Penelitian menunjukkan bahwa es yang mencair memperlambat rotasi bumi dan menggeser porosnya

Penelitian baru menunjukkan bahwa perubahan iklim mengubah bumi hingga ke intinya.

Ketika es di kutub dan gletser mencair akibat pemanasan global, air yang sebelumnya terkonsentrasi di bagian atas dan bawah bumi kini bergerak menuju ekuator. Massa ekstra di sekitar bagian tengah bumi memperlambat rotasinya, yang pada gilirannya memperpanjang hari-hari kita.

Sebuah studi baru memberikan lebih banyak bukti mengenai dinamika ini, menunjukkan bahwa perubahan es di planet ini cukup besar sehingga mempengaruhi poros bumi – garis tak kasat mata di pusat bumi tempat ia berputar. Bersama-sama, transformasi ini menyebabkan reaksi bawah permukaan, mempengaruhi pergerakan cairan di inti cair bumi.

Hasilnya dipublikasikan di dua jurnal, Nature Geoscience dan Proceedings of the National Academy of Sciences, pekan lalu.

Penelitian tersebut, bersama dengan penelitian serupa yang diterbitkan pada bulan Maret, menunjukkan bahwa manusia telah memanipulasi elemen dasar sifat fisik planet – sebuah proses yang akan terus berlanjut bahkan setelah suhu global stabil dan lapisan es yang mencair mencapai keseimbangan.

“Anda dapat menambahkan rotasi bumi ke dalam daftar hal-hal yang sepenuhnya dipengaruhi oleh manusia,” kata salah satu penulis dua studi baru tersebut, Benedikt Soja, asisten profesor geodesi luar angkasa di Institut Teknologi Federal Swiss di Zurich.

Perubahan rotasi Bumi cukup signifikan sehingga suatu hari nanti bisa menyaingi efek gaya pasang surut yang disebabkan oleh Bulan – jika emisi karbon terus berlanjut pada tingkat ekstrem, kata Suga.

Secara umum, kecepatan rotasi bumi bergantung pada bentuk planet dan distribusi massanya – faktor yang diatur oleh beberapa gaya yang berlawanan.

Para ilmuwan sering membandingkannya dengan seorang skater es: ketika para skater berputar dengan tangan terentang, putarannya akan lebih lambat. Namun jika para skater menjaga lengannya tetap erat, putarannya akan lebih cepat.

Demikian pula, gesekan pasang surut air laut akibat gravitasi Bulan memperlambat rotasi Bumi. Hal ini mempunyai dampak terbesar terhadap laju rotasi planet secara historis, kata Suga.

Sementara itu, di beberapa wilayah lintang tinggi, pemulihan kerak bumi yang lambat setelah hilangnya gletser Zaman Es terjadi dalam arah yang berlawanan, sehingga mempercepat rotasi planet.

Kedua proses tersebut mempunyai dampak jangka panjang terhadap kecepatan sudut bumi.

Namun kini, pencairan es yang cepat akibat pemanasan global merupakan kekuatan baru yang sangat kuat. Jika manusia terus mencemari planet ini dengan emisi karbon, dampak hilangnya es bisa melebihi dampak yang terjadi di bulan, kata Suga.

“Dalam skenario terburuk, perubahan iklim akan menjadi faktor paling dominan,” imbuhnya.

Faktor penting keempat yang mempengaruhi rotasi bumi adalah pergerakan fluida di dalam intinya. Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa hal ini dapat mempercepat atau memperlambat rotasi planet – sebuah tren yang dapat berubah dalam interval 10 hingga 20 tahun. Saat ini, inti bumi untuk sementara menyebabkan rotasi bumi sedikit meningkat, melawan perlambatan yang disebabkan oleh perubahan iklim.

Perubahan iklim tampaknya juga berdampak pada inti bumi, akibat mencairnya es dan pergeseran sumbu rotasi planet.

Para peneliti di balik studi baru ini membangun model gerakan kutub selama 120 tahun, atau bagaimana sumbu bergeser seiring waktu. Mereka menemukan bahwa perubahan distribusi massa di planet ini akibat pencairan es kemungkinan besar berkontribusi pada fluktuasi kecil dalam pergerakan kutub.

Suga memperkirakan bahwa perubahan iklim kemungkinan besar menyebabkan perubahan satu meter dalam satu dekade.

Penelitian juga menunjukkan bahwa pergerakan batuan cair di dalam bumi beradaptasi dengan perubahan sumbu dan laju rotasinya – suatu proses umpan balik di mana permukaan bumi mempengaruhi interiornya.

“Rotasinya sedikit berubah, dan menurut kami hal ini secara tidak langsung dapat berdampak pada jantung. Ini sesuatu yang tidak mudah untuk diukur secara langsung karena kami tidak bisa turun ke sana,” kata Suga.

Temuan ini berkaitan dengan cara manusia mengetahui waktu dan cara menempatkan satelit di luar angkasa.

“Jika kita ingin mengirim misi baru ke Mars, misalnya, kita benar-benar perlu mengetahui secara pasti keadaan bumi di luar angkasa, dan jika keadaan ini berubah, kita bisa saja melakukan kesalahan navigasi atau kesalahan eksplorasi,” kata Suga.

Misalnya, mengubah poros bumi sebesar 1 meter dapat menyebabkan pesawat ruang angkasa meleset dari targetnya sejauh 100 atau 1.000 meter ketika tiba di Mars.

Mengenai pengukuran waktu, penelitian yang diterbitkan pada bulan Maret menunjukkan bahwa perubahan iklim telah menunda kebutuhan untuk menambahkan “detik kabisat negatif” ke Waktu Universal Terkoordinasi untuk menjaga jam dunia tetap sejalan dengan rotasi bumi.

Duncan Agnew, ahli geofisika di Scripps Institution of Oceanography di UC San Diego, yang memimpin penelitian sebelumnya, mengatakan penelitian baru ini “sangat cocok” dengan karyanya.

“Ini memperluas hasil ke masa depan dan mempertimbangkan lebih dari satu skenario iklim,” kata Agnew, seraya menambahkan bahwa meskipun Soga dan rekan-rekan peserta mengambil pendekatan yang berbeda, mereka mencapai hasil yang serupa dengan hasil yang dicapainya.

“Berbagai penemuan hampir menjadi hal yang lumrah dalam sains – dan ini adalah kasus lain,” kata Agnew.

Thomas Herring, seorang profesor geofisika di MIT, yang tidak terlibat dalam kedua penelitian tersebut, mengatakan bahwa penelitian baru ini sebenarnya dapat memberikan wawasan tentang bagaimana perubahan di permukaan bumi mempengaruhi apa yang terjadi di dalamnya.

“Untuk umpan balik antara proses permukaan dan inti, menurut saya itu masuk akal,” kata Herring melalui email, menjelaskan bahwa proses “skala besar” di permukaan dapat “menembus inti cair.”