27Es di Bumi

Kedua foto di bawah diambil dari tempat yang sama, di sebuah laguna di Alaska, dengan selang waktu 26 tahun. Pada tahun 1990, lidah es yang lebar turun menyusuri lembah sampai ke air. Pada tahun 2016, es itu sudah mundur ke hulu lembah dan menjadi lebih sempit; pepohonan dan batuan gundul mengisi ruang yang ditinggalkannya. Citra satelit menunjukkan bahwa antara tahun 1984 dan 2021, ujung depan gletser ini, Gletser Pedersen, mundur sekitar $3.2\,\mathrm{km}$.

Sekarang es menutupi sekitar sepersepuluh daratan di Bumi. Es itu terdapat di lembah-lembah pegunungan, dalam dua lapisan raksasa di atas Antarktika dan Greenland, di laut-laut kutub, dan, tersembunyi, di dalam tanah yang membeku di ujung utara. Bab ini membahas masing-masing secara bergiliran, cara es membentuk daratan, dan masa-masa ketika es menutupi jauh lebih banyak bagian Bumi daripada sekarang.

Yang sudah kamu ketahui

Salju adalah salah satu jenis presipitasi: kristal-kristal es yang tumbuh di dalam awan dan jatuh tanpa mencair (Bab 7). Air yang mengalir mengikis daratan, membawa pecahan-pecahannya pergi, dan mengendapkannya lebih jauh di hilir; sungai mengukir lembah (Bab 10). Ketika air laut membeku, garamnya tertinggal di air di sekitar es (Bab 26). Dalam fisika, kamu belajar bahwa air memuai ketika membeku, sehingga es kurang rapat daripada air cair, dan bahwa benda yang lebih ringan daripada air yang didesaknya akan mengapung.

27.1 Gletser

Tinggi di pegunungan, salju yang turun pada musim dingin lebih banyak daripada yang mencair pada musim panas. Tahun demi tahun, salju baru mengubur salju lama dan menekannya. Kristal-kristalnya saling memadat, udara di antaranya terperas keluar, dan setelah sekitar satu tahun salju itu menjadi firn, bahan berbutir yang berada di antara salju dan es. Terkubur makin dalam, firn berubah menjadi es yang keras dan padat; pada kebanyakan gletser, proses ini memakan waktu lebih dari seratus tahun.

Definisi 27.1 (Gletser)

Yang disebut gletser adalah massa es, yang terbentuk dari salju yang menumpuk selama bertahun-tahun, yang bergerak perlahan menuruni lereng di atas daratan karena beratnya sendiri.

Gletser mempunyai dua bagian. Di bagian atasnya, daerah akumulasi, salju yang turun setiap tahun lebih banyak daripada yang mencair: gletser bertambah es. Di bagian bawahnya, daerah ablasi, es yang mencair setiap tahun lebih banyak daripada salju yang turun: gletser kehilangan es. Es yang bertambah di atas terus mengalir turun untuk menggantikan es yang hilang di bawah. Jika keduanya seimbang, ujung depan gletser, yaitu moncongnya, tetap berada di tempat yang sama.

Bagaimana es yang padat dapat mengalir? Di bawah berat es di atasnya, es yang berada jauh di dalam gletser perlahan-lahan berubah bentuk, seperti lapisan tebal madu dingin yang meluber. Gletser juga meluncur di atas batuan di bawahnya, di atas selapis tipis air atau lumpur basah. Bagian bawah gletser, yang bergesekan dengan batuan, bergerak lebih lambat daripada bagian atasnya. Kebanyakan gletser bergerak lambat dan tetap; beberapa tiba-tiba melonjak. Pada tahun 1986, Gletser Hubbard di Alaska melonjak maju sekitar $10\,\mathrm{m}$ sehari, dan lonjakan tercepat yang pernah tercatat, Gletser Kutiah di Pakistan pada tahun 1953, rata-rata sekitar $112\,\mathrm{m}$ sehari selama tiga bulan.

