Apa yang Sebenarnya Ada di Bawah Es Antarktika?
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Dari udara, Antarktika terlihat seperti dunia yang hampir seluruhnya berwarna putih. Lapisan es yang sangat luas membuat benua ini tampak kosong dan tidak banyak menyimpan kehidupan.
Namun pemandangan tersebut sangat menipu. Jauh di bawah lapisan es terdapat bentang alam yang kompleks, termasuk cekungan, pegunungan, saluran air, dan danau yang tersembunyi dari permukaan.
Para ilmuwan mengetahui keberadaan dunia tersembunyi ini melalui kombinasi radar penembus es, pengukuran satelit, data seismik, pengeboran, serta pengambilan sampel langsung.
Penelitian menunjukkan bahwa air cair dapat bertahan di bawah lapisan es Antarktika dan membentuk sistem hidrologi subglasial yang jauh lebih kompleks daripada yang terlihat dari permukaan.
Lapisan Es Antarktika Tidak Hanya Berisi Salju yang Membeku
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Ketika salju baru turun di Antarktika, material tersebut belum langsung berubah menjadi es padat. Salju akan mengalami pemadatan secara bertahap akibat tekanan dari lapisan yang berada di atasnya.
Dalam proses tersebut terbentuk firn, yaitu material peralihan antara salju dan es. Semakin dalam, pori-pori udara di dalamnya semakin tertekan dan akhirnya sebagian udara terperangkap dalam gelembung-gelembung kecil di dalam es.
Karena proses akumulasi berlangsung terus-menerus, inti es dapat menjadi arsip lingkungan masa lalu. Gelembung udara dan lapisan es dapat menyimpan informasi mengenai atmosfer dan kondisi iklim pada masa ketika lapisan tersebut terbentuk.
Penelitian inti es terbaru bahkan berhasil memperoleh es Antarktika yang menyimpan rekaman iklim lebih dari 1,2 juta tahun.
Para Ilmuwan Bisa Melihat Dunia di Bawah Es Tanpa Mengebor Semuanya
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Menembus ribuan meter es bukan satu-satunya cara untuk mengetahui apa yang berada di bawah Antarktika.
Salah satu teknologi penting adalah radar penembus es. Gelombang radar dikirim melalui lapisan es dan pantulannya digunakan untuk mengetahui struktur di bawah permukaan.
Data satelit juga memberikan petunjuk penting. Perubahan ketinggian permukaan es dapat menunjukkan bahwa air di bawahnya sedang mengisi atau mengosongkan sebuah danau.
NASA menggunakan data ICESat-2 untuk mengamati perubahan ketinggian permukaan yang berkaitan dengan siklus pengisian dan pengosongan danau subglasial. Dengan metode tersebut, aktivitas air di bawah lapisan es dapat dipelajari dari luar tanpa harus mengebor setiap lokasi.
Di Bawah Es Ternyata Ada Pegunungan dan Bentang Alam Kuno
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Lapisan es yang sangat tebal tidak berarti permukaan batuan di bawahnya datar.
Pengukuran geofisika menunjukkan bahwa dasar Antarktika memiliki topografi yang kompleks. Di bawah es terdapat lembah, cekungan, pegunungan, dan jalur yang membantu mengarahkan pergerakan es serta air.
Danau subglasial juga bukan sekadar genangan yang berdiri sendiri. Sebagian wilayah memiliki sistem hidrologi yang saling terhubung, sehingga air dapat berpindah dari satu danau ke danau lainnya.
Penelitian satelit menunjukkan adanya siklus pengisian dan pengosongan pada beberapa danau aktif. Perubahan tersebut bahkan dapat menyebabkan permukaan es di atasnya naik atau turun.
Lake Vostok Menjadi Salah Satu Danau Tersembunyi Paling Terkenal
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Salah satu penemuan paling terkenal adalah Lake Vostok, sebuah danau besar yang berada jauh di bawah lapisan es Antarktika Timur.
Lapisan es di atasnya mencapai sekitar 4 kilometer pada bagian tertentu. Airnya dapat tetap berada dalam bentuk cair karena kombinasi tekanan tinggi, panas dari bawah permukaan, dan sifat isolasi lapisan es yang sangat tebal.
NASA menjelaskan bahwa Lake Vostok merupakan danau subglasial raksasa yang berada lebih dari dua mil di bawah lapisan es. Permukaan es di atas danau juga terlihat relatif halus dalam data radar karena struktur di bawahnya memengaruhi bentuk permukaan es.
Namun ada satu hal yang perlu diluruskan. Pernyataan bahwa Lake Vostok sudah pasti terisolasi tepat selama 15 juta tahun terlalu pasti. Berbagai penelitian memberikan perkiraan berbeda mengenai sejarah air dan tingkat keterisolasiannya. Jadi, yang dapat dikatakan dengan aman adalah bahwa lingkungan tersebut sangat terisolasi dan telah menjadi objek penelitian selama puluhan tahun.
Mengapa Air Bisa Tetap Cair di Bawah Es yang Sangat Tebal?
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Keberadaan air cair ribuan meter di bawah lapisan es memang terdengar aneh. Namun lingkungan subglasial memiliki kondisi yang berbeda dari permukaan Antarktika.
Lapisan es yang sangat tebal memberikan tekanan besar pada air di bawahnya. Selain itu, panas bumi dari bagian dalam planet terus mengalir menuju permukaan.
Lapisan es juga berfungsi sebagai isolator yang mengurangi pelepasan panas secara langsung ke atmosfer yang sangat dingin.
Kombinasi kondisi tersebut memungkinkan sebagian air di dasar lapisan es tetap berada dalam keadaan cair. Karena itu, danau subglasial dapat terbentuk dan bertahan meskipun suhu permukaan Antarktika sangat rendah.
Ternyata Ada Ratusan Danau dan Sistem Sungai di Bawah Es
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Lake Vostok bukan satu-satunya danau di bawah Antarktika.
Pengamatan radar dan satelit telah mengungkap ratusan danau subglasial. Sebagian relatif stabil, sementara sebagian lainnya aktif mengisi dan mengosongkan air.
Air tersebut dapat bergerak melalui jaringan saluran di bawah lapisan es. Ketika sebuah danau mengalir ke danau lainnya, perubahan volume air dapat memengaruhi ketinggian permukaan es di atasnya.
NASA telah memetakan siklus beberapa danau di kawasan Mercer dan Whillans Ice Streams menggunakan data ICESat-2. Pengamatan tersebut memperlihatkan bahwa air dapat berpindah antara danau-danau yang saling terhubung.
Apakah Ada Kehidupan di Dalam Danau yang Gelap?
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Pertanyaan terbesar kemudian muncul: jika terdapat air cair di bawah es, apakah ada kehidupan di dalamnya?
Jawabannya ternyata memang ada bukti kuat untuk kehidupan mikroba di lingkungan subglasial tertentu.
Penelitian langsung terhadap Lake Whillans menemukan komunitas mikroorganisme yang aktif secara metabolik. Ekosistem tersebut terdiri antara lain dari bakteri dan archaea yang mampu bertahan tanpa sinar matahari sebagai sumber energi utama.
Hal ini penting karena menunjukkan bahwa kehidupan tidak selalu membutuhkan lingkungan yang mendapatkan cahaya matahari secara langsung. Mikroorganisme di bawah es dapat memperoleh energi dari proses kimia dan interaksi antara air, mineral, sedimen, serta material organik.
Namun bukti kehidupan di satu danau tidak berarti semua danau subglasial memiliki ekosistem yang sama.
Mengapa Para Ilmuwan Sangat Berhati-hati Saat Mengebor?
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Mengebor ke dalam danau yang telah lama terlindungi di bawah es bukan sekadar persoalan membuat lubang.
Para ilmuwan harus memastikan bahwa sampel air atau sedimen tidak tercemar oleh bahan dari permukaan maupun cairan pengeboran. Kontaminasi dapat membuat mikroorganisme yang ditemukan terlihat seolah-olah berasal dari danau, padahal sebenarnya berasal dari peralatan atau lingkungan pengeboran.
Masalah tersebut pernah menjadi salah satu tantangan dalam penelitian Lake Vostok. Karena itu, hasil yang mengklaim menemukan mikroorganisme unik dari lingkungan tersebut harus diperiksa dengan sangat ketat.
Sebaliknya, penelitian Lake Whillans menggunakan metode akses dengan air panas yang telah diproses untuk mengurangi risiko kontaminasi dan menghasilkan bukti langsung mengenai ekosistem mikroba subglasial.
Kehidupan di Bawah Es Membantu Kita Memahami Dunia Lain
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Lingkungan subglasial Antarktika menarik bukan hanya karena misterinya, tetapi juga karena kondisinya memiliki kemiripan tertentu dengan lingkungan ekstrem di luar Bumi.
Para ilmuwan tertarik pada bagaimana mikroorganisme dapat bertahan dalam kondisi dingin, gelap, bertekanan tinggi, dan minim sumber energi dari matahari.
Pengetahuan tersebut dapat membantu ilmuwan memahami kemungkinan kehidupan di lingkungan ekstrem lainnya. Salah satu contohnya adalah bulan-bulan es di Tata Surya yang diperkirakan memiliki air cair di bawah permukaan es.
Namun menemukan mikroba di Antarktika tentu bukan bukti bahwa kehidupan juga ada di luar Bumi. Hubungannya lebih tepat dipahami sebagai penelitian analog: lingkungan ekstrem di Bumi dapat membantu ilmuwan mengembangkan metode untuk mencari dan mengenali tanda-tanda kehidupan di tempat lain.
Antarktika yang Terlihat Kosong Ternyata Menyimpan Dunia Tersembunyi
Sumber gambar: svs.gsfc.nasa.gov
Dari permukaan, Antarktika mungkin terlihat seperti benua putih yang tidak banyak menyimpan kehidupan. Namun semakin dalam para ilmuwan menelitinya, semakin jelas bahwa gambaran tersebut tidak lengkap.
Di bawah lapisan es terdapat bentang alam yang kompleks, air cair, danau, saluran yang saling terhubung, serta lingkungan yang mampu mendukung kehidupan mikroba.
Esnya sendiri juga merupakan arsip ilmiah yang luar biasa. Gelembung udara dan lapisan es menyimpan informasi mengenai atmosfer serta perubahan iklim masa lalu. Inti es yang berhasil diperoleh dari proyek Beyond EPICA bahkan membawa rekaman iklim lebih dari 1,2 juta tahun.
Jadi, pertanyaan tentang apa yang tersembunyi di bawah es Antarktika belum benar-benar selesai. Ratusan lingkungan subglasial masih menjadi objek penelitian, dan setiap teknologi baru membuka kesempatan untuk memahami bagian Bumi yang selama ini hampir tidak terlihat.
Referensi Artikel
- NASA Scientific Visualization Studio — Antarctica: Lake Vostok
- NASA — ICESat-2 Maps Subglacial Lakes in Antarctica
- NASA Astrobiology — Life in the Extreme: Surviving Beneath a Glacier
- Nature — A microbial ecosystem beneath the West Antarctic ice sheet
- Nature — Physical, chemical and biological processes in Lake Vostok and other Antarctic subglacial lakes
- British Antarctic Survey — Antarctica's oldest ice heading to Europe