Menurut sebuah model dari studi terbaru, Lapisan es Greenland yang mencair dapat menghasilkan lebih banyak kenaikan permukaan laut dibandingkan dengan perkiraan sebelumnya, jika emisi gas rumah kaca terus meningkat dan menghangatkan atmosfer seperti pada tingkat saat ini.
Studi yang menggunakan data dari kampanye udara NASA’s Operation IceBridge, telah diterbitkan dalam Science Advances.
Dalam 200 tahun ke depan, model lapisan es akan menunjukkan bahwa pencairan pada laju saat ini dapat berkontribusi terhadap 48 hingga 160 cm untuk kenaikan permukaan laut global, kata tim yang dipimpin oleh para ilmuwan di Institut Geofisika di University of Alaska Fairbanks. Angka-angka ini setidaknya 80 persen lebih tinggi dari perkiraan sebelumnya, yaitu bertambah tinggi hingga 89 cm dari permukaan laut es Greenland.
Tim peneliti menjalankan model sebanyak 500 kali hingga tahun 3000 untuk masing-masing dari tiga kemungkinan skenario iklim di masa depan, menyesuaikan variabel kunci lahan, es, laut dan atmosfer untuk menguji pengaruhnya terhadap laju pencairan es. Tiga skenario iklim tersebut tergantung pada jumlah emisi gas rumah kaca di atmosfer di tahun-tahun mendatang.
Dalam skenario tanpa pengurangan emisi, penelitian ini menemukan bahwa seluruh Lapisan Es Greenland kemungkinan akan mencair di milenium berikutnya – tahun 3000, menyebabkan kenaikan permukaan air laut setinggi 5 hingga 7 meter.
Ilulissat, yang dikenal sebagai ‘kota gunung es’ terletak berdekatan dengan Gletser Ilulissat Greenland, yang mengalir ke Samudra Atlantik. Outlet gletser semacam ini menyebabkan hilangnya lapisan es di Greenland. Penelitian baru menunjukkan bahwa jika kehilangan ini berlanjut pada tingkat saat ini, itu bisa mengakibatkan Greenland tanpa es pada tahun 3.000 dan kenaikan permukaan laut global hingga 7 meter. Credit: Martin Truffer
Dalam skenario di mana emisi dapat distabilkan hingga akhir abad, model ini menunjukkan hilangnya es menurun hingga menjadi 26-57 persen dari total massa di tahun 3000.
Menghambat emisi secara drastis dapat menurunkannya pada akhir abad ini dan dapat membatasi hilangnya es sebesar 8-25 persen. Skenario ini akan menghasilkan kenaikan permukaan laut setinggi 1,8 meter di milenium berikutnya, menurut penelitian.
Model yang diperbarui lebih akurat mewakili aliran outlet glaciers – badan es seperti sungai yang terhubung ke laut. Outlet glaciers berperan penting dalam bagaimana lapisan es mencair, tetapi model sebelumnya kekurangan data untuk secara memadai mewakili pola aliran kompleks mereka. Studi ini menemukan bahwa gletser yang meleleh bisa mencapai 40 persen dari massa es yang hilang dari Greenland dalam 200 tahun ke depan.
Dengan menggabungkan data ketebalan es dari IceBridge dan mengidentifikasi sumber-sumber ketidakpastian statistik dalam model, studi ini menciptakan gambaran yang lebih akurat tentang bagaimana emisi gas rumah kaca yang dihasilkan manusia dan iklim pemanasan dapat memengaruhi Greenland di masa depan.
Menangkap perubahan aliran dan kecepatan pencairan outlet glacier membuat model lapisan es yang diperbarui lebih akurat daripada model sebelumnya, menurut penulis. Saat perairan laut telah memanas selama 20 tahun terakhir, mereka telah melelehkan es yang mengambang yang melindungi outlet glacier dari kenaikan suhu mereka. Akibatnya, outlet glacier mengalir lebih cepat, meleleh dan menjadi lebih tipis, dengan permukaan lapisan es yang lebih rendah memaparkan es baru ke udara hangat dan meleleh juga.
“Begitu kami memiliki akses ke pengamatan satelit, kami dapat menangkap kecepatan permukaan dari seluruh Lapisan Es Greenland dan melihat bagaimana es mengalir. Kami menyadari beberapa outlet glacier mengalir sangat cepat – perintah besarnya lebih cepat daripada bagian dalam lapisan es, “kata penulis utama Andy Aschwanden
Pengukuran ketebalan es IceBridge yang terperinci membantu tim untuk menjadi yang pertama memodelkan area-area ini di mana outlet glacier dipengaruhi oleh perairan laut yang lebih hangat, serta untuk memodelkan lebih banyak umpan balik yang kompleks dan proses yang mempengaruhi hilangnya es dari kemungkinan sebelumnya. Mereka memeriksa faktor-faktor penting seperti pencairan di bawah air, bongkahan es besar yang pecah dari gletser, perubahan tingkat salju yang turun dan naiknya suhu udara. Mereka juga meneliti faktor-faktor yang dapat memperlambat hilangnya es, seperti pergerakan permukaan bumi “memantul kembali” dari berat es yang sudah tidak ada lagi.
“Pada akhirnya, gletser mengalir menuruni bukit,” kata Aschwanden. “Itu sangat sederhana, tetapi jika kamu tidak tahu di mana lerengnya maka model itu tidak akan pernah bisa melakukan pekerjaannya dengan baik. Jadi, hal terpenting untuk memahami aliran es adalah mengetahui seberapa tebal es itu.”
Masing-masing dari tiga skenario emisi yang digunakan dalam penelitian ini menghasilkan pola yang berbeda dari kehilangan es di seluruh Greenland. Skenario paling parah menunjukkan kehilangan es di barat dan utara, sementara skenario menengah menunjukkan kehilangan es di sekitar pulau, kecuali di daerah ketinggian tertinggi. Skenario yang paling parah, di mana emisi terus meningkat pada tingkat saat ini, menunjukkan lebih dari setengah modelnya mengalami kehilangan lebih dari 99 persen lapisan es di tahun 3000.
Pada titik paling tebal, Lapisan Es Greenland saat ini berdiri lebih dari sekitar 3.000 meter di atas permukaan laut. Menjulang cukup tinggi hingga ke atmosfer untuk mengubah cuaca di sekitarnya, seperti pegunungan. Saat ini, pola cuaca menghasilkan salju yang hampir cukup untuk mengimbangi jumlah es yang mencair secara alami setiap tahun. Namun, di masa depan, pelelehan dan aliran akan menipiskan interior, menurunkannya menjadi lapisan atmosfer yang tidak memiliki kondisi yang diperlukan untuk salju yang cukup untuk mengisi ulang.
“Dalam iklim yang lebih hangat, gletser telah kehilangan wilayah di mana lebih banyak salju turun daripada mencair di musim panas, yang merupakan tempat terbentuknya es baru,” kata Mark Fahnestock. “Mereka seperti gumpalan es di pendingin terbuka yang mencair, dan tidak ada yang memasukkan es lagi ke pendingin.”
Tim menekankan bahwa terlepas dari kebutuhan untuk penelitian yang sedang berlangsung tentang bagaimana gletser akan bergerak dan meleleh dalam menanggapi suhu pemanasan, semua model berjalan menunjukkan bahwa beberapa dekade mendatang akan sangat penting dalam hasil masa depan lapisan es.
“Jika kita melanjutkan seperti biasa, Greenland akan mencair,” kata Aschwanden. “Apa yang kami lakukan saat ini dalam hal emisi, dalam waktu dekat, akan memiliki dampak jangka panjang yang besar pada Lapisan Es Greenland, dan dengan perluasan, jika meleleh, ke permukaan laut dan masyarakat manusia.”
Model dijalankan dilakukan pada superkomputer berkinerja tinggi di Pusat Penelitian Ames NASA dan University of Alaska Fairbanks (UAF) menggunakan Model Lembar Es Paralel (PISM), model sumber terbuka yang dikembangkan di UAF dan Institut Potsdam untuk Penelitian Dampak Iklim . NASA juga menyediakan dukungan dana untuk penelitian ini. Sementara model lapisan es lainnya dapat melakukan simulasi yang mereka lakukan, tim mengatakan, PISM unik untuk resolusi tinggi dan biaya komputasi yang rendah.
Operation IceBridge dari NASA adalah survei udara dan es di kutub dan es laut terbesar di dunia. Menggunakan berbagai pesawat dan instrumen ilmiah, IceBridge telah mengumpulkan data antara akhir misi pertama Ice, Cloud, and Land Elevation Satellite (ICESat) pada tahun 2010 dan yang kedua, ICESat-2, yang diluncurkan pada tahun 2018. Ini telah mengukur ketinggian es di bawah jalur terbangnya serta landasan di bawah lapisan es.
“Kampanye antariksa dan udara NASA, seperti IceBridge, telah secara mendasar mengubah kemampuan kami untuk mencoba dan membuat model meniru perubahan pada lapisan es,” kata Fahnestock. “Teknologi yang memungkinkan pencitraan yang lebih baik dari tempat tidur gletser seperti sepasang kacamata yang lebih baik memungkinkan kita untuk melihat lebih jelas. Hanya NASA yang memiliki pesawat dengan instrumen dan teknologi yang kita butuhkan dan bisa pergi ke tempat yang harus kita tuju.”
Gambar Spanduk: Lapisan Es Greenland adalah badan es terbesar kedua di dunia, yang meliputi sekitar 1.046.074 km persegi permukaan Greenland. Jika meleleh sepenuhnya, itu dapat berkontribusi hingga 7 meter kenaikan permukaan laut, menurut sebuah studi baru menggunakan data dari IceBridge Operasi NASA.