Ketika gletser kehilangan lebih banyak es di bawah daripada yang diperolehnya di atas, moncongnya bergerak mundur ke hulu lembah: gletser itu menyusut. Gletser yang menyusut tetap mengalir menuruni lereng, seperti ban berjalan; hanya saja ia mencair lebih cepat daripada mengalirnya. Gletser Muir, di Alaska, mengisi seluruh lembahnya sampai ke laut pada tahun 1941. Pada tahun 2004, moncongnya sudah mundur $12\,\mathrm{km}$, dan permukaan esnya sudah turun lebih dari $800\,\mathrm{m}$.

27.2 Bagaimana es membentuk lembah

Gletser adalah alat erosi yang sangat kuat. Esnya membeku melekat pada bongkah-bongkah batuan yang lepas lalu mencabutnya; batu-batu yang membeku di dasarnya menggerus batuan di bawahnya seperti amplas. Gletser membawa semua batuan ini, dari debu halus sampai bongkah raksasa, menuruni lembah seperti ban berjalan, lalu menjatuhkannya di tempat esnya mencair.

Definisi 27.2 (Lembah berbentuk U dan morena)

Yang disebut lembah berbentuk U adalah lembah dengan dasar yang lebar dan datar serta dinding yang curam, yang diukir oleh gletser yang melebarkan dan mendalamkan lembah sungai berbentuk V yang sempit. Yang disebut morena adalah pematang puing batuan, dari debu sampai bongkah, yang ditinggalkan oleh gletser: morena lateral di sepanjang sisinya, morena terminal di ujungnya.

Morena adalah petunjuk yang berguna. Morena terminal yang jauh di hilir lembah, tanpa es sedikit pun di dekatnya, menunjukkan seberapa jauh gletser itu dahulu mencapai; morena lateral yang tinggi di sisi lembah menunjukkan seberapa tebal es itu dahulu. Bongkah besar yang tergeletak sendirian di sebuah ladang, terbuat dari batuan yang tidak ditemukan di mana pun di sekitarnya, adalah petunjuk lain: itulah batu eratik, batuan yang dibawa gletser jauh dari tempat asalnya dan ditinggalkan ketika esnya mencair. Ukuran batu eratik beragam, dari kerikil sampai bongkah yang lebih besar daripada rumah.

Di lapangan — Membaca lembah yang dibentuk es

Saat berjalan-jalan di pegunungan, atau pada foto sebuah lembah gunung, perhatikan bentuk lembah itu dalam penampang melintang: V yang sempit, atau U yang lebar dengan dinding yang curam? Carilah di dasar lembah pematang-pematang panjang dari batu dan tanah yang campur aduk, yang membentang di sepanjang sisinya atau melintanginya: mungkin itu morena. Carilah bongkah-bongkah besar yang tidak sesuai dengan batuan di sekitarnya, dan permukaan batuan halus yang tergores garis-garis panjang yang sejajar. Tetaplah di jalan setapak, jauhi tepi lereng yang curam dan es itu sendiri, dan gambarlah apa yang kamu lihat di buku catatanmu.

27.3 Lapisan es, paparan es, dan gunung es

Massa es terbesar di Bumi tidak berada di lembah pegunungan: massa es itu menutupi seluruh daratan. Lapisan es Antarktika membentang di atas hampir $14$ juta $\mathrm{km}^{2}$ dan tebalnya hampir $4.9\,\mathrm{km}$ di bagian yang paling tebal. Lapisan es Greenland menutupi sekitar $1.7$ juta $\mathrm{km}^{2}$, empat perlima pulau itu, dan tebalnya lebih dari $3\,\mathrm{km}$. Bersama-sama, keduanya menyimpan lebih dari 99 % es di daratan, dan lebih dari dua pertiga seluruh air tawar di Bumi.

Definisi 27.3 (Lapisan es, paparan es, dan gunung es)

Yang disebut lapisan es adalah massa es yang menutupi daratan seluas lebih dari $50\,000\,\mathrm{km}^{2}$, seperti kubah raksasa yang meluas ke segala arah. Di tempat es yang mengalir dari daratan mencapai laut dan terus mengapung di atasnya, sambil masih tersambung dengan es di belakangnya, terbentuklah paparan es. Yang disebut gunung es adalah bongkah es yang besar, lebih dari $5\,\mathrm{m}$ lebarnya, yang patah dari gletser atau paparan es dan mengapung di laut.

