Timur vs. Barat: Es Antartika Menceritakan Dua Kisah yang Sangat Berbeda

Grafik yang ditampilkan dari pendaratan MARUM-MeBo70 di dasar Laut Amundsen. Kredit: MARUM – Pusat Ilmu Lingkungan Kelautan, Universitas Bremen / Martin Künsting

Temuan baru menunjukkan Antartika Timur mulai mengalami glasiasi 34 juta tahun lalu, tidak seperti Antartika Barat yang tetap bebas es lebih lama. Studi ini menekankan perbedaan regional dalam respons es Antartika terhadap perubahan iklim.

Pemanasan world telah meninggalkan jejaknya di lapisan es Antartika dalam beberapa tahun terakhir. Es “abadi” di Antartika mencair lebih cepat dari yang diperkirakan sebelumnya, khususnya di Antartika Barat. Akar penyebabnya mungkin terletak pada pembentukannya, seperti yang ditemukan oleh tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Institut Alfred Wegener: sampel sedimen dari inti bor yang dikombinasikan dengan pemodelan iklim dan lapisan es yang kompleks menunjukkan bahwa glasiasi permanen Antartika dimulai sekitar 34 juta tahun yang lalu. Namun, glasiasi tersebut tidak meliputi seluruh benua seperti yang diperkirakan sebelumnya, melainkan terbatas pada wilayah timur benua (Antartika Timur). Baru setelah setidaknya 7 juta tahun kemudian es dapat bergerak maju menuju pantai Antartika Barat.

Hasil studi baru ini menunjukkan betapa berbedanya reaksi Antartika Timur dan Barat terhadap gaya eksternal, sebagaimana yang dijelaskan oleh para peneliti dalam jurnal bergengsi Sains.

RV Polarstern di bagian dalam Pine Island Bay. Kredit: British Antarctic Survey / R. La

Awal Glasiasi Antartika

Sekitar 34 juta tahun yang lalu, planet Bumi mengalami salah satu perubahan iklim paling mendasar yang masih memengaruhi kondisi iklim world saat ini: transisi dari dunia rumah kaca, dengan sedikit atau tidak ada akumulasi es benua, menjadi dunia rumah es, dengan space gletser permanen yang luas. Selama waktu ini, lapisan es Antartika terbentuk. Bagaimana, kapan dan, terutama, di mana, belum diketahui karena kurangnya knowledge dan sampel yang dapat diandalkan dari wilayah-wilayah utama, terutama dari Antartika Barat, yang mendokumentasikan perubahan di masa lalu.

Para peneliti dari Alfred Wegener Institute, Helmholtz Centre for Polar and Marine Analysis (AWI) kini telah mampu menutup kesenjangan pengetahuan ini, bersama dengan rekan-rekan dari British Antarctic Survey, Heidelberg College, Northumbria College (Inggris), dan MARUM – Heart for Marine Environmental Sciences di College of Bremen, selain kolaborator dari Universitas di Aachen, Leipzig, Hamburg, Bremen, dan Kiel, serta College of Tasmania (Australia), Universitas Imperial London (Inggris), Université de Fribourg (Swiss), Universidad de Granada (Spanyol), Universitas Leicester (Inggris), Universitas Texas A&M (AS), Senckenberg am Meer, dan Institut Federal untuk Geosains dan Sumber Daya Alam di Hanover, Jerman.

Pembahasan proses pengeboran pada rig pengeboran dasar laut MARUM-MeBo70. Kredit: IODP / Thomas Ronge

Penemuan Inti Bor Pionir

Berdasarkan inti bor yang diambil oleh para peneliti menggunakan alat bor dasar laut MARUM-MeBo70 di lokasi lepas pantai gletser Pine Island dan Thwaites di pesisir Laut Amundsen di Antartika Barat, mereka berhasil mengungkap sejarah awal terbentuknya benua Antartika yang dingin untuk pertama kalinya. Anehnya, tidak ada tanda-tanda keberadaan es yang dapat ditemukan di wilayah ini selama fase utama pertama glasiasi Antartika.

“Ini berarti bahwa glasiasi pertama yang permanen dan berskala besar pasti telah dimulai di suatu tempat di Antartika Timur,” kata Dr. Johann Klages, ahli geologi di AWI yang memimpin tim peneliti. Ini karena Antartika Barat tetap bebas es selama glasial maksimum pertama ini. Pada saat ini, sebagian besar masih tertutup oleh hutan berdaun lebar yang lebat dan iklim sedang yang sejuk yang mencegah terbentuknya es di Antartika Barat.

