Perubahan Iklim Memperlambat Rotasi Bumi Lebih Cepat

Pencairan es di wilayah kutub dan perubahan distribusi massa air membuat rotasi Bumi melambat sehingga durasi satu hari bertambah. Penelitian ilmuwan Universitas Wina dan ETH Zurich menunjukkan laju perubahan tersebut belum pernah terjadi dalam 3,6 juta tahun terakhir, dilansir dari Detikcom. Temuan yang diterbitkan dalam jurnal Journal of Geophysical Research: Solid Earth itu menghubungkan perubahan iklim modern dengan perubahan kecepatan rotasi planet.

Dampaknya memang hanya mencapai skala milidetik, tetapi berpotensi memengaruhi bidang yang membutuhkan pengukuran rotasi Bumi secara presisi. Pencairan lapisan es di kutub dan gletser pegunungan memindahkan air ke lautan. Selain berkontribusi terhadap kenaikan permukaan laut, perpindahan tersebut mengubah persebaran massa di permukaan Bumi dan memengaruhi kecepatan putarannya.

Mostafa Kiani Shahvandi dari Universitas Wina menjelaskan mekanisme ini melalui perumpamaan atlet seluncur es. Ketika seorang atlet merentangkan kedua tangan, putarannya melambat, sedangkan gerakan mendekatkan tangan ke tubuh membuat putaran berlangsung lebih cepat.

Prinsip serupa terjadi pada Bumi. Ketika massa air berpindah dari wilayah kutub menuju lautan yang lebih dekat dengan khatulistiwa, distribusi massa planet berubah sehingga rotasinya melambat dan panjang hari meningkat. Perubahan tersebut tidak berarti setiap hari secara langsung bertambah selama 1,33 milidetik. Angka itu menggambarkan laju pertambahan panjang hari per abad, sehingga perubahan durasi harian terlalu kecil untuk dirasakan manusia secara langsung.

Berdasarkan penelitian sebelumnya, laju pertambahan panjang hari akibat perubahan iklim mencapai sekitar 1,33 milidetik per abad selama periode 2000-2020.

Rekonstruksi perubahan panjang hari selama 3,6 juta tahun

Untuk membandingkan kondisi modern dengan masa lampau, tim peneliti menyusun rekonstruksi perubahan permukaan laut sepanjang 3,6 juta tahun terakhir. Penelitian ini dipimpin oleh Mostafa Kiani Shahvandi dari Universitas Wina bersama Benedikt Soja, profesor geodesi antariksa di ETH Zurich. Salah satu sumber data yang digunakan adalah fosil foraminifera bentik, yaitu organisme laut bersel satu.

Komposisi kimia cangkangnya menyimpan petunjuk mengenai kondisi laut pada masa lalu, termasuk perubahan permukaan air laut. Informasi tersebut dimanfaatkan untuk memperkirakan perubahan panjang hari yang berkaitan dengan fluktuasi permukaan laut. Para peneliti juga menggunakan model difusi probabilistik berbasis fisika untuk memperhitungkan ketidakpastian dalam data paleoklimatologi.

Melalui pendekatan itu, tim dapat membandingkan laju perubahan pada masa lampau dengan kondisi modern. Hasil analisis memperlihatkan bahwa peningkatan panjang hari pada periode 2000-2020 berada pada tingkat yang menonjol dibandingkan sebagian besar periode dalam rekonstruksi tersebut.

Mostafa Kiani Shahvandi menyampaikan bahwa periode sebelumnya dengan laju perubahan serupa masih menjadi pertanyaan penelitian. Perbandingan dengan rekonstruksi masa lampau membantu menguji seberapa luar biasa perubahan yang berlangsung saat ini. Menurut Benedikt Soja, peningkatan panjang hari pada era modern terutama berkaitan dengan aktivitas manusia yang mendorong perubahan iklim.

"Peningkatan pesat panjang hari ini menunjukkan bahwa laju perubahan iklim modern belum pernah terjadi sebelumnya setidaknya sejak akhir Pliosen, 3,6 juta tahun yang lalu. Peningkatan pesat panjang hari saat ini terutama dapat dikaitkan dengan pengaruh manusia," kata Benedikt Soja, Profesor Geodesi Antariksa di ETH Zurich.

Meski demikian, rekonstruksi tersebut mengidentifikasi satu periode sekitar 2 juta tahun lalu ketika laju perubahan panjang hari hampir menyamai kondisi sekarang. Di luar periode itu, tidak ditemukan laju perubahan setinggi periode 2000-2020 dalam hasil penelitian tersebut.

Dampak terhadap navigasi antariksa

Perubahan durasi hari dalam hitungan milidetik tetap penting bagi sistem yang mengandalkan ketepatan pengukuran waktu, orientasi, dan rotasi Bumi. Salah satu bidang yang memerlukan informasi tersebut adalah navigasi antariksa. Perhitungan posisi dan lintasan objek di ruang angkasa membutuhkan data akurat mengenai orientasi Bumi. Karena itu, perubahan rotasi yang sangat kecil sekalipun dapat menjadi faktor yang perlu diperhitungkan dalam sistem navigasi berpresisi tinggi.

Benedikt Soja memperkirakan pengaruh perubahan iklim terhadap panjang hari akan semakin kuat menjelang akhir abad ke-21. Menurutnya, dampak tersebut bahkan diperkirakan melampaui pengaruh Bulan terhadap perubahan panjang hari. "Pada akhir abad ke- 21 , perubahan iklim diperkirakan akan memengaruhi panjang hari bahkan lebih kuat daripada Bulan. Meskipun perubahannya hanya dalam hitungan milidetik, hal itu dapat menyebabkan masalah di banyak bidang, misalnya dalam navigasi ruang angkasa yang presisi, yang membutuhkan informasi akurat tentang rotasi Bumi," ujar Soja.