Air yang terkunci di dalam lapisan es berasal dari samudra: air itu menguap, jatuh sebagai salju, dan menumpuk di daratan. Jika seluruh es Greenland mencair, permukaan laut akan naik sekitar $7.4\,\mathrm{m}$; jika seluruh es Antarktika mencair, sekitar $58\,\mathrm{m}$. Semua gletser gunung di dunia, yang jumlahnya lebih dari $200\,000$, hanya akan menambahkan kurang dari setengah meter.

Es yang mengapung lain halnya. Paparan es atau gunung es sudah mengapung di laut: es itu sudah mendesak air seberat dirinya sendiri. Ketika es itu pecah atau mencair, permukaan laut tidak naik. Namun, paparan es menahan gletser-gletser di belakangnya, seperti gabus pada botol; ketika paparan es Larsen B di Antarktika pecah pada tahun 2002, gletser-gletser di belakangnya bergerak lebih cepat, sebagian sampai delapan kali kecepatan semula, dan menuangkan lebih banyak es daratan ke laut.

Di laboratorium — Es yang mengapung dan es di daratan

Di dalam rumah, letakkan sebuah batu kecil di dalam masing-masing dari dua gelas bening, sehingga batu itu menyembul di atas air ketika gelasnya kamu isi. Di gelas pertama, apungkan beberapa kubus es di atas air. Di gelas kedua, letakkan kubus es dengan jumlah yang sama di atas batu, di luar air. Isilah kedua gelas dengan air sampai ketinggian yang sama, lalu tandai dengan spidol. Tunggu sampai semua es mencair, lalu bandingkan ketinggian air dengan tandanya. Gelas mana yang berperilaku seperti laut ketika gunung es mencair, dan gelas mana yang seperti laut ketika lapisan es mencair?

27.4 Es laut

Es laut lain lagi: es laut adalah laut itu sendiri yang membeku. Setiap musim dingin, permukaan samudra kutub membeku di atas wilayah yang sangat luas; setiap musim panas, sebagian besar es ini mencair lagi. Di Arktik, es paling sedikit pada akhir musim panas, pada bulan September, dan paling banyak pada akhir musim dingin, pada bulan Maret. Sejak akhir tahun 1970-an, satelit setiap hari mengukur luas sebarannya, yaitu luas laut yang sekurang-kurangnya 15 % permukaannya tertutup es.

Definisi 27.4 (Es laut)

Yang disebut es laut adalah air laut yang membeku: es ini terbentuk, tumbuh, dan mencair di dalam samudra itu sendiri. Es laut berbeda dari gunung es dan paparan es, yang mengapung di laut tetapi terbentuk dari salju yang jatuh di daratan.

Es laut penting jauh di luar wilayah kutub. Air laut terbuka berwarna gelap: air itu hanya memantulkan sekitar 6 % sinar matahari yang mencapainya dan menyerap sisanya. Es laut memantulkan 50 sampai 70 %, dan es laut yang tertutup salju sampai 90 %. Ketika es mencair, air gelap di bawahnya menyerap lebih banyak energi Matahari dan menghangat, sehingga lebih banyak es yang mencair.

Titik-titiknya naik turun dari satu tahun ke tahun berikutnya: cuaca setiap musim panas ikut berpengaruh. Namun, dari tahun ke tahun titik-titik itu jelas menurun. Untuk melihat perubahan di balik naik turunnya, para ilmuwan menggambar garis tren, yaitu garis lurus yang melalui sedekat mungkin semua titik.

Metode 27.5 (Membaca tren pada grafik)

1. Bacalah sumbu-sumbunya: apa yang diukur, dalam satuan apa, selama tahun-tahun yang mana.
2. Perhatikan titik-titiknya: di balik naik turunnya, adakah kenaikan umum, penurunan umum, atau tidak keduanya?
3. Bacalah garis tren pada tahun pertama dan pada tahun terakhir.
4. Hitunglah selisihnya, lalu bagilah dengan banyaknya tahun (atau dasawarsa) di antara keduanya: itulah perubahan rata-rata per tahun (atau per dasawarsa).
5. Jangan terlalu banyak menafsirkan satu tahun saja: satu titik yang jauh dari garis adalah cuaca, garisnya adalah tren.

Contoh 27.6 (Es Arktik pada bulan September)

Pada grafik, garis tren berada di sekitar $7.6$ juta $\mathrm{km}^{2}$ pada tahun 1979 dan sekitar $4.1$ juta $\mathrm{km}^{2}$ pada tahun 2025. Perubahannya $7.6 - 4.1 = 3.5$ juta km$^2$ dalam $2025 - 1979 = 46$ tahun, yaitu 4.6 dasawarsa: $3.5 \div 4.6 \approx 0.76$. Es laut bulan September telah menyusut sekitar $0.76$ juta $\mathrm{km}^{2}$ per dasawarsa: dalam 46 tahun, garis tren telah kehilangan hampir separuh nilainya pada tahun 1979. Titik terendahnya, $3.57$ juta $\mathrm{km}^{2}$ pada tahun 2012, berada jauh di bawah garis: musim panas tahun itu memang luar biasa.

Hasil pengukuran menunjukkan bahwa es laut musim panas di Arktik telah menjadi lebih sempit sekaligus lebih tipis sejak tahun 1980-an, seiring dengan menghangatnya Arktik. Bab 28 membahas bagaimana iklim Bumi berubah, dan mengapa.

27.5 Permafrost

Di ujung utara, dingin merasuk jauh ke dalam tanah. Di bawah tundra Amerika Utara, Greenland, dan Asia utara, tanah dan batuan tetap membeku sepanjang tahun, dan sering kali sudah membeku selama ribuan tahun. Hanya lapisan atas yang tipis, yaitu lapisan aktif, yang mencair setiap musim panas dan membeku lagi setiap musim dingin; tumbuhan tumbuh di dalamnya, dan air yang tidak dapat meresap ke dalam tanah beku di bawahnya menggenang di permukaan.

Definisi 27.7 (Permafrost)

Yang disebut permafrost adalah tanah, entah tanah lapisan atas entah batuan, yang suhunya tetap pada atau di bawah $0{}^{\circ}\mathrm{C}$ selama sekurang-kurangnya dua tahun berturut-turut.

Permafrost terdapat di bawah sekitar $23$ juta $\mathrm{km}^{2}$, seperempat daratan belahan bumi utara, dan di bawah sekitar 85 % wilayah Alaska. Tanah beku yang penuh es sekeras batu; ketika esnya mencair, tanah itu berubah menjadi lumpur dan amblas. Jalan retak, bangunan miring, dan pipa dapat patah: di tempat melintasi permafrost, Pipa Trans-Alaska dipasang di atas tanah sepanjang $676\,\mathrm{km}$. Permafrost yang mencair juga membuat sisa-sisa tumbuhan yang membeku di dalamnya selama ribuan tahun membusuk, lalu melepaskan karbon dioksida dan metana ke udara.

27.6 Zaman es

Es tidak selalu menutupi bagian Bumi yang sama. Sekitar $20\,000$ tahun yang lalu, lapisan es menutupi sebagian besar Amerika Utara dan Eropa utara, termasuk Skandinavia. Gletser ketika itu menutupi sekitar seperempat daratan, dibandingkan dengan sekitar sepersepuluh sekarang. Begitu banyak air yang terkunci di dalam es ini sehingga permukaan laut lebih dari $120\,\mathrm{m}$ lebih rendah daripada sekarang: sebagian paparan benua masa kini merupakan daratan kering. Sejak sekitar $15\,000$ tahun yang lalu, lapisan es itu mencair mundur, dan permukaan laut naik; permukaan laut mencapai kira-kira ketinggiannya yang sekarang sekitar $8000$ tahun yang lalu.

Definisi 27.8 (Zaman es)

Yang disebut zaman es adalah masa dingin yang panjang dalam sejarah Bumi, ketika lapisan es meluas jauh melampaui wilayah kutub dan menutupi sebagian besar benua. Zaman es terakhir mencapai masa terdinginnya sekitar $20\,000$ tahun yang lalu dan berakhir sekitar $12\,000$ tahun yang lalu.

Jejak zaman es terakhir ada di mana-mana di daratan yang dahulu ditutupinya: lembah berbentuk U yang jauh dari gletser mana pun sekarang, morena terminal yang melintangi dataran, bongkah eratik yang tergeletak di ladang. Dan zaman es itu bukan satu-satunya. Selama beberapa ratus ribu tahun terakhir, zaman-zaman es dan masa-masa yang lebih hangat di antaranya silih berganti berulang kali; kita hidup di salah satu masa yang hangat. Bab 28 menceritakan bagaimana para ilmuwan membaca kisah panjang ini di dalam es Antarktika sendiri.

27.7 Latihan

Latihan 27.1 ★

Dengan memakai penampang memanjang gletser dalam bab ini, sebutkan: (a) bagian gletser tempat ia bertambah es; (b) bagian tempat ia kehilangan es; (c) ujung depan gletser; (d) pematang puing batuan di ujungnya.

Solusi

Solusi Latihan 27.1.

(a) Daerah akumulasi. (b) Daerah ablasi. (c) Moncong gletser. (d) Morena (terminal).

Latihan 27.2 ★

Benar atau salah? Perbaiki kalimat yang salah. (a) Gletser terbuat dari air laut yang membeku. (b) Salju memerlukan sekitar satu tahun untuk menjadi firn. (c) Ketika gletser menyusut, esnya mengalir mendaki lereng. (d) Es laut di Arktik paling sedikit pada bulan September.

Solusi

Solusi Latihan 27.2.

(a) Salah: gletser terbuat dari salju yang jatuh di daratan lalu berubah menjadi es; air laut yang membeku adalah es laut. (b) Benar. (c) Salah: esnya tetap mengalir menuruni lereng; moncongnya mundur karena es mencair lebih cepat daripada mengalirnya. (d) Benar.

Latihan 27.3 ★

Berikan istilah untuk setiap uraian: (a) lembah dengan dasar yang lebar dan dinding yang curam, yang diukir oleh es; (b) bongkah yang dibawa gletser jauh dari tempat asalnya; (c) lempeng es terapung yang masih tersambung dengan es di daratan; (d) tanah yang tetap membeku selama sekurang-kurangnya dua tahun berturut-turut.

Solusi

Solusi Latihan 27.3.

(a) Lembah berbentuk U. (b) Batu eratik. (c) Paparan es. (d) Permafrost.

Latihan 27.4 ★

(a) Dua daratan mana yang sekarang tertutup lapisan es? (b) Mana di antara keduanya yang akan menaikkan permukaan laut lebih tinggi jika seluruh esnya mencair, dan berapa besarnya? (c) Berapa bagian daratan di Bumi yang sekarang tertutup es?

Solusi

Solusi Latihan 27.4.

(a) Antarktika dan Greenland. (b) Antarktika, sekitar $58\,\mathrm{m}$ (Greenland: sekitar $7.4\,\mathrm{m}$). (c) Sekitar sepersepuluh (10 %).

Latihan 27.5 ★★

Gunakan grafik es laut Arktik pada bulan September. (a) Bacalah luas sebarannya pada tahun 1979 dan pada tahun 2012. (b) Berapa juta km$^2$ luas itu menyusut di antara kedua tahun itu? (c) Berapa bagian dari luas sebaran tahun 1979 yang telah hilang pada tahun 2012? Bulatkan menjadi pecahan yang sederhana. (d) Mengapa membandingkan garis tren lebih dapat diandalkan daripada membandingkan dua tahun saja?

Solusi

Solusi Latihan 27.5.

(a) Sekitar $7.05$ juta $\mathrm{km}^{2}$ pada tahun 1979 dan $3.57$ juta $\mathrm{km}^{2}$ pada tahun 2012. (b) $7.05 - 3.57 = 3.48$: sekitar $3.5$ juta $\mathrm{km}^{2}$. (c) $3.48 \div 7.05 \approx 0.49$: sekitar separuhnya. (d) Satu tahun saja bergantung pada cuaca musim panas tahun itu: tahun 2012 berada jauh di bawah garis. Garis tren memakai semua tahun, sehingga satu musim panas yang tidak biasa hanya sedikit sekali mengubahnya.

Latihan 27.6 ★★

Moncong Gletser Muir mundur $12\,\mathrm{km}$ antara tahun 1941 dan 2004. (a) Berapa tahun itu? (b) Berapa rata-rata mundurnya per tahun, dalam meter? Bulatkan sampai puluhan meter terdekat. (c) Gletser Pedersen mundur $3.2\,\mathrm{km}$ antara tahun 1984 dan 2021. Berapa rata-rata mundurnya per tahun? (d) Gletser mana yang menyusut lebih cepat?

Solusi

Solusi Latihan 27.6.

(a) $2004 - 1941 = 63$ tahun. (b) $12000 \div 63 \approx 190.5$: sekitar $190\,\mathrm{m}$ setahun. (c) $2021 - 1984 = 37$ tahun; $3200 \div 37 \approx 86$: sekitar $86\,\mathrm{m}$ setahun. (d) Gletser Muir, lebih dari dua kali lebih cepat.

Latihan 27.7 ★★

Jelaskan, dalam beberapa kalimat dan secara berurutan, bagaimana salju yang turun tinggi di sebuah gunung menjadi es di moncong gletser, jauh di hilir lembah. Gunakan kata-kata firn, daerah akumulasi, mengalir, dan daerah ablasi.

Solusi

Solusi Latihan 27.7.

Di daerah akumulasi, tinggi di gunung, salju yang turun setiap tahun lebih banyak daripada yang mencair. Salju baru mengubur dan menekan salju lama, yang berubah menjadi firn setelah sekitar satu tahun, lalu, lebih dalam lagi dan jauh kemudian, menjadi es yang padat. Karena beratnya sendiri, es itu mengalir perlahan menuruni lembah. Lebih ke bawah, di daerah ablasi, es mencair lebih cepat daripada turunnya salju; es yang sampai di moncong adalah es yang terbentuk jauh di atas, sering kali sudah lama sekali.

Latihan 27.8 ★★

Dua gelas diisi sampai ketinggian yang sama. Di gelas A, kubus-kubus es mengapung di atas air; di gelas B, kubus-kubus es yang sama terletak di atas batu, di luar air. (a) Setelah esnya mencair, di gelas mana ketinggian airnya naik? (b) Gelas mana yang merupakan model gunung es yang mencair di laut? Dan model lapisan es yang mencair di daratan? (c) Mengapa pecahnya paparan es tetap penting bagi ketinggian permukaan laut?

Solusi

Solusi Latihan 27.8.

(a) Di gelas B: es yang mencair mengalir ke dalam air dan menaikkannya; di gelas A ketinggiannya tetap seperti semula. (b) Gelas A adalah gunung es (es yang sudah mengapung di laut); gelas B adalah lapisan es (es di daratan). (c) Paparan es menahan gletser-gletser di belakangnya. Ketika paparan es itu pecah, gletser-gletser ini bergerak lebih cepat dan menuangkan lebih banyak es daratan ke laut, dan itulah yang menaikkan permukaan laut.

Latihan 27.9 ★★

Seorang pejalan kaki menyeberangi lembah lebar yang dasarnya datar dan dindingnya sangat curam. Di tengah sebuah ladang ia menemukan bongkah granit sebesar mobil; semua batuan di lembah itu adalah batu kapur. Lebih tinggi lagi, sebuah pematang panjang dari batu-batu yang campur aduk membentang di sepanjang sisi lembah. (a) Apa bentuk lembah itu, dan apa yang mengukirnya? (b) Bagaimana bongkah itu sampai di sana? Apa namanya? (c) Apakah pematang itu, dan apa yang ditunjukkan oleh tingginya di sisi lembah?

Solusi

Solusi Latihan 27.9.

(a) Lembah berbentuk U, yang diukir oleh gletser. (b) Gletser membawanya dari jauh di hulu lembah, tempat terdapat granit, lalu meninggalkannya ketika esnya mencair: itulah batu eratik. (c) Morena lateral: tingginya menunjukkan seberapa tebal gletser itu dahulu; es pernah mencapai setidaknya setinggi itu di sisi lembah.

Latihan 27.10 ★★

Lapisan es Antarktika akan menaikkan permukaan laut sekitar $58\,\mathrm{m}$ jika seluruhnya mencair, dan lapisan es Greenland sekitar $7.4\,\mathrm{m}$. (a) Berapa yang akan ditambahkan oleh sepersepuluh es Greenland? (b) Berapa yang akan ditambahkan oleh seperseratus es Antarktika? (c) Berapa kali lebih banyak yang disimpan Antarktika dibandingkan dengan Greenland? Bulatkan sampai bilangan bulat terdekat.