RV Polarstern di depan gunung es raksasa di Pine Island Bay. Kredit: Alfred Wegener Institute / Johann

Reaksi Berbeda dari Antartika Timur dan Barat

Untuk lebih memahami di mana es permanen pertama terbentuk di Antartika, para pemodel paleoklimat AWI menggabungkan knowledge yang baru tersedia dengan knowledge yang ada mengenai suhu udara dan air serta kemunculan es.

“Simulasi ini mendukung hasil inti unik para geolog,” kata Prof. Dr. Gerrit Lohmann, pemodel paleoklimat di AWI. “Ini benar-benar mengubah apa yang kita ketahui tentang glasiasi Antartika pertama.”

Menurut penelitian tersebut, kondisi iklim dasar untuk pembentukan es permanen hanya terjadi di wilayah pesisir Tanah Victoria Utara Antartika Timur. Di sini, massa udara lembap mencapai Pegunungan Transantarktik yang menjulang tinggi – kondisi excellent untuk salju permanen dan pembentukan lapisan es berikutnya. Dari sana, lapisan es menyebar dengan cepat ke pedalaman Antartika Timur.

Suasana di ruang kontrol MARUM-MeBo70 selama pengeboran inti PS104_21-3. Kredit: IODP / Thomas Ronge

Namun, butuh waktu beberapa lama sebelum mencapai Antartika Barat: “Baru sekitar tujuh juta tahun kemudian kondisi memungkinkan lapisan es bergerak maju ke pantai Antartika Barat,” jelas Hanna Knahl, seorang pemodel paleoklimat di AWI. “Hasil kami dengan jelas menunjukkan betapa dinginnya suhu sebelum es dapat bergerak maju untuk menutupi Antartika Barat yang, pada saat itu, sudah berada di bawah permukaan laut di banyak bagian.”

Hasil penelitian juga menunjukkan betapa berbedanya reaksi kedua wilayah lapisan es Antartika terhadap pengaruh eksternal dan perubahan iklim yang mendasar. “Bahkan pemanasan sedikit saja sudah cukup untuk menyebabkan es di Antartika Barat mencair lagi – dan itulah yang terjadi saat ini,” imbuh Johann Klages.

Temuan tim peneliti internasional ini sangat penting untuk memahami transisi iklim ekstrem dari iklim rumah kaca ke iklim rumah es saat ini. Yang terpenting, penelitian ini juga memberikan wawasan baru yang memungkinkan mannequin iklim untuk mensimulasikan secara lebih akurat bagaimana daerah yang tertutup gletser secara permanen memengaruhi dinamika iklim world, yaitu interaksi antara es, lautan, dan atmosfer. Hal ini sangat penting, seperti yang dikatakan Johann Klages: “Terutama mengingat fakta bahwa kita mungkin akan menghadapi perubahan iklim yang mendasar lagi dalam waktu dekat.”

Kemajuan Teknologi dalam Eksplorasi Antartika

Para peneliti mampu menutup kesenjangan pengetahuan ini dengan bantuan inti bor unik yang mereka peroleh selama ekspedisi PS104 di kapal penelitian Polarstern di Antartika Barat pada tahun 2017. Rig bor MARUM-MeBo70 yang dikembangkan di MARUM di Bremen digunakan untuk pertama kalinya di Antartika. Dasar laut di lepas pantai Pine Island dan gletser Thwaites di Antartika Barat sangat keras sehingga sebelumnya mustahil untuk mencapai sedimen dalam menggunakan metode pengeboran konvensional. MARUM-MeBo70 memiliki kepala pemotong yang berputar, yang memungkinkan untuk mengebor sekitar 10 meter ke dasar laut dan mengambil sampel.

Referensi: “Antartika Barat yang bebas lapisan es selama puncak glasiasi Oligosen awal” oleh JP Klages, C.-D. Hillenbrand, SM Bohaty, U. Salzmann, T. Bickert, G. Lohmann, HS Knahl, P. Gierz, L. Niu, J. Titschack, G. Kuhn, T. Frederichs, J. Müller, T. Bauersachs, RD Larter, Okay. Hochmuth, W. Ehrmann, G. Nehrke, FJ Rodríguez-Tovar, G. Schmiedl, S. Spezzaferri, A. Läufer, F. Lisker, T. van de Flierdt, A. Eisenhauer, G. Uenzelmann-Neben, O. Esper, JA Smith, H. Pälike, C. Spiegel, R. Dziadek, TA Ronge, T. Freudenthal dan Okay. Gohl, 4 Juli 2024, Sains.
DOI: 10.1126/sains.adj3931

Proyek penelitian, dan khususnya ekspedisi Polarstern PS104, didanai oleh AWI, MARUM, Survei Antartika Inggris, dan Program NERC UK-IODP.