Penemuan Tak Sengaja Mengungkap Panas Laut Tersembunyi yang Mengancam Stabilitas Lapisan Es Antartika
Pemanasan air laut semakin cepat mencairkan Lapisan Es Ross di Antartika, hal ini menunjukkan adanya tren yang didorong oleh perubahan iklim yang mempunyai implikasi terhadap permukaan air laut global dan pemodelan iklim.
Penelitian baru mengungkap, untuk pertama kalinya, bagaimana pemanasan air laut telah meningkatkan pencairan lapisan es utama Antartika selama 40 tahun terakhir.
Para ilmuwan dari University of East Anglia (UEA) mengatakan penelitian ini – yang merupakan hasil dari Seaglider otonom yang secara tidak sengaja tersangkut di bawah Lapisan Es Ross – menunjukkan bahwa hal ini kemungkinan akan semakin meningkat karena perubahan iklim mendorong pemanasan laut yang terus berlanjut.
Pesawat layang tersebut diberi nama Marlin, dikerahkan pada Desember 2022 ke Laut Ross dari tepi laut es. Membawa serangkaian sensor untuk mengumpulkan data tentang proses lautan yang penting bagi iklim, kapal ini diprogram untuk melakukan perjalanan ke utara menuju perairan terbuka.
Namun, Marlin terjebak dalam arus yang mengalir ke selatan dan ditarik ke dalam rongga lapisan es di mana ia tetap berada, dengan sensor menyala, selama empat hari sebelum muncul kembali. Selama waktu ini, pesawat layang yang 'hilang' tersebut menyelesaikan 79 kali penyelaman, melakukan pengukuran air di dalam rongga hingga kedalaman 200 meter, hingga ke dasar lapisan es di atasnya.
Intrusi Air Hangat dan Mencairnya Lapisan Es
Para peneliti dari Fakultas Ilmu Lingkungan UEA mencatat 'intrusi' air – yang relatif hangat setebal 50 meter yang masuk ke dalam rongga dari perairan terbuka di dekatnya. Suhu air berkisar antara -1,9°C hingga -1,7°C yang lebih hangat di bawah es.
Analisis ulang selanjutnya terhadap semua pengukuran yang tersedia menunjukkan bahwa panas yang diangkut ke dalam rongga telah meningkat selama 45 tahun terakhir, kemungkinan besar disebabkan oleh pemanasan Laut Ross akibat perubahan iklim. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
“Meskipun kenaikan suhu – empat per seribu derajat per tahun – mungkin tidak terlalu besar, namun hal ini dapat menyebabkan hilangnya es tambahan sekitar 20 hingga 80 cm per tahun selama 45 tahun yang kita lihat,” jelas penulis utama Dr. Peter Sheehan.
“Kami menemukan air intrusi cukup hangat untuk melelehkan bagian bawah lapisan es, tidak seperti air dengan titik beku yang mungkin mereka pindahkan. Apa yang baru di sini adalah kita dapat melacak air hangat dari perairan terbuka Laut Ross di bagian depan es, kembali ke dalam rongga. Kami belum pernah melihat salah satu gangguan ini terjadi secara langsung sebelumnya.”
Dr Sheehan menambahkan: “Perjalanan ke rongga di bawah Lapisan Es Ross tidak direncanakan, dan biasanya tidak mungkin untuk mengukur wilayah lapisan es ini: Anda tidak dapat mengirim instrumen sedekat ini ke bagian bawah lapisan es dengan sengaja, itu terlalu berisiko.”
Lapisan es yang mengelilingi Antartika terpapar oleh hangatnya lautan melintasi hamparan bagian bawahnya yang mengapung di atas lautan benua, dan pencairan yang disebabkan oleh lautan yang terjadi di dasar es adalah penyebab terbesar terbentuknya massa es di Antartika. kehilangan.
Meskipun pencairan es yang mengapung tidak secara signifikan menaikkan permukaan laut, lapisan es memperlambat aliran es daratan ke arah laut sehingga menstabilkan lapisan es Antartika; penipisan dan disintegrasinya akan mempercepat pelepasan es dari daratan ke lautan dan mempercepat kenaikan permukaan laut global.
Dampak Transportasi Panas Ekman
Salah satu proses yang dapat mendorong hangatnya air permukaan di bawah Lapisan Es Ross adalah angin. Pola angin tertentu mengarah ke aliran selatan di permukaan laut dan masuk ke rongga lapisan es.
Arus permukaan laut yang digerakkan oleh angin ini disebut arus Ekman, dan seperti halnya arus laut lainnya, arus ini juga terkait dengan transportasi panas. Karena ini merupakan proses permukaan laut, panas ini langsung tersedia untuk mencairkan es di atasnya: tidak perlu menunggu untuk tercampur ke atas hingga ke dasar es.
Perpindahan panas Ekman sangat relevan bagi para ilmuwan iklim karena lautan menyerap dan mendistribusikan kembali sebagian besar panas bumi. Perubahan pada sistem ini dapat berdampak besar pada cuaca, permukaan laut, dan tren suhu global.
Dr Sheehan dan rekan penulisnya, Prof Karen Heywood, menggunakan pengukuran suhu angin dan laut dalam jangka panjang – dipadukan dengan model untuk mengisi kesenjangan spasial dan temporal – untuk menghitung kekuatan transportasi panas Ekman ke arah selatan selama 45 tahun terakhir. Mereka menemukan bahwa panas yang diangkut ke dalam rongga oleh arus Ekman meningkat.
Variabilitas dari tahun ke tahun didorong oleh angin. Namun, tren perpindahan panas yang lebih besar ke dalam rongga tersebut kemungkinan besar terkait dengan pemanasan Laut Ross – karena airnya telah menghangat, angin saat ini akan mengangkut lebih banyak energi panas ke dalam rongga tersebut dibandingkan angin dengan kekuatan serupa di masa lalu.
Prof Heywood berkata: “Tampaknya masuk akal untuk memperkirakan bahwa besarnya fluks panas Ekman, dan pencairan es yang diakibatkannya, akan semakin meningkat seiring dengan perubahan iklim yang mendorong berlanjutnya pemanasan laut. Tren ini menjadi perhatian tersendiri.
“Pengaruh intrusi air permukaan, serta tren dan variabilitas dinamika Ekman yang dapat mendorong hal ini, harus dimasukkan ke dalam model iklim, mengingat ketidakpastian yang terus berlanjut dalam respons es di daratan Antartika terhadap perubahan iklim.”
Ini adalah pertama kalinya proses ini dilihat menggunakan kumpulan data multi-dekade jangka panjang. Pemahaman sebelumnya tentang intrusi air permukaan terutama berasal dari perbandingan hidrografi di perairan terbuka, misalnya dari kapal, pengamatan dari anjing laut yang diberi tanda, dan tambatan es yang dipasang di dalam rongga.
Referensi: “Zona depan Lapisan Es Ross mengalami peningkatan pencairan oleh air permukaan laut” oleh Peter MF Sheehan dan Karen J. Heywood, 8 November 2024, Kemajuan Ilmu Pengetahuan.
DOI: 10.1126/sciadv.ado6429
Studi ini didanai oleh Dewan Penelitian Lingkungan Alam Inggris, Yayasan Sains Nasional AS, dan program European Research Council Horizon 2020.