Solusi

Solusi Latihan 27.10.

(a) $7.4 \div 10 = 0.74\,\mathrm{m}$. (b) $58 \div 100 = 0.58\,\mathrm{m}$. (c) $58 \div 7.4 \approx 7.8$: sekitar 8 kali lebih banyak.

Latihan 27.11 ★★★

Rata-rata luas sebaran es laut Arktik pada bulan September adalah $7.21$ juta $\mathrm{km}^{2}$ selama tahun 1980–1989 dan $4.65$ juta $\mathrm{km}^{2}$ selama tahun 2010–2019. (a) Satu juta adalah $10^6$. Tuliskan kedua nilai itu dalam km$^2$, tanpa kata “juta”. (b) Berapa besar penurunan rata-rata luas sebaran di antara kedua dasawarsa itu? (c) Kedua dasawarsa itu berselang 30 tahun. Berapa penurunannya per dasawarsa? Bandingkan dengan garis tren, yang $0.76$ juta $\mathrm{km}^{2}$ per dasawarsa. (d) Mengapa garis tren yang lurus tidak dapat diperpanjang selamanya ke masa depan?

Solusi

Solusi Latihan 27.11.

(a) $7.21 \times 10^6 = 7\,210\,000\,\mathrm{km}^{2}$ dan $4.65 \times 10^6 = 4\,650\,000\,\mathrm{km}^{2}$. (b) $7.21 - 4.65 = 2.56\text{ juta }\mathrm{km}^{2}$, yaitu $2\,560\,000\,\mathrm{km}^{2}$. (c) $2.56 \div 3 \approx 0.85$: sekitar $0.85$ juta $\mathrm{km}^{2}$ per dasawarsa, sedikit lebih besar daripada garis tren, yang $0.76$ juta $\mathrm{km}^{2}$; rata-rata setiap dasawarsa masih membawa naik turunnya sepuluh musim panasnya sendiri, tetapi kedua cara membaca grafik itu menunjukkan kehilangan besar yang sama. (d) Luas sebaran tidak dapat turun di bawah nol, dan garis tren hanya menggambarkan tahun-tahun yang diukur: apa yang terjadi selanjutnya bergantung pada bagaimana iklim Arktik berubah, sehingga garis itu bukan sebuah prakiraan.

Latihan 27.12 ★★★

Sekitar $20\,000$ tahun yang lalu, permukaan laut sekitar $120\,\mathrm{m}$ lebih rendah daripada sekarang. Di lepas sebuah pantai, paparan benua melandai turun dengan sangat perlahan, $1\,\mathrm{m}$ untuk setiap $1\,\mathrm{km}$ ke arah laut (data latihan). (a) Seberapa jauh ke arah laut letak garis pantai pada masa itu? (b) Ke mana perginya air yang $120\,\mathrm{m}$ itu? (c) Jelaskan mengapa morena terminal yang ditemukan sekarang di sebuah dataran, jauh dari pegunungan mana pun, merupakan petunjuk tentang zaman es yang sama.

Solusi

Solusi Latihan 27.12.

(a) $120 \div 1 = 120$: garis pantai berada sekitar $120\,\mathrm{km}$ lebih jauh ke arah laut. (b) Air itu telah menguap dari samudra, jatuh sebagai salju di benua-benua, lalu tetap di sana sebagai es dari lapisan-lapisan es yang besar. (c) Morena terminal terbentuk di ujung gletser. Morena terminal di sebuah dataran yang jauh dari pegunungan mana pun menunjukkan bahwa dahulu ada lapisan es yang mencapai dataran itu, pada masa ketika es menutupi jauh lebih banyak daratan daripada sekarang.

