Gumpalan es mengapung di Svalbard, Norwegia. Sven-Erik Arndt / Arterra / Grup Gambar Universal melalui Getty Images

Setiap tahun, lapisan es laut di Samudra Arktik menyusut ke titik terendah pada pertengahan September. Tahun ini ukurannya hanya 1.44 juta mil persegi (3.74 juta kilometer persegi) - itu nilai terendah kedua dalam 42 tahun sejak satelit mulai melakukan pengukuran. Es hari ini hanya menutupi 50% dari area yang dicakupnya 40 tahun yang lalu di akhir musim panas.

Tingkat es minimum tahun ini adalah yang terendah dalam catatan satelit berusia 42 tahun kecuali tahun 2012, memperkuat tren penurunan jangka panjang pada tutupan es Arktik. Masing-masing dari empat dekade terakhir rata-rata mengurangi es laut musim panas. NSIDC

Seperti yang ditunjukkan oleh Panel Antarpemerintah tentang Perubahan Iklim, tingkat karbon dioksida di atmosfer sedang lebih tinggi dari kapan pun dalam sejarah manusia. Terakhir kali konsentrasi CO2 di atmosfer mencapai level hari ini - sekitar 412 bagian per juta - 3 juta tahun yang lalu, selama Zaman Pliosen.

Sebagai ahli geosains yang belajar evolusi iklim bumi dan bagaimana itu menciptakan kondisi untuk kehidupan, kami melihat kondisi yang berkembang di Kutub Utara sebagai indikator bagaimana perubahan iklim dapat mengubah planet ini. Jika emisi gas rumah kaca global terus meningkat, mereka dapat mengembalikan kondisi Bumi ke Pliosen, dengan permukaan laut yang lebih tinggi, pola cuaca yang bergeser, dan kondisi yang berubah di kedua kutub. dunia alami dan masyarakat manusia.

Arktik Pliosen

Kami adalah bagian dari tim ilmuwan yang menganalisis inti sedimen Danau El'gygytgyn di timur laut Rusia pada tahun 2013 untuk memahami iklim Arktik di bawah tingkat karbon dioksida atmosfer yang lebih tinggi. Serbuk sari fosil yang terawetkan di inti-inti ini menunjukkan bahwa Arktik Pliosen sangat berbeda dari keadaannya saat ini.

Hari ini Arktik adalah dataran tanpa pepohonan dengan hanya jarang vegetasi tundra, seperti rerumputan, alang-alang dan beberapa tanaman berbunga. Sebaliknya, inti sedimen Rusia terkandung serbuk sari dari pohon seperti larch, spruce, cemara dan hemlock. Ini menunjukkan itu hutan boreal, yang sekarang berakhir ratusan mil lebih jauh ke selatan dan barat di Rusia dan di Lingkaran Arktik di Alaska, pernah mencapai Samudra Arktik di sebagian besar Arktik Rusia dan Amerika Utara.

Karena Arktik jauh lebih hangat di Pliosen, Lapisan Es Greenland tidak ada. Gletser kecil di sepanjang pantai timur pegunungan Greenland termasuk di antara sedikit tempat dengan es sepanjang tahun di Kutub Utara. Bumi Pliosen memiliki es hanya di satu ujung - di Antartika - dan es itu ada kurang luas dan lebih rentan terhadap pencairan.

Karena lautan lebih hangat dan tidak ada lapisan es besar di Belahan Bumi Utara, permukaan laut lebih tinggi 30 hingga 50 kaki (9 hingga 15 meter) di seluruh dunia daripada saat ini. Garis pantai jauh ke pedalaman dari lokasi mereka saat ini. Area yang sekarang menjadi Lembah Tengah California, Semenanjung Florida, dan Pantai Teluk semuanya berada di bawah air. Begitu pula negeri tempat kota-kota pesisir besar seperti New York, Miami, Los Angeles, Houston, dan Seattle berdiri.

Musim dingin yang lebih hangat di tempat yang sekarang AS bagian barat mengurangi tumpukan salju, yang saat ini memasok sebagian besar air di wilayah itu. Midwest dan Great Plains saat ini jauh lebih hangat dan kering sehingga tidak mungkin menanam jagung atau gandum di sana.

Mengapa ada begitu banyak CO2 di zaman Pliosen?

