Pengembangan Ladang Es Patagonia mengungkapkan kompleksitas interaksi fisik yang luar biasa

Gletser dan ladang es di wilayah Patagonia Amerika Selatan telah mundur sejak Zaman Es Kecil antara awal abad ke-14 dan pertengahan abad ke-19. Dalam beberapa dekade terakhir, hilangnya massa es yang terkait dengan pemanasan troposfer telah dipercepat.

Dari tahun 2000 hingga 2016, Ladang Es Patagonian berkontribusi sekitar enam persen terhadap kenaikan permukaan laut eustatik sebesar 0,74 milimeter per tahun. Ini mewakili kenaikan rata-rata permukaan laut karena semua gletser dan lapisan es dunia – tidak termasuk lapisan es Greenland dan Antartika. Sejelas tren ini secara keseluruhan, perbandingan langsung perkembangan Ladang Es Patagonian Utara dan Selatan (disingkat NPI dan SPI) mengungkapkan tren yang berbeda, bahkan kontradiktif. Hal ini menunjukkan betapa kompleksnya interaksi antara proses-proses di permukaan gletser, yang dipengaruhi langsung oleh iklim, dan perubahan kecepatan aliran es.

Dinamika es, topografi gletser, dan perubahan iklim

Temuan ini datang langsung dari belajar dilakukan oleh German Aerospace Center (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), ENVEO IT GmbH, Institute of Atmospheric and Cryospheric Sciences (ACINN) di University of Innsbruck di Austria dan European Space Research (ESA) European Space Research Institut (ESRIN) di Italia.

Tim menyelidiki perkembangan Patagonian Ice Fields NPI dan SPI menggunakan data interferometri radar dari dua misi pengamatan Bumi – Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) dan add-on TerraSAR-X untuk Digital Elevation Measurement (TanDEM-X). Pada Pusat Pengamatan Bumi DLR (EOC), peta Surface Elevation Change Rate (SECR) dari bidang es di Patagonia dibuat sebagai bagian dari penelitian yang berjudul ‘Pola spasial dan temporal heterogen dari perubahan elevasi permukaan dan keseimbangan massa bidang es Patagonia antara tahun 2000 dan 2016‘. Peta SECR adalah tampilan tiga dimensi yang sangat akurat dari perubahan ketinggian permukaan bumi yang dihitung selama beberapa tahun.

Para peneliti DLR memproses data SECR menggunakan teknik dan algoritma yang kompleks. Mereka menerima model elevasi digital yang tepat sesuai dengan musim panas Australia tahun 2000, 2012 dan 2016. Prosedur pemrosesan kompleks yang dikembangkan di EOC memungkinkan mereka untuk mencapai cakupan lebih dari 90 persen NPI dan SPI dengan nilai elevasi yang valid. Tim peneliti kemudian menganalisis perkembangan di wilayah tersebut selama 2000-2012 (epoch satu) dan 2012-2016 (epoch dua). Ketika mereka membandingkan data, mereka menemukan pola spasial yang sangat heterogen dan perkembangan temporal yang bertentangan antara dua bidang es.

Gabungan, kehilangan volume Ladang Es Patagonian antara 2012 dan 2016 kira-kira sembilan persen lebih rendah daripada antara 2000 dan 2012. Secara individual, kedua ladang es itu berperilaku berbeda. Kerugian NPI meningkat sebesar 31 persen selama masa studi. Hal sebaliknya terjadi pada SPI yang tingkat kerugiannya turun hingga 20 persen.

“Faktor utama peningkatan kehilangan massa pada NPI selama epoch dua adalah fakta bahwa suhu udara lebih tinggi daripada di epoch satu, terutama selama periode ablasi utama. Hal ini menyebabkan meningkatnya kehilangan lelehan permukaan. Ini adalah proses dominan untuk pengurangan massa. Hilangnya es yang disebabkan oleh melahirkan kurang penting karena hanya menyumbang sekitar 20 persen dari hilangnya massa yang disebabkan oleh pencairan, ”jelas ilmuwan DLR Dana Floricioiu dari EOC.

Di selatan, pola spasial perubahan elevasi permukaan lebih kompleks daripada di utara, dengan tren yang kurang seragam dari waktu ke waktu. Di selatan, aliran karena gletser yang membelah memiliki dampak yang lebih besar pada keseimbangan massa daripada di utara. “Tren temporal yang berbeda antara masing-masing gletser disebabkan oleh perubahan kecepatan aliran yang berlawanan,” lanjut Floricioiu.

Potensi InSAR bistatik untuk gletser

Para ilmuwan DLR membuat peta topografi resolusi tinggi dari data Bistatic Interferometric Synthetic Aperture Radar (InSAR) yang diperoleh oleh SRTM NASA pada tahun 2000 dan misi tindak lanjut TanDEM-X. Sampai sekarang, misi ini adalah satu-satunya yang dilengkapi dengan interferometer radar single-pass. Tim studi memperoleh perubahan elevasi permukaan untuk NPI dan SPI selama epoch satu dan epoch dua.

“Studi ini mengkonfirmasi potensi bistatic InSAR dan misi TanDEM-X khususnya untuk pemetaan yang tepat, terperinci dan hampir lengkap dari perubahan ketinggian permukaan untuk bidang es besar dan cekungan es yang lebih kecil dan lidah glasial,” simpul Floricioiu. Ilmuwan menekankan bahwa: “Kami berharap bahwa hasil kami akan mempromosikan pengembangan misi penginderaan jauh baru yang mampu mengulangi pengamatan InSAR bistatik dan membuka jalan bagi pemetaan SECR di seluruh dunia dan perkiraan keseimbangan massa dengan peningkatan pengambilan sampel temporal.”

Sumber: DLR