Totten Glacier giling depan. Esmee van Wijk / CSIRO

Antartika sudah merasakan panasnya perubahan iklim, dengan cepat mencair dan mundurnya gletser dalam beberapa dekade terakhir.

Kehilangan massa es dari Antartika dan Greenland menyumbang sekitar 20% terhadap tingkat saat ini kenaikan permukaan laut global. Kehilangan es ini diproyeksikan meningkat selama abad mendatang.

Sebuah artikel baru-baru ini tentang The Conversation mengangkat konsep "titik kritis iklim": Ambang dalam sistem iklim yang, sekali dilanggar, menyebabkan perubahan substansial dan tidak dapat diubah.

Titik kritis seperti iklim dapat terjadi sebagai akibat dari penurunan lapisan es Antartika yang semakin cepat, yang menyebabkan kenaikan permukaan laut yang cepat. Tapi apa ambang batas ini? Dan kapan kita akan mencapainya?

Seperti apa tipping point itu?

Lapisan es Antartika adalah lapisan es yang besar, setebal 4 km di beberapa tempat, dan didasarkan pada batuan dasar. Es umumnya mengalir dari pedalaman benua ke arah margin, melaju kencang saat melaju.

Dimana lapisan es memenuhi samudra, sebagian besar lapisan es es yang terhubung - mulai mengapung. Ini akhirnya meleleh dari pangkal atau pingsan sebagai gunung es. Seluruh lembar diisi ulang dengan mengumpulkan hujan salju.

Rak es terapung bertindak seperti gabus di sebotol anggur, memperlambat lapisan es saat mengalir menuju lautan. Jika rak es dikeluarkan dari sistem, lapisan es akan cepat berakselerasi menuju lautan, menyebabkan hilangnya massa es lebih lanjut.

Titik kritis terjadi jika terlalu banyak lapisan es hilang. Di beberapa gletser, ini mungkin memicu retakan ireversibel.

Dimana titik kritisnya?

Salah satu cara untuk mengidentifikasi titik kritis melibatkan penghitungan berapa banyak es es Antartika yang bisa hilang, dan dari mana, tanpa mengubah keseluruhan aliran es secara substansial.

Sebuah studi baru-baru ini menemukan bahwa 13.4% es es Antartika - didistribusikan secara regional di seluruh benua - tidak berperan aktif dalam arus es. Tapi Jika "safety band" ini dilepas, ini akan menghasilkan percepatan lapisan es yang signifikan.

Rak es Antartika telah ada menipis pada tingkat keseluruhan sekitar 300 kubik km per tahun antara 2003 dan 2012 dan diproyeksikan untuk kurus lebih jauh selama abad 21st. Penipisan ini akan menggerakkan rak es Antartika menuju titik kritis, di mana keruntuhan es yang tidak dapat dipulihkan kembali dan kenaikan permukaan air laut mungkin akan terjadi.

Bagaimana kita memprediksi kapan akan terjadi?

Beberapa daerah di Antartika Barat mungkin sudah dekat dengan titik kritis. Misalnya, rak es di sepanjang pantai Laut Amundsen dan Bellingshausen adalah yang paling cepat menipis dan memiliki terkecil "safety bands" dari semua lapisan es Antartika.

Untuk memprediksi kapan "safety band" es bisa hilang, kita perlu memproyeksikan perubahan ke masa depan. Ini memerlukan pemahaman proses yang lebih baik yang menghilangkan es dari lapisan es, seperti meleleh di dasar rak es dan gunung es.

Meleleh di bawah rak es adalah sumber utama hilangnya es Antartika. Hal ini didorong oleh kontak antara perairan laut yang hangat dan bagian bawah rak es.

Untuk mengetahui berapa banyak es yang akan hilang di masa depan memerlukan pengetahuan seberapa cepat lautan memanas, dimana air yang hangat ini akan mengalir, dan peran atmosfer dalam memodulasi interaksi-interaksi ini. Itu adalah tugas yang kompleks yang membutuhkan pemodelan komputer.

Memprediksi seberapa cepat rak es putus dan membentuk gunung es kurang dipahami dengan baik dan saat ini merupakan salah satu ketidakpastian terbesar dalam kehilangan massa Antartika di masa depan. Sebagian besar es hilang saat gunung es terjadi di pelepasan sporadis gunung es yang sangat besar, yang bisa puluhan atau bahkan ratusan kilometer.

Sulit untuk memprediksi kapan dan kapan Seberapa sering gunung es besar akan putus. Model yang bisa mereproduksi perilaku ini masih terus dikembangkan.

Para ilmuwan secara aktif meneliti daerah-daerah ini dengan mengembangkan model lembaran es dan samudera, serta mempelajari proses yang mendorong hilangnya massa dari Antartika. Penyelidikan ini perlu menggabungkan pengamatan jangka panjang dengan model: simulasi model kemudian dapat dievaluasi dan diperbaiki, membuat sains lebih kuat.

Hubungan antara lapisan es, samudera, es laut dan atmosfer adalah salah satu faktor yang paling tidak dipahami, namun paling penting di titik kritis Antartika. Pemahaman yang lebih baik akan membantu kita memproyeksikan berapa banyak permukaan air laut akan naik, dan akhirnya bagaimana kita bisa beradaptasi.