Apabila tahap peningkatan karbon dioksida gas rumah hijau dan menghangatkan bumi, es Antartika akan menjadi lebih terdedah kepada kitaran pada skala astronomi, terutamanya kecenderungan planet kita kerana ia berputar di sekelilingnya.
Penyelidikan baru mendapati bahawa lebih daripada 30 juta tahun sejarah, lembaran ais Antartika bertindak balas dengan kuat kepada sudut kemiringan Bumi pada paksi apabila es meluas ke lautan, berinteraksi dengan arus yang boleh membawa air hangat mengetuk pada margin mereka dan menyebabkan peningkatan lebur. Kesan kecondongan memuncak apabila paras karbon dioksida serupa dengan apa yang diperkirakan ahli sains untuk abad yang akan datang, jika manusia tidak mendapat pelepasan yang terkawal.
Oleh kerana tahap karbon dioksida menembusi 400 bahagian per juta, iklim akan menjadi lebih sensitif terhadap kecondongan bumi, atau keabadian, penyelidik melaporkan Jan 14 di jurnal Nature Geoscience.
"Benar-benar kritikal adalah jumlah karbon dioksida di atmosfera," kata pengarang penulis kajian Stephen Meyers, ahli paleoklimatologi di University of Wisconsin, Madison.
Satu senario karbon dioksida yang tinggi dan sudut kecondongan yang tinggi boleh menjadi sangat menghancurkan kepada ais yang tebal batu yang meliputi Antartika.
Membina semula masa lampau
Lebih kurang 40,000 tahun, paksi bumi mengarah ke belakang dan sebagainya "seperti kerusi goyang," kata Meyers. Pada masa ini kecerunan ini adalah kira-kira 23.4 darjah, tetapi ia boleh menjadi sekurang-kurangnya 22.1 darjah atau sebanyak 24.5 darjah.
Masalah kecondongan untuk saat dan di mana sinar matahari menyentuh dunia, dan dapat mempengaruhi iklim.
Untuk membina semula sejarah bagaimana ais Antarctica telah memberi respons kepada kecenderungan ini, Meyers dan pengarangnya menggunakan beberapa sumber maklumat mengenai cuaca di masa lalu Bumi. Satu sumber ialah kalsium karbonat dari dasar laut, ditinggalkan oleh organisma bersel tunggal yang dipanggil benthic foraminifera. Organisme ini mengeluarkan kulit kalsium karbonat di sekeliling mereka, mengunci rekod kimia dan atmosfera yang berterusan secara global dan berterusan.
Rekod sedimen dari sekitar Antartika menyediakan sumber sejarah iklim yang lain - pakar pengkaji dan paleoklimatologi pakar Richard Levy dari Sains GNS dan Victoria University of Wellington di New Zealand. Ini sedimen, dibor dari dasar lautan dalam panjang, teras kolumnar, juga memegang rekod masa lampau. Glasier, misalnya, membuang campuran lumpur, pasir dan batu yang tersendiri di mana ia duduk. Struktur ini memberikan gambaran yang sangat terperinci di mana lembaran ais sekali, kata Meyers, tetapi terdapat jurang dalam rekod.
Kitaran ais
Dengan data dari kedua-dua sumber, penyelidik menyusun satu sejarah Antartika dari 34 juta hingga 5 juta tahun yang lalu. Lembaran ais pertama yang pertama di Antartika dibentuk 34 juta tahun yang lalu, kata Levy, dan ais laut sepanjang tahun menjadi norma hanya 3 juta tahun yang lalu, ketika kadar karbon dioksida turun di bawah 400 bahagian per juta.
Dari kira-kira 34 juta tahun yang lalu hingga kira-kira 25 juta tahun yang lalu, karbon dioksida sangat tinggi (600 hingga 800 ppm) dan kebanyakan ais Antartika adalah berasaskan darat, tidak bersentuhan dengan laut. Muncul dan mundur es di benua itu agak tidak sensitif terhadap kecenderungan planet pada masa ini, penyelidik mendapati. Antara kira-kira 24,5 juta dan sekitar 14 juta tahun yang lalu, karbon dioksida atmosfera turun menjadi antara 400 dan 600 ppm. Lembaran ais maju lebih kerap ke laut, tetapi tidak ada banyak ais laut terapung. Pada masa ini, planet ini menjadi sangat sensitif terhadap kecondongan paksi bumi.
Antara 13 juta hingga 5 juta tahun yang lalu, tahap karbon dioksida turun lagi, serendah 200 ppm. Es air terapung menjadi lebih menonjol, membentuk kerak di lautan terbuka pada musim sejuk dan menipis hanya pada musim panas. Sensitiviti terhadap kecondongan bumi merosot.
Tidak jelas sama sekali mengapa perubahan sensitiviti ini berlaku, Levy memberitahu Sains Live, tetapi alasannya menyentuh hubungan antara ais dan lautan. Semasa kecondongan yang tinggi, kawasan kutub panas dan perbezaan suhu di antara khatulistiwa dan tiang menjadi kurang ekstrem. Ini, seterusnya, mengubah corak angin dan semasa - yang sebahagian besarnya didorong oleh perbezaan suhu ini - akhirnya meningkatkan aliran air laut yang hangat ke tepi Antartika.
Apabila ais kebanyakannya berasaskan tanah, aliran ini tidak menyentuh ais. Tetapi apabila lembaran ais didasarkan pada dasar laut, bersentuhan dengan arus, aliran air suam sangat banyak. Es laut terapung muncul untuk menyekat beberapa aliran, mengurangkan kecenderungan lembaran ais untuk mencairkan. Tetapi apabila tahap karbon dioksida cukup tinggi, ais laut terapung mencair, tidak ada yang menghentikan arus hangat itu. Itulah apabila kecenderungan bumi kelihatan paling penting, seperti yang berlaku antara 24,5 juta hingga 14 juta tahun yang lalu.
Sejarah ini menimbulkan masalah untuk masa depan Antartika. Pada tahun 2016, tahap karbon dioksida di atmosfer bumi melonjak ke 400 ppm, secara kekal. Kali terakhir dalam sejarah geologi bumi bahawa karbon dioksida adalah tinggi ini, tiada ais di lautan sepanjang tahun di Antartika, kata Levy. Sekiranya pelepasan berterusan, ais laut akan menjadi lemah, kata Levy, "dan kami akan kembali ke dunia yang tidak wujud selama berjuta-juta tahun."
"Lembaran ais berasaskan laut yang terdedah kepada keluasan Antartika akan merasakan kesan kecondongan kami yang agak tinggi, dan pemanasan lautan di margin Antartika akan diperkuat," katanya.
Pada hari Isnin (14 Januari), satu lagi kumpulan penyelidik melaporkan bahawa kadar mencairkan Antartika sudah enam kali lebih cepat daripada hanya beberapa dekad lalu. Para penyelidik mendapati bahawa benua itu kehilangan kira-kira 40 gigatons ais setahun antara 1979 dan 1990. Antara 2009 dan 2017, ia kehilangan 252 gigaton ais setahun, secara purata.
Para penyelidik kini melihat variasi kecil kepekaan terhadap kecondongan bumi yang berlaku di tiga corak yang mereka temukan, namun mesej utama sudah jelas, kata Levy.
"Es laut Antartika jelas penting," katanya. "Kami perlu meneruskan dan mencari cara untuk memenuhi sasaran pelepasan."
