SULAWESI TENGAH — Lapisan es Barnes Ice Cap di Pulau Baffin, Arktik Kanada, sempat kembali meluas sekitar 2.000 tahun lalu sebelum trennya berbalik pada 1960 akibat pemanasan gas rumah kaca. Temuan ini dipublikasikan di jurnal Science berdasarkan penanggalan isotop berilium-10 dan radiokarbon sisa lumut yang terawetkan di bawah es. Penelitian memberi petunjuk baru soal bagaimana iklim alami dan aktivitas manusia memengaruhi siklus zaman es.
Barnes Ice Cap merupakan sisa terakhir dari kubah es Laurentide, lapisan es terbesar pada zaman Pleistosen yang dahulu menutupi sebagian besar Kanada dengan ketebalan mencapai sekitar 3 kilometer. Pada puncaknya, lapisan es raksasa itu menyimpan air dalam jumlah sedemikian besar sehingga permukaan laut global berada sekitar 80 meter lebih rendah dibandingkan jika seluruh airnya berada di lautan.
Ketika Bumi menghangat setelah puncak zaman es terakhir, Laurentide menyusut dan hampir seluruhnya menghilang, menyisakan Barnes Ice Cap di dataran tinggi Pulau Baffin. Penelitian terbaru menemukan bahwa penyusutan itu tidak berlangsung satu arah.
Nicolas Young, ahli geologi dari Lamont-Doherty Earth Observatory, Columbia University, sekaligus penulis utama penelitian, menjelaskan posisi penting Barnes Ice Cap dalam memahami sejarah lapisan es tersebut.
"Barnes adalah bagian terakhir yang tersisa dari salah satu kubah lapisan es Laurentide," kata Young.
Menurut Young, sisa lapisan es ini menyimpan rekaman perubahan lingkungan yang terjadi ketika lapisan es raksasa tersebut menyusut dan kemudian kembali meluas. Kunci penelitiannya terletak pada kondisi dasar es: Barnes Ice Cap membeku langsung pada batuan di bawahnya, sehingga tidak banyak mengikis permukaan tanah seperti gletser yang bergerak di atas lapisan air lelehan.
Akibatnya, tumbuhan yang pernah hidup di permukaan tanah dapat tertimbun dan terawetkan ketika es kembali menutupi wilayah tersebut.
Untuk mengetahui kapan lapisan es kembali meluas, para peneliti memakai dua metode penanggalan independen. Metode pertama mengukur isotop berilium-10 pada permukaan batuan, yang terakumulasi ketika batuan terpapar sinar kosmik. Jumlah isotop itu memperkirakan berapa lama batuan terbuka setelah lapisan es mundur.
Hasilnya menunjukkan lapisan es Laurentide telah mundur hingga mendekati batas es saat ini sekitar 3.600 tahun lalu, dan kemungkinan menyusut lebih jauh sekitar 3.000 tahun lalu. Metode kedua memanfaatkan sisa tumbuhan yang ditemukan di bawah es, yang pernah tumbuh di tanah terbuka sebelum tertutup kembali oleh lapisan es.
"Jadi, tumbuhan-tumbuhan itu ada di sana, hidup seperti biasa, sampai akhirnya lapisan es Laurentide mulai meluas kembali. Ketika batas es menutupi lumut tersebut, es itu benar-benar membunuhnya," ujar Young.
Penanggalan radiokarbon terhadap sisa lumut menghasilkan apa yang dalam ilmu gletser dikenal sebagai kill date, yaitu perkiraan kapan tumbuhan tersebut tertutup es dan mati.
Dengan menggabungkan hasil penanggalan dari berbagai lokasi, para peneliti merekonstruksi pergerakan batas lapisan es selama ribuan tahun. Sekitar 70% hasil penanggalan radiokarbon terkonsentrasi di sekitar tahun 1800, bertepatan dengan puncak periode Little Ice Age atau Zaman Es Kecil.
Young berpendapat periode tersebut bukan awal perluasan es, melainkan salah satu tahap akhir dari proses yang telah berlangsung sekitar 2.000 tahun. Bukti dari lapisan es kecil lain di dataran tinggi yang sama memperkuat kesimpulan itu: hampir 200 hasil penanggalan tumbuhan dari lokasi-lokasi tersebut menunjukkan perluasan es baru dimulai sekitar 2.000 tahun lalu.
"Artinya, semua lapisan es kecil di wilayah itu tidak mulai meluas kembali sampai sekitar 2.000 tahun lalu," kata Young.
Karena Barnes Ice Cap berada tidak jauh dari lokasi-lokasi tersebut, para peneliti menilai lapisan es itu kemungkinan besar juga mulai meluas pada periode yang sama.
Perubahan arah perluasan es dipengaruhi dua faktor yang bekerja berlawanan: berkurangnya energi Matahari yang mencapai wilayah lintang tinggi di belahan Bumi utara, dan meningkatnya konsentrasi karbon dioksida di atmosfer. Sejak sekitar 1960, pemanasan akibat peningkatan gas rumah kaca membuat lapisan es kembali kehilangan massanya.
Temuan yang diterbitkan di jurnal Science ini memberikan petunjuk baru tentang bagaimana perubahan iklim alami dan aktivitas manusia dapat memengaruhi siklus zaman es di Bumi. Bagi peneliti iklim, Barnes Ice Cap berfungsi sebagai catatan lapangan yang langka karena merekam transisi dari pendinginan alami menuju pemanasan yang didorong emisi.