Para ilmuwan selalu mencari cara untuk memahami bagaimana iklim Bumi berubah sepanjang sejarahnