Bayangkan kaki langit Chicago. Sekarang bayangkan di bawah 2 mil (3 kilometer) es. Seperti itulah pemandangan di puncak zaman es terakhir.
Dalam lingkup sejarah geologis Bumi baru-baru ini, ini tidak akan menjadi pemandangan yang tidak biasa. Dalam 2,6 juta tahun terakhir (atau apa yang dikenal sebagai Periode Kuarter), planet ini telah mengalami lebih dari 50 zaman es, dengan periode interglasial yang lebih hangat di antaranya.
Tapi apa yang menyebabkan lapisan es dan gletser mengembang secara berkala? Zaman es didorong oleh serangkaian faktor yang kompleks dan saling terkait, yang melibatkan posisi Bumi di tata surya dan lebih banyak pengaruh lokal, seperti kadar karbon dioksida. Para ilmuwan masih berusaha memahami bagaimana sistem ini bekerja, terutama karena perubahan iklim yang disebabkan manusia mungkin telah memutus siklus secara permanen.
Tidak sampai beberapa abad yang lalu para ilmuwan mulai mengenali petunjuk dari pembekuan yang dalam di masa lalu. Pada pertengahan abad ke-19, naturalis Swiss-Amerika Louis Agassiz mendokumentasikan tanda-tanda yang telah ditinggalkan oleh gletser di Bumi, seperti batu-batu yang tidak pada tempatnya dan tumpukan puing-puing raksasa, yang dikenal sebagai morain, yang ia curigai gletser kuno telah bawa dan didorong jarak jauh.
Pada akhir abad ke-19, para ilmuwan telah menyebutkan empat zaman es yang terjadi selama Zaman Pleistosen, yang berlangsung dari sekitar 2,6 juta tahun yang lalu hingga sekitar 11.700 tahun yang lalu. Namun, baru beberapa dekade kemudian, para peneliti menyadari bahwa periode dingin ini datang dengan keteraturan yang jauh lebih besar.
Sebuah terobosan besar dalam pemahaman siklus zaman es terjadi pada tahun 1940-an, ketika ahli astrofisika Serbia Milutin Milankovitch mengusulkan apa yang dikenal sebagai siklus Milankovitch, wawasan tentang pergerakan Bumi yang masih digunakan untuk menjelaskan variasi iklim saat ini.
Milankovitch menguraikan tiga cara utama orbit Bumi bervariasi sehubungan dengan matahari, Mark Maslin, seorang profesor paleoklimatologi di University College London, mengatakan kepada Live Science. Faktor-faktor ini menentukan berapa banyak radiasi matahari (dengan kata lain, panas) mencapai planet ini.
Pertama, ada bentuk eksentrik orbit Bumi mengelilingi matahari, yang bervariasi dari hampir bundar ke elips pada siklus 96.000 tahun. "Alasan mengapa ia memiliki tonjolan itu adalah karena Jupiter, yang merupakan 4% dari massa tata surya kita, memiliki efek gravitasi yang kuat, yang menggeser orbit Bumi dan kemudian kembali," Maslin menjelaskan.
Kedua, ada kemiringan Bumi, yang merupakan alasan kita memiliki musim. Sumbu miring rotasi bumi berarti satu belahan bumi selalu condong menjauh dari matahari (menyebabkan musim dingin) sementara yang lain condong ke arah matahari (menyebabkan musim panas). Sudut kemiringan ini bervariasi pada siklus sekitar 41.000 tahun, yang mengubah seberapa ekstrim musim, kata Maslin. "Jika lebih lurus, maka tentu saja musim panas akan menjadi kurang hangat dan musim dingin akan menjadi sedikit kurang dingin."
Ketiga, ada goyangan sumbu miring Bumi, yang bergerak seolah-olah itu adalah puncak yang berputar. "Apa yang terjadi adalah, momentum sudut Bumi berputar-putar sangat cepat sekali sehari menyebabkan porosnya bergetar juga," kata Maslin. Goyangan itu terjadi pada siklus 20.000 tahun.
Milankovitch mengidentifikasi bahwa kondisi orbital untuk musim panas yang dingin adalah prekursor penting bagi zaman es. "Kamu akan selalu memiliki es di musim dingin," kata Maslin. "Untuk membangun zaman es, kamu perlu memiliki sebagian dari es itu untuk bertahan hidup selama musim panas."
Tetapi, untuk transisi ke zaman es, fenomena orbital saja tidak cukup. Penyebab sebenarnya dari zaman es adalah umpan balik mendasar dalam sistem iklim, kata Maslin. Para ilmuwan masih mengolok-olok bagaimana berbagai faktor lingkungan mempengaruhi glasiasi dan deglaciasi, tetapi penelitian terbaru menunjukkan bahwa kadar gas rumah kaca di atmosfer memainkan peran penting.
Sebagai contoh, para ilmuwan di Institut Potsdam untuk Penelitian Dampak Iklim (PIK) di Jerman telah menunjukkan bahwa serangan zaman es yang lalu dipicu terutama oleh penurunan karbon dioksida dan bahwa peningkatan dramatis karbon dioksida di atmosfer, karena manusia menyebabkan emisi, kemungkinan telah menekan awal zaman es berikutnya hingga 100.000 tahun.
"Tidak seperti kekuatan lain di planet ini, zaman es telah membentuk lingkungan global dan dengan demikian menentukan perkembangan peradaban manusia," Hans Joachim Schellnhuber, direktur PIK saat itu dan rekan penulis salah satu studi tersebut, mengatakan dalam sebuah pernyataan. pada 2016. "Misalnya, kita berutang tanah subur kita ke zaman es terakhir yang juga mengukir lanskap hari ini, meninggalkan gletser dan sungai di belakang, membentuk fjord, morain, dan danau. Namun, saat ini umat manusia dengan emisinya dari pembakaran bahan bakar fosil. yang menentukan perkembangan masa depan planet ini. "