Bagaimana konsentrasi CO2 selama Pliosen mencapai tingkat yang serupa dengan saat ini? Manusia tidak akan muncul di Bumi setidaknya selama jutaan tahun lagi, dan penggunaan bahan bakar fosil oleh kita bahkan lebih baru lagi. Jawabannya adalah bahwa beberapa proses alami yang telah terjadi di Bumi sepanjang sejarahnya melepaskan CO2 ke atmosfer, sementara yang lain mengonsumsinya. Sistem utama yang menjaga keseimbangan dinamika ini dan mengontrol iklim bumi adalah termostat global alami, yang diatur oleh batuan itu bereaksi secara kimia dengan CO2 dan menariknya keluar dari atmosfer.

Efek Rumah Kaca menyebabkan peningkatan suhu permukaan dan, di beberapa tempat, curah hujan. Bersama-sama ini mempercepat pelapukan batuan silikat. Pelapukan yang lebih cepat pada gilirannya menghilangkan lebih banyak CO2 dari atmosfer (panah kuning). Kekuatan Efek Rumah Kaca bergantung pada tingkat CO2 di atmosfer. Gretashum / Wikipedia

Di tanah, batuan tertentu terus terurai menjadi bahan baru dalam reaksi yang mengonsumsi CO2. Reaksi-reaksi ini cenderung meningkat ketika suhu dan curah hujan lebih tinggi - kondisi iklim yang terjadi ketika konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer meningkat.

Tetapi termostat ini memiliki kontrol bawaan. Ketika CO2 dan suhu meningkat dan pelapukan batuan semakin cepat, ia menarik lebih banyak CO2 dari atmosfer. Jika CO2 mulai turun, suhu menjadi dingin dan pelapukan batuan melambat secara global, mengeluarkan lebih sedikit CO2.

Reaksi pelapukan batuan juga dapat bekerja lebih cepat dimana tanah mengandung banyak permukaan mineral yang baru terbuka. Contohnya termasuk daerah dengan erosi tinggi atau periode ketika proses tektonik bumi mendorong daratan ke atas, menciptakan rangkaian pegunungan besar dengan lereng yang curam.

Termostat pelapukan batuan beroperasi pada kecepatan yang lambat secara geologis. Misalnya, pada akhir Zaman Dinosaurus sekitar 65 juta tahun yang lalu, para ilmuwan memperkirakan bahwa tingkat CO2 di atmosfer adalah antara 2,000 dan 4,000 bagian per juta. Butuh lebih dari 50 juta tahun untuk menguranginya secara alami menjadi sekitar 400 bagian per juta di Pliosen.

Karena perubahan alami pada tingkat CO2 terjadi dengan sangat lambat, pergeseran siklik dalam sistem iklim Bumi juga sangat lambat. Ekosistem memiliki jutaan tahun untuk beradaptasi, menyesuaikan, dan secara perlahan merespons perubahan iklim.

{disematkan Y=2hNgEVFMJnQ}
Gelombang panas musim panas mengubah Siberia utara, mencairkan lapisan es dan menciptakan kondisi kebakaran hutan skala besar.

Masa depan seperti Pliosen?

Saat ini aktivitas manusia membanjiri proses alami yang menarik CO2 keluar dari atmosfer. Pada awal Era Industri pada 1750, CO2 di atmosfer berada di sekitar 280 bagian per juta. Manusia hanya membutuhkan waktu 200 tahun untuk benar-benar membalikkan lintasan yang dimulai 50 juta tahun lalu dan mengembalikan planet ini ke tingkat CO2 yang tidak dialami selama jutaan tahun.

Sebagian besar perubahan itu terjadi sejak Perang Dunia II. Peningkatan tahunan 2-3 bagian per juta sekarang adalah hal biasa. Dan sebagai tanggapannya, Bumi memanas dengan sangat cepat. Sejak kira-kira tahun 1880 planet ini telah memanas 1 derajat Celcius (2 derajat Fahrenheit) - berkali-kali lebih cepat dari episode pemanasan mana pun dalam 65 juta tahun terakhir dalam sejarah Bumi.

Di Kutub Utara, hilangnya salju reflektif dan lapisan es telah memperkuat pemanasan ini hingga +5 C (9 F). Akibatnya, cakupan es laut Arktik musim panas cenderung semakin rendah. Para ilmuwan memproyeksikan bahwa Kutub Utara akan menjadi benar-benar bebas es di musim panas dalam dua dekade mendatang.

Ini bukan satu-satunya bukti pemanasan Arktik yang drastis. Para ilmuwan telah mencatat tingkat pencairan musim panas yang ekstrim melintasi Lapisan Es Greenland. Pada awal Agustus, lapisan es terakhir Kanada yang tersisa, di wilayah Nunavut, runtuh ke laut. Bagian dari Arktik Siberia dan Svalbard, sekelompok pulau Norwegia di Samudra Arktik, mencapai suhu tertinggi yang memecahkan rekor musim panas ini.

Kota-kota pesisir, daerah ladang roti pertanian, dan persediaan air untuk banyak komunitas semuanya akan sangat berbeda jika planet ini kembali ke dunia CO2 Pliosen. Masa depan ini tidak bisa dihindari - tapi menghindarinya akan membutuhkan langkah besar sekarang untuk mengurangi penggunaan bahan bakar fosil dan mematikan termostat Bumi.

Tentang Penulis

Julie Brigham-Grette, Profesor Geosciences, University of Massachusetts Amherst dan Steve Petsch, Associate Professor of Geosciences, University of Massachusetts Amherst

Artikel ini diterbitkan kembali dari Percakapan di bawah lisensi Creative Commons. Membaca Artikel asli.

Buku terkait

Life After Carbon: Transformasi Global Kota Berikutnya

by Peter Plastrik, John Cleveland
Masa depan kota-kota kita tidak seperti dulu. Model kota modern yang berlaku secara global pada abad ke-20 telah melampaui kegunaannya. Itu tidak bisa menyelesaikan masalah yang diciptakannya — terutama pemanasan global. Untungnya, model baru untuk pembangunan perkotaan muncul di kota-kota untuk secara agresif mengatasi realitas perubahan iklim. Ini mengubah cara kota merancang dan menggunakan ruang fisik, menghasilkan kekayaan ekonomi, mengkonsumsi dan membuang sumber daya, mengeksploitasi dan mempertahankan ekosistem alami, dan mempersiapkan masa depan. Tersedia di Amazon

Kepunahan Keenam: Sejarah yang Tidak Alami

oleh Elizabeth Kolbert
Selama setengah miliar tahun terakhir, telah ada Lima kepunahan massal, ketika keanekaragaman kehidupan di bumi tiba-tiba dan secara dramatis menyusut. Para ilmuwan di seluruh dunia saat ini sedang memantau kepunahan keenam, yang diprediksikan sebagai peristiwa kepunahan paling dahsyat sejak dampak asteroid yang memusnahkan dinosaurus. Kali ini, bencana adalah kita. Dalam prosa yang bersifat jujur, menghibur, dan sangat informasi, New Yorker penulis Elizabeth Kolbert memberi tahu kita mengapa dan bagaimana manusia telah mengubah kehidupan di planet ini dengan cara yang tidak dimiliki spesies sebelumnya. Menjalin penelitian dalam setengah lusin disiplin ilmu, deskripsi spesies menarik yang telah hilang, dan sejarah kepunahan sebagai sebuah konsep, Kolbert memberikan catatan bergerak dan komprehensif tentang penghilangan yang terjadi di depan mata kita. Dia menunjukkan bahwa kepunahan keenam kemungkinan merupakan warisan umat manusia yang paling abadi, memaksa kita untuk memikirkan kembali pertanyaan mendasar tentang apa artinya menjadi manusia. Tersedia di Amazon

Perang Iklim: Perjuangan untuk Bertahan Hidup saat Dunia Terlalu Panas

oleh Gwynne Dyer
Gelombang pengungsi iklim. Lusinan negara gagal. Perang habis-habisan. Dari salah satu analis geopolitik besar dunia, muncul sekilas menakutkan realitas strategis dalam waktu dekat, ketika perubahan iklim mendorong kekuatan dunia ke arah politik kelangsungan hidup yang sangat ketat. Prescient dan gigih, Perang Iklim akan menjadi salah satu buku paling penting di tahun-tahun mendatang. Bacalah dan cari tahu apa tujuan kami. Tersedia di Amazon

Dari Penerbit:
Pembelian di Amazon digunakan untuk membiayai biaya membawa Anda InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, dan ClimateImpactNews.com tanpa biaya dan tanpa pengiklan yang melacak kebiasaan browsing Anda. Sekalipun Anda mengeklik tautan tetapi tidak membeli produk-produk terpilih ini, apa pun yang Anda beli dalam kunjungan yang sama di Amazon memberi kami komisi kecil. Tidak ada biaya tambahan untuk Anda, jadi silakan berkontribusi untuk upaya ini. Anda juga bisa menggunakan link ini untuk digunakan ke Amazon kapan saja sehingga Anda dapat membantu mendukung upaya kami.