Bangun dari Antartika

Dalam gambar ini, air laut mengalir jauh di bawah permukaan ke dalam celah aktif yang terbuka di lapisan es Antartika. Penelitian baru menunjukkan bahwa retakan tersebut dapat terbuka dengan sangat cepat, dan air laut yang mengalir membantu mengendalikan laju pecahnya lapisan es. Kredit: Rob Soto

Ada begitu banyak air beku di lapisan es Greenland dan Antartika sehingga jika mencair, permukaan air laut akan naik beberapa meter. Apa yang akan terjadi pada gletser-gletser ini dalam beberapa dekade mendatang adalah hal yang paling tidak diketahui di masa depan, yaitu naiknya permukaan air laut, sebagian karena sifat fisika dari pecahnya gletser belum sepenuhnya dipahami.

Pertanyaan kuncinya adalah bagaimana suhu lautan yang lebih hangat dapat menyebabkan gletser pecah lebih cepat. Peneliti Universitas Washington telah menunjukkan pecahnya lapisan es Antartika dalam skala besar yang paling cepat diketahui. Sebuah penelitian yang baru-baru ini diterbitkan di cadangan AGU, menunjukkan bahwa jurang sepanjang 6,5 mil (10,5 km) terbentuk pada tahun 2012 di Gletser Pulau Pinus – lapisan es yang menyusut yang menahan Lapisan Es Antartika Barat yang lebih besar – dalam waktu sekitar 5 1/2 menit. Artinya, retakan tersebut terbuka dengan kecepatan sekitar 35 meter per detik, atau sekitar 80 mil per jam.

“Sepengetahuan kami, ini adalah peristiwa pembukaan keretakan tercepat yang pernah diamati,” kata penulis utama Stephanie Olinger, yang melakukan penelitian tersebut sebagai bagian dari penelitian doktoralnya di UW dan Universitas Harvard dan sekarang menjadi peneliti pascadoktoral di Universitas Stanford. . “Ini menunjukkan bahwa dalam keadaan tertentu lapisan es bisa pecah. Hal ini memberi tahu kita untuk mewaspadai perilaku semacam ini di masa depan dan memberi tahu kita tentang bagaimana kita dapat menggambarkan retakan ini dalam model lapisan es skala besar.”

Pentingnya pembentukan retakan

Celah adalah retakan yang membentang sepanjang sekitar 1.000 kaki (300 meter) es terapung untuk lapisan es khas Antartika. Retakan ini merupakan awal dari mencairnya lapisan es, di mana bongkahan besar es pecah dari gletser dan jatuh ke laut. Peristiwa seperti ini sering terjadi di Gletser Pine Island—gletser yang diamati dalam penelitian ini telah lama terpisah dari benua tersebut.

Citra satelit yang diambil pada tanggal 8 Mei (kiri) dan 11 Mei (kanan), tiga hari berturut-turut pada tahun 2012, menunjukkan adanya retakan baru membentuk huruf “Y” yang bercabang ke kiri dari retakan sebelumnya. Tiga instrumen seismik (segitiga hitam) mencatat getaran yang digunakan untuk menghitung kecepatan rambat retakan hingga 80 mil per jam. Kredit: Olinger dkk./AGU Kemajuan

“Lapisan es memiliki efek stabilisasi yang sangat penting pada lapisan es Antartika lainnya.” Jika lapisan es pecah, gletser di belakangnya akan semakin cepat,” kata Olinger. “Proses keretakan ini pada dasarnya adalah bagaimana lapisan es Antartika melepaskan diri dari gletser besar.”

Di bagian lain Antartika, retakan sering kali terjadi selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun. Namun hal ini bisa terjadi lebih cepat di lanskap yang berkembang pesat seperti Gletser Pulau Pinus, tempat para peneliti yakin Lapisan Es Antartika Barat telah melewati titik kritisnya dan runtuh ke laut.

Tantangan dalam mengamati perubahan glasial

Citra satelit memberikan pengamatan berkelanjutan. Namun, satelit di orbit hanya melewati setiap titik di Bumi setiap tiga hari. Apa yang akan terjadi selama tiga hari tersebut lebih sulit untuk ditentukan, terutama di lanskap berbahaya di lapisan es Antartika yang rapuh.

Untuk studi baru ini, para peneliti menggabungkan alat untuk memahami pembentukan retakan. Mereka menggunakan data seismik yang direkam oleh instrumen yang ditempatkan di lapisan es oleh peneliti lain pada tahun 2012 dengan pengamatan radar dari satelit.

Es gletser berbentuk padat dalam jangka waktu singkat, namun dalam jangka waktu lama ia lebih seperti cairan kental.

“Apakah retak lebih seperti memecahkan kaca atau meregangkan Silly Putty? Itulah pertanyaannya,” kata Olinger. “Perhitungan kami untuk kejadian ini menunjukkan bahwa kejadian ini lebih mirip pecahan kaca.”

Peran air laut dan penelitian masa depan

Jika es adalah bahan sederhana yang rapuh, maka es akan pecah lebih cepat, kata Olinger. Penyelidikan lebih lanjut menunjukkan peran air laut. Air laut di celah-celah tersebut menjaga ruang tetap terbuka melawan kekuatan internal gletser. Dan karena air laut memiliki viskositas, tegangan permukaan, dan massa, maka air laut tidak dapat langsung mengisi kekosongan. Sebaliknya, laju pengisian air laut pada retakan yang terbuka membantu memperlambat penyebaran retakan.

“Sebelum kita dapat meningkatkan kinerja model lapisan es besar dan proyeksi kenaikan permukaan laut di masa depan, kita memerlukan pemahaman yang baik tentang berbagai proses yang mempengaruhi stabilitas lapisan es,” kata Olinger.

Referensi: “Ocean Coupling Limits Rupture Velocity of the Fastest Observed Ice Shelf Rift Propagation Event” oleh Stephanie D. Olinger, Bradley P. Lipovsky dan Marine A. Denolle, 5 Februari 2024, AGU Advances.
DOI: 10.1029/2023AV001023

Penelitian ini didanai oleh National Science Foundation. Rekan penulisnya adalah Brad Lipovsky dan Marine Denolle, keduanya anggota fakultas Ilmu Bumi dan Luar Angkasa UW yang mulai memberi nasihat saat bekerja di Universitas Harvard.