Tulisan blog ini mengkaji secara rinci bagaimana suhu laut yang tinggi dan arus laut di wilayah Antartika Barat memusatkan air hangat di bawah lapisan es kecil, mempercepat pencairan, dan apa arti fenomena ini bagi perubahan lapisan es di seluruh Antartika.
Benua Antartika menyimpan es yang sangat besar, cukup untuk menaikkan permukaan laut global sekitar 57 meter jika mencair seluruhnya. Di antara es ini, lapisan es mengacu pada struktur di mana lapisan es raksasa yang menutupi daratan, setebal beberapa kilometer, bergerak ke arah pantai di bawah pengaruh gravitasi, dengan sebagiannya membentang di atas daratan dan mengapung di laut. Sekitar 75% garis pantai Antartika ditutupi oleh lapisan es tersebut, dengan ketebalan bervariasi dari 100 meter hingga 1,000 meter tergantung wilayahnya. Perubahan massa lapisan es dari waktu ke waktu berkaitan erat dengan pemanasan global dan dianggap sebagai elemen kunci dalam penelitian perubahan iklim. Di antara faktor-faktor yang menyebabkan hilangnya es dari lapisan es, jumlah es yang pecah menjadi gunung es relatif mudah diamati. Namun, data tentang seberapa banyak es yang mencair dan menghilang dari bagian bawah lapisan es karena pengaruh air laut yang hangat telah lama langka. Hal ini karena bagian bawah lapisan es sangat sulit diakses. Baru-baru ini, perubahan pola angin di sekitar Antartika telah memungkinkan air laut dalam yang lebih hangat menembus lapisan es, sehingga meningkatkan kebutuhan akan pengukuran akurat proses ini. Pencairan di dasar lapisan es berdampak langsung pada kenaikan permukaan laut di sekitar Antartika.
Massa total lapisan es ditentukan oleh empat faktor. Pertama, pasokan es yang mengalir dari daratan untuk membentuk lapisan es merupakan faktor kunci yang meningkatkan massanya. Kedua, jumlah salju yang terakumulasi di permukaan lapisan es juga berkontribusi terhadap pertumbuhannya. Sebaliknya, jumlah es yang pecah menjadi gunung es dan hanyut ke laut mengurangi massa lapisan es. Demikian pula, jumlah es yang mencair dari dasar lapisan es karena pengaruh air laut yang hangat juga menyebabkan lapisan es menyusut. Perubahan total massa lapisan es dihitung berdasarkan interaksi keempat faktor ini. Baru-baru ini, dengan akumulasi data satelit, analisis elemen-elemen ini menjadi mungkin.
Pasokan es yang mengalir dari daratan untuk membentuk lapisan es dihitung dengan mengukur kecepatan aliran es dan ketebalannya pada batas pertemuan lapisan es dengan daratan. Kecepatan aliran es dapat dihitung dengan presisi hingga sentimeter dengan membandingkan dua citra radar yang ditangkap oleh satelit pada interval waktu yang teratur. Ketebalan es dihitung dengan mengukur ketinggian es yang mengapung di permukaan air menggunakan altimeter satelit, kemudian memperhitungkan daya apung yang timbul dari perbedaan densitas antara es dan air laut.
Jumlah salju yang terakumulasi di lapisan es dihitung dengan menggabungkan inti es yang diperoleh melalui pengeboran dengan model prediksi iklim, mencapai akurasi yang relatif tinggi. Jumlah es yang hilang sebagai gunung es dapat diukur berdasarkan luas dan ketebalan gunung es. Namun, dalam praktiknya, pelacakan sulit karena gunung es bergerak cepat dan mencair dengan cepat di air laut, membuat kuantifikasi yang tepat menjadi tantangan. Oleh karena itu, untuk memastikan keandalan jangka panjang, para peneliti secara tidak langsung menghitung kehilangan massa dari anak gunung es dengan mengukur kecepatan dan ketebalan es pada garis referensi beberapa kilometer ke daratan dari tepi lapisan es. Perubahan pada keseluruhan luas dan ketebalan lapisan es digunakan untuk menentukan total peningkatan atau penurunan massa lapisan es, yang juga memungkinkan untuk estimasi jumlah es yang mencair dan menghilang dari dasar lapisan es.
Temuan penelitian menunjukkan bahwa jumlah es yang dipasok dari daratan ke seluruh lapisan es Antartika selama satu tahun adalah sekitar 2.049 triliun ton, sementara salju yang terakumulasi di permukaan lapisan es berjumlah sekitar 444 miliar ton. Sebaliknya, es yang hilang akibat terpisahnya gunung es dari lapisan es berjumlah sekitar 1.321 triliun ton, sementara es yang hilang akibat pencairan di dasar lapisan es, yang dipengaruhi oleh air laut yang hangat, berjumlah sekitar 1.454 triliun ton. Pada akhirnya, seluruh sistem lapisan es Antartika mengalami kehilangan massa tahunan sekitar 282 miliar ton. Di antara kehilangan ini, pencairan dasar lapisan es menyumbang rata-rata 52%, tetapi menunjukkan variasi regional yang signifikan, berkisar dari minimum 10% hingga maksimum 90%.
Analisis yang membagi perairan Antartika menjadi empat zona berdasarkan garis bujur menunjukkan bahwa di lapisan es kecil seperti Lapisan Es Pulau Pine dan Lapisan Es Croz di wilayah Antartika Barat, pencairan dasar lapisan es mencapai rata-rata 74%. Sebaliknya, wilayah lain umumnya berkisar sekitar 40%. Khususnya, Lapisan Es Filchner–Ronne (yang membentang di Antartika Utara dan Barat Daya) dan Lapisan Es Ross (Antartika Selatan), yang bersama-sama menghasilkan sekitar sepertiga dari seluruh gunung es Antartika, menunjukkan proporsi pencairan dasar lapisan es yang sangat rendah, hanya 17%.
10 lapisan es terbesar, yang menutupi 91% luas lapisan es Antartika, hanya menyumbang sekitar setengah dari total volume lelehan dasar lapisan es Antartika. Separuh sisanya terdapat pada lapisan es kecil yang hanya menutupi 9% dari total luas. Fenomena ini muncul karena lapisan es kecil terkonsentrasi di perairan Laut Antartika Barat yang relatif lebih hangat. Oleh karena itu, pendekatan yang digunakan dalam studi-studi sebelumnya—hanya mengekstrapolasi data yang berpusat pada lapisan es besar secara proporsional berdasarkan luas—kemungkinan besar telah melebih-lebihkan total volume lelehan dasar lapisan es Antartika.
Dengan meneliti volume lelehan dasar lapisan es per satuan luas, rata-rata Antartika adalah sekitar 0.81 meter per tahun. Namun, variasi regional cukup besar, berkisar dari 0.07 meter hingga maksimum 15.96 meter. Lapisan es kecil di Antartika Barat menunjukkan laju leleh yang sangat tinggi, sementara lapisan es besar di wilayah lain menunjukkan laju yang relatif rendah. Perbedaan ini merupakan hasil dari interaksi kompleks antara topografi di bawah lapisan es dan struktur suhu air laut. Pencairan sangat intens di bawah lapisan es yang dekat dengan daratan, sementara pembekuan air laut justru meningkat seiring jarak dari daratan. Temuan ini menegaskan kembali bahwa pencairan sub-es di lapisan es Antartika sangat bervariasi tergantung pada kondisi lokal dan lingkungan laut, dan bahwa hal itu memiliki dampak penting pada kenaikan muka air laut global dan sistem iklim.