27.8 Soal: Mundurnya sebuah gletser yang panjang

Soal 27.1

Soal akhir pekan — ujung depan sebuah gletser gunung telah diukur setiap sepuluh tahun sejak 1960; kecepatan mundurnya dihitung, dan lembah yang ditinggalkannya dibaca

Setiap sepuluh tahun sejak 1960, sebuah tim mengukur posisi moncong Gletser G, sebuah gletser lembah di pegunungan. Jaraknya diukur ke arah hulu lembah dari sebuah batu penanda B, yang dicat di dasar lembah di moncong gletser pada tahun 1960. Sebuah pondok P berdiri di tepi dasar lembah, $1980\,\mathrm{m}$ ke hulu dari B. Peta menunjukkan moncong pada setiap pengukuran dan pematang tepat di bawah moncong tahun 1960.

tahun	1960	1970	1980	1990	2000	2010	2020
jarak moncong dari B (m)	0	180	330	520	700	880	1080

Bagian I — Posisi-posisi moncong.

1. Seberapa jauh moncong itu mundur antara tahun 1960 dan 2020?
2. Hitunglah seberapa jauh moncong itu mundur pada setiap dasawarsa. Pada dasawarsa mana mundurnya paling sedikit? Paling banyak?
3. Apakah gletser itu sudah berhenti mengalir menuruni lereng? Jelaskan.
4. Pematang gelap tepat di bawah moncong tahun 1960 terbuat dari puing batuan yang campur aduk. Apa namanya, dan bagaimana terbentuknya?

Bagian II — Kecepatan mundurnya.

5. Berapa rata-rata mundurnya per dasawarsa antara tahun 1960 dan 2020?
6. Dan per tahun?
7. Gletser Muir mundur $12\,\mathrm{km}$ dalam 63 tahun, sekitar $190\,\mathrm{m}$ setahun. Berapa kali lebih cepat itu dibandingkan dengan Gletser G?
8. Apakah Gletser G memperoleh lebih banyak es di daerah akumulasinya daripada yang hilang di daerah ablasinya, atau lebih sedikit? Jelaskan.

Bagian III — Lembah yang ditinggalkannya.

9. Bentuk apa yang kamu perkirakan dimiliki dasar lembah di antara B dan moncong tahun 2020 dalam penampang melintang? Mengapa?
10. Pada tahun 2020, seberapa jauh moncong itu dari titik yang sejajar dengan pondok?
11. Dengan kecepatan rata-rata dari Bagian II, berapa tahun yang diperlukan moncong itu untuk mencapai titik yang sejajar dengan pondok? Pada tahun berapa hal itu terjadi?
12. Berikan satu alasan mengapa tahun ini bukan sebuah prakiraan.

Solusi

Solusi Soal 27.1.

1. $1080 - 0 = 1080\,\mathrm{m}$.

2. 1960–1970: $180\,\mathrm{m}$; 1970–1980: $150\,\mathrm{m}$; 1980–1990: $190\,\mathrm{m}$; 1990–2000: $180\,\mathrm{m}$; 2000–2010: $180\,\mathrm{m}$; 2010–2020: $200\,\mathrm{m}$. Paling sedikit pada 1970–1980, paling banyak pada 2010–2020.

3. Tidak: gletser yang menyusut tetap mengalir menuruni lereng. Moncongnya mundur karena es mencair lebih cepat daripada datangnya.

4. Morena terminal: es membawa puing batuan menuruni lembah dan menjatuhkannya di moncongnya, tempat es mencair, selama moncong itu berada di sana.

5. $1080 \div 6 = 180\,\mathrm{m}$ per dasawarsa.

6. $180 \div 10 = 18\,\mathrm{m}$ setahun.

7. $190 \div 18 \approx 10.6$: sekitar 11 kali lebih cepat.

8. Lebih sedikit: gletser itu kehilangan lebih banyak es di daerah ablasinya daripada yang diperolehnya di daerah akumulasinya, sehingga moncongnya mundur.

9. Berbentuk U: dasar yang lebar dengan dinding yang curam, karena gletser melebarkan dan mendalamkan lembah itu selama mengisinya.

10. $1980 - 1080 = 900\,\mathrm{m}$.

11. $900 \div 18 = 50$ tahun: pada tahun 2070.

12. Kecepatannya berubah dari dasawarsa ke dasawarsa (dari 150 sampai $200\,\mathrm{m}$), dan mundurnya di masa depan bergantung pada hujan salju dan suhu musim panas pada tahun-tahun mendatang: laju pada masa lalu bukanlah sebuah prakiraan.