Samudra Arktik diserang oleh tetangganya lebih awal dari yang diperkirakan siapa pun

Kutub Utara. Atlantik. Sejak dahulu kala, kedua samudera itu telah ada dalam harmoni, karena air hangat dan asin dari Atlantik mengalir dengan lembut ke Kutub Utara. Sifat stratifikasi Arktik—es laut di bagian atas, air tawar yang dingin di tengah, dan air asin yang hangat di bagian bawah—membantu memperkuat batas antara Samudra Arktik dan Atlantik yang lebih hangat.

Tapi semuanya berubah ketika lautan yang lebih besar mulai mengalir lebih cepat daripada yang bisa ditampung oleh Samudra Arktik, melemahkan perbedaan antara lapisan dan mengubah perairan Arktik menjadi sesuatu yang mirip dengan Atlantik. Proses ini, yang disebut atlantifikasi, adalah bagian dari alasan mengapa Arktik memanas lebih cepat daripada lautan lainnya.

“Ini bukan invasi baru ke Kutub Utara,” kata Ewing Djern Lin, ahli kelautan fisik di Universitas Bangor di Wales. “Yang baru adalah karakteristik Kutub Utara berubah.”

Satelit memberikan beberapa pengukuran paling jelas tentang perubahan di Samudra Arktik dan es laut. Tetapi catatan mereka baru berusia hampir 40 tahun, mengaburkan bagaimana iklim laut telah berubah dalam beberapa dekade sebelumnya.

“Untuk kembali ke masa lalu, kita membutuhkan semacam mesin waktu,” kata Tommaso Tessi, seorang peneliti di CNR Polar Institute di Italia.

Dalam sebuah makalah yang diterbitkan Rabu di majalah kemajuan ilmu pengetahuanTessie dan rekan-rekannya dapat kembali ke masa lalu dengan menggunakan sampel sedimen sepanjang yard yang diambil dari dasar laut, yang melestarikan 800 tahun perubahan sejarah di perairan Arktik. Analisis mereka menemukan bahwa Atlantifikasi dimulai pada awal abad ke-20 – beberapa dekade sebelum proses tersebut didokumentasikan oleh citra satelit. Kutub Utara telah menghangat sekitar 2 derajat Celcius sejak 1900. Tapi Atlantis awal ini belum muncul dalam model iklim historis saat ini, perbedaan yang menurut penulis dapat mengungkapkan kesenjangan dalam perkiraan ini.

“Ini sedikit mengkhawatirkan karena kami mengandalkan model ini untuk prediksi iklim di masa depan,” kata Dr. Tessie.

Mohamed Ezzat, seorang peneliti di Universitas Arktik Troms di Norwegia, yang tidak terlibat dalam penelitian tersebut, menggambarkan hasilnya sebagai “luar biasa”.

“Informasi tentang perubahan jangka panjang di masa lalu dalam hidrografi Samudra Arktik diperlukan, dan sudah lama tertunda,” tulis Dr. Ezzat dalam email.

Pada tahun 2017, para peneliti mengekstraksi inti sedimen dari dasar laut Kongsfjorden, sebuah fjord es di ujung timur Selat Fram, pintu gerbang antara kepulauan Norwegia Svalbard dan Greenland, tempat perairan Arktik dan Atlantik bercampur.

Para peneliti mengiris pulp secara berkala dan mengeringkan lapisan-lapisan itu. Kemudian datang proses penyaringan dan pengambilan sampel foraminifera yang melelahkan – organisme bersel tunggal yang membangun cangkang rumit di sekitar mereka menggunakan mineral di laut.

Ketika foraminifera mati, cangkangnya melayang ke dasar laut dan menumpuk di lapisan sedimen. Makhluk-makhluk ini adalah petunjuk penting dalam sampel sedimen. Dengan mengidentifikasi foraminifera yang ada dalam sampel dan menganalisis kimia cangkangnya, para ilmuwan dapat memperoleh karakteristik lautan masa lalu.

Ide awal tim adalah untuk merekonstruksi kondisi oseanografi di daerah yang berisi perairan Arktik dan Atlantik, kembali ke 1.000 hingga 2.000 tahun yang lalu. Tetapi dalam irisan daging buah yang berasal dari awal 1900-an, para peneliti melihat peningkatan besar dan tiba-tiba dalam konsentrasi foraminifera yang lebih menyukai lingkungan asin—tanda atlantoifikasi, jauh lebih awal dari yang pernah didokumentasikan siapa pun.

“Terlalu banyak kejutan dalam salah satu penelitian,” kata Francesco Mochitello, ahli kelautan di University of Cambridge dan penulis makalah penelitian.

Jumlah sedimen yang begitu tinggi sehingga para peneliti mampu mengumpulkan kronologi iklim masa lalu hingga lima atau sepuluh tahun. Selain itu, biomarker molekuler dapat mengidentifikasi tahun tertentu, 1916, ketika penambangan batubara dimulai di Kongsfjorden. Karena metamorfosis berat terjadi tepat sebelum tanda ini, para peneliti memperkirakan bahwa Atlantifikasi dimulai sekitar tahun 1907, kurang lebih.

Ketika para peneliti membandingkan data dari model iklim kuno dengan yang lain untuk melihat apakah mereka tumpang tindih, mereka menemukan bahwa model iklim saat ini tidak memiliki tanda-tanda Atlantifikasi awal ini. Para peneliti menyarankan sejumlah kemungkinan alasan di balik ketidakhadiran ini, seperti meremehkan peran pencampuran air tawar di Kutub Utara atau kepekaan kawasan itu terhadap pemanasan.

Dr. Lin, yang tidak terlibat dalam penelitian, melihat perbedaan antara Atlantik awal ini dan Atlantik cepat saat ini, yang sebagian besar didorong oleh pencairan es laut Arktik. “Masih terlalu dini setelah revolusi industri bagi kita untuk mengakumulasi kelebihan panas dalam sistem planet untuk menjadi antropogenik pada saat itu,” kata Dr. Lin.

Penulis tidak yakin dengan alasan pasti di balik Atlantifikasi awal. Jika pengaruh manusia adalah penyebabnya, “seluruh sistem lebih sensitif terhadap gas rumah kaca daripada yang kita duga sebelumnya,” kata Dr. Mochitiello.

Kemungkinan lain, pemanasan alami sebelumnya mungkin telah membuat Samudra Arktik lebih sensitif terhadap percepatan Atlantik dalam beberapa dekade terakhir. “Mungkinkah kita telah mengacaukan sistem yang sudah berubah?” kata Dr Tessie.

Ini adalah teka-teki gila dari setiap model iklim kuno. “Tak satu pun dari kami ada di sana,” kata Dr. Lin sambil tertawa.

Meskipun ini berlaku untuk manusia, tidak berlaku untuk karang di Selat Fram. Hewan berumur panjang mencatat perubahan iklim dan faktor lainnya, menjadikannya penjaga sejarah iklim yang sangat baik. Dr Tessie berharap untuk mempelajari karang yang tinggal di selat berikutnya, untuk melihat wawasan yang mungkin diberikannya tentang perebutan Arktik oleh Atlantik.