Beranda » Paleoklimatologi: Berburu ke Masa Lampau, Meramal Masa Depan

Paleoklimatologi: Berburu ke Masa Lampau, Meramal Masa Depan




Shutterstock

Ilustrasi
Hampir lebih dari dua puluh tahun terakhir, ide mengenai perubahan iklim berkembang secara pesat, meskipun masyarakat yang skeptis masih mengganggap ide tersebut hanya sekedar teori sains yang masih perlu dibuktikan kebenarannya.

Masyarakat semestinya tahu jika para ahli iklim telah bersepakat bahwa meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca memang akan mengakibatkan pemanasan global yang tidak diharapkan. Adapun yang menjadi perdebatan para ahli iklim saat ini adalah terkait kapan dan seberapa besar efek yang ditimbulkan dari pemanasan global tersebut.

Isu pemanasan global mulai berkembang sejak awal tahun 90an, diawali dengan dibentuknya Panel Antarpemerintah Tentang Perubahan Iklim atau dikenal secara luas sebagai Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) di tahun 1988, atas prakarsa dua badan besar di PBB yakni World Meteorological Organization (WMO) dan United Nations Environmental Program (UNEP).

Panel ini bertugas untuk melakukan tinjauan dan analisis terhadap berbagai penelitian ilmiah, informasi teknis, dan isu sosial-ekonomi terkini terkait aspek dan dampak dari perubahan iklim global. Hasilnya didokumentasikan secara komprehensif, termasuk di dalamnya formulasi dan strategi untuk mengatasi dampak dari perubahan tersebut.

Laporan IPCC dibuat secara berkala dan pertama kali dipublikasikan pada tahun 1990, kemudian dilanjutkan pada tahun 1992, 2001, dan 2007. Laporan selanjutnya akan dipublikasikan pada tahun 2014.

Salah satu topik dalam laporan IPCC adalah mengenai iklim purba atau lebih dikenal sebagai Paleoklimatologi (Paleoclimate). Bidang ilmu ini mempelajari iklim masa lampau dengan skala waktu puluhan sampai ribuan tahun yang lalu, beserta implikasinya terhadap perubahan yang terjadi dalam ekosistem bumi.

Di dalam laporan tersebut dibahas berbagai data, beragam penelitian yang tengah berlangsung, serta hipotesis terkini mengenai ilmu terkait. Termasuk di dalamnya metode dan alat-alat yang digunakan untuk mempelajari paleoklimatologi.

Pertanyaan yang muncul sekarang adalah mengapa kita mempelajari paleoklimatologi? Apa kaitannya dengan perubahan iklim yang terjadi saat ini dan apa urgensinya dalam memprediksikan perubahan iklim di masa mendatang?

Perlu diketahui, iklim dan cuaca bukanlah sebuah subjek yang persis sama. NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) mendeskripsikan bahwa cuaca adalah kondisi atmosfer yang kita rasakan setiap harinya melalui berbagai variabel seperti suhu, curah hujan, dan angin. Adapun iklim digambarkan sebagai cuaca rata-rata dalam kurun waktu tertentu, baik dalam rentang bulanan, tahunan, ratusan hingga ratusan ribu tahun.

Melalui definisi tersebut kita dapat mengasumsikan bahwa tingkat variabilitas cuaca sangat tinggi, sehingga sulit untuk bisa diprediksi secara tepat. Sedangkan tingkat variabilitas iklim sangatlah rendah dan prediksinya relatif lebih akurat. Sebagai perumpamaan, iklim di tempat kita tinggal akan bisa diketahui dari berapa jumlah payung yang kita simpan di rumah, sedangkan cuaca dapat diketahui dari keputusan kita untuk membawa payung atau tidak, saat kita hendak keluar dari rumah pada suatu hari.

Karena iklim pada ekosistem bumi selalu bervariasi dan perubahannya hampir selalu terjadi pada setiap periode bumi, maka penelitian dalam paleoklimatologi menjadi sebuah subyek yang sangat menarik dan perlu dipelajari secara lebih rinci.

Ahli paleoklimatologi menyimpulkan bahwa perubahan iklim tidak hanya terjadi pada saat ini, akan tetapi perubahan tersebut juga pernah terjadi di masa lampau. Sehingga penelitian dalam bidang paleoklimatologi dapat membantu kita dalam memahami perubahan iklim di masa yang akan datang.

Logika pemikiran sederhana terkait pentingnya mempelajari paleoklimatologi dijelaskan dalam buku Dire predictions: understanding global warming (2009). Seorang ahli iklim yang mempelajari paleoklimatologi diumpamakan sebagai dokter yang sedang berusaha mendiagnosis dan menyembuhkan pasiennya.

Pasien dianalogikan sebagai kondisi ekosistem bumi. Saat pertama kali dokter bertemu dengan pasiennya, dokter akan terlebih dahulu menanyakan riwayat kesehatan sang pasien. Misalnya dengan menanyakan penyakit apa saja yang pernah pasien derita selama ini, atau apakah penyakit yang tersebut pernah dialami sebelumnya, lalu, apa saja gejala yang dirasakan.

Sang dokter lebih lanjut akan menanyakan mengenai kegiatan atau perilaku seperti apa yang biasa dilakukan si pasien sebelum menderita penyakit tersebut, ini dilengkapi dengan pemeriksaan pada tubuh pasien untuk menegaskan diagnosa nantinya. Dokter kemudian memberikan diagnosanya dan juga memberikan alternatif penyembuhan (obat ataupun terapi), dan juga menyertakan solusi pencegahan agar penyakit yang sama tidak dialami lagi.

Hal ini kurang lebih diaplikasikan oleh para ahli iklim untuk mempelajari dan menganalisa berbagai perubahan pada iklim di masa lampau. Dikarenakan bumi tidak bisa menjawab langsung pertanyaan-pertanyaan yang diajukan oleh para ahli iklim, maka mereka mempelajari berbagai sinyal yang terdokumentasikan di alam. Pada akhirnya dengan mempelajari dan mengetahui proses perubahan iklim yang terjadi di masa lampau, para ahli iklim bisa memecahkan misteri iklim di masa mendatang.

Menjadi pertanyaan berikutnya adalah bagaimana para ahli iklim dapat menginterpretasikan berbagai sinyal masa lampau yang terdokumentasikan di alam? Data sinyal seperti apa yang bisa menggambarkan kondisi masa lampau apalagi ketika ahli iklim mencoba meneliti data masa lampau sementara berbagai alat ukur iklim (misalnya: termometer dan barometer) bahkan belum ditemukan.

Sampai dengan abad ke-sembilanbelas, kondisi iklim dapat diketahui melalui berbagai data yang berasal dari pengukuran termometer dan barometer, atau berbagai dokumen sejarah. Sedangkan data satelit yang dapat merekam iklim permukaan bumi secara kotinyu baru tersedia sekitar dua puluh tahun yang lalu.

Oleh karenanya, dalam paloklimatologi dikenal apa yang disebut sebagai data proxy atau data yang digunakan untuk menggantikan data atau kondisi iklim di suatu tempat pada waktu lampau, minimal dalam jangka puluhan tahun.

Lingkar tahun pada pohon misalnya, bisa disebut sebagai proxy karena beberapa jenis pohon bisa berumur ratusan hingga ribuan tahun (jenis Ek, Pinus, dan Beench), dimana ketebalan dari lingkaran tahun sangat sensitif terhadap perubahan suhu atau curah hujan setiap tahunnya.

Lingkaran tahun menebal saat curah hujan tinggi dan menipis saat musim kering. Melalui informasi ketebalan lingkar tahun tersebut, para ahli bisa menggambarkan curah hujan tahunan di area tersebut. Sehingga dalam hal ini, lingkaran tahun dapat digunakan sebagai data pengganti untuk memprediksi iklim di masa lampau.

Contoh proxy lainnya antara lain adalah data inti es kutub, data sedimen dasar laut atau sungai, dan juga data dari fosil karang. Data inti es kutub dan sedimen dasar laut bisa mendokumentasikan iklim di masa lampau mulai dari ribuan sampai jutaan tahun yang lalu. Data inti es diperoleh melalui hasil penggalian, berupa komposisi butiran debu, konsentrasi oksigen dalam gelembung-gelembung udara.

Data dengan sumber sedimen dasar laut dansungai dapat ditentukan melalui berbagai fosil jasad renik baik dari tumbuhan (serbuk sari) atau hewan (foraminifera, sejenis plankton), komposisi bahan kimia yang terkandung pada sedimen laut (misalnya kandungan Kalsium Karbonat).

Berbagai data tersebut dipelajari oleh para ahli iklim untuk kemudian digunakan untuk menginterpretasikan kondisi iklim di area tersebut. Pusat data NOAA mengumpulkan data-data iklim masa lampau dan menyimpannya pada jaringan laman mereka.

Kelemahan dari berbagai data paleoklimatologi adalah ketidakmampuan data untuk dapat menggambarkan mekanisme atau proses terjadinya perubahan iklim di masa lampau secara terperinci. Sehingga untuk mengakomodasi kebutuhan tersebut, dikembangkanlah apa yang disebut sebagai model iklim, yakni model yang berusaha untuk menggambarkankondisi iklim bumi beserta interaksinya pada ekosistem bumi (atmosfer, hidrosfer, litosfer, and biosfer).

Penggambaran kondisi ekosistem bumi diperoleh menggunakan berbagai persamaan matematis, yang nantinya diselesaikan secara numerik dengan bantuan teknologi komputerisasi.

Melalui model iklim diharapkan mekanisme dan proses perubahan iklim dapat diketahui secara rinci, untuk kemudian hasilnya dibandingkan dengan data paleoklimatologi yang tersedia.

Aplikasi model iklim di masa lampau adalah salah satu poin penting dalam menguji berbagai hipotesa perubahaan iklim di masa lampau, seperti teori perubahan iklim secara mendadak (abrupt climate) sebagaimana dijelaskan pada laporan IPCC tahun 2007.

Laporan tersebut juga menyebutkan bahwa model iklim dapat digunakan sebagai penghubung antara sebab dan akibat dari terjadinya perubahan iklim di masa lampau, menghubungkan antara berbagai data paleoklimatologi yang berskala regional dengan data global, karena umumnya data-data tersebut tidak dapat memberikan informasi secara merata dan lebih bersifat musiman.

Selain itu, data paleoklimatologi dapat juga digunakan sebagai sarana pengujian berbagai model iklim yang berbeda, terlebih jika faktor yang menjadi penyebab sudah jelas dan bisa dikontrol. Contohnya dalam pengujian berbagai model iklim menggunakan konsentrasi karbon dioksida (CO2) sebagai variabel yang mempengaruhi iklim. Aplikasi pengujian berbagai model iklim tersebut juga tertulis dalam laporan IPCC tahun 2007.

Sampai saat ini belum ada model yang sempurna untuk bisa menggambarkan sistem iklim dan interaksinya secara menyeluruh dan rinci. Salah satu kendalanya adalah kemampuan komputerisasi yang masih kurang memadai untuk menyelesaikan persamaan-persamaan matematis dan mensimulasikannya dalam skenario waktu yang panjang. Akan tetapi melihat perkembangan komputerisasi yang semakin maju, penelitian dalam model iklim tetap menjadi salah satu komponen terpenting dalam paleoklimatologi.

Saat ini, paleoklimatologi menjadi salah satu ilmu dengan implikasi yang sangat luas, terutama dengan isu hangat dalam konteks perubahan iklim. Interaksinya dengan beragam bidang ilmu menjadi pemicu efektif dalam perkembangan paleoklimatologi itu sendiri.

Publikasi dari berbagai data dan hipotesa terkini yang mendukung paleoklimatologi terus bermunculan setiap bulannya, meskipun data-data tersebut belumlah lengkap. Berbagai data global dari seluruh belahan bumi dengan tingkat resolusi tinggi dan tingkat keakuratan pengukuran yang relevan akan sangat diperlukan bagi perkembangan paleoklimatologi.

Jadi apa yang bisa dipelajari dari paleoklimatologi? Pastinya mengenai sejarah perubahan iklim di masa lampau yang diharapkan mampu membantu menginterpretasikan perubahan iklim yang terjadi saat ini, dan memprediksi perubahan iklim masa mendatang.

Ini jelas dapat memberikan kontribusi strategis dalam mengantisipasi efek yang akan timbul dari perubahan iklim global saat ini. Selain itu, ini membantu kita untuk bisa melakukan tindakan- tindakan preventif sebelum terjadi perubahan iklim global yang lebih drastis dan berakibat fatal bagi manusia dan ekosistemnya.


Penulis:

Dian N Handiani, kandidat doktor, Program studi Paleoklimatologi, Dept. Geosains, Universitas Bremen, Jerman. Penerima Beasiswa Unggulan, Biro Perencanaan dan Kerjasama Luar Negeri, Sekretariat Jenderal, Kementerian Pendidikan Nasional. Periode November 2011 sd Mei 2012.
Ulfah Mardhiah, kandidat doktor, Program studi Ekologi.