bumi dan tektonik yang terbalik, kondisi hangat dan relatif bebas es pada akhir Pliosen dan awal Pleistosen tidak terulang kembali.”
Mann menambahkan bahwa temuan ini berpotensi memiliki implikasi yang lebih luas. “Fakta bahwa luas lapisan es tidak hanya bergantung pada konsentrasi karbon dioksida berdasarkan arah waktu, yaitu apakah iklim berada dalam fase pendinginan atau pemanasan, memberikan sedikit kabar baik,” katanya. “Meskipun luas lapisan es sangat berkurang, dan permukaan laut jauh lebih tinggi saat terakhir kali kadar karbon dioksida setinggi saat ini beberapa juta tahun yang lalu, runtuhnya lapisan es mungkin belum terjadi. Kita memiliki sedikit ruang jika kita dapat menurunkan emisi karbon secara dramatis dan cepat.”
Para peneliti memperingatkan bahwa karena simulasi didasarkan pada satu model tunggal, dan karena simulasi jangka panjang siklus glasial/interglasial masih dalam tahap awal, hasil mereka bukanlah karakterisasi definitif perilaku sistem iklim, tetapi “harus dianggap sebagai bukti perilaku dinamis yang layak diselidiki lebih lanjut melalui berbagai kerangka kerja pemodelan.” Mereka mencatat bahwa langkah selanjutnya yang berharga dari pekerjaan ini adalah memperluas simulasi lebih jauh ke masa lalu, ke Miosen, saat kadar karbon dioksida bahkan lebih tinggi.
Carrillo mengatakan Kelompok Penelitian Mann saat ini tengah berupaya untuk lebih memahami cara kerja siklus karbon dan mengapa perilaku histeresis terjadi dan tengah berupaya dengan versi baru CLIMBER yang memiliki resolusi spasial lebih tinggi untuk menganalisis lapisan es Greenland dengan lebih baik.
Referensi: “Ketergantungan jalur siklus glasial/interglasial Plio–Pleistosen” oleh Judit Carrillo, Michael E. Mann, Christopher J. Larson, Shannon Christiansen, Matteo Willeit, Andrey Ganopolski, Xueke Li dan Jack G. Murphy, 17 Juni 2024, Prosiding Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional.
DOI: 10.1073/pnas.2322926121
Penelitian ini didanai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman dan universitas Pennsylvania Sekolah Seni & Sains.
RisalahPos.com Network
Related posts
# PARTNERSHIP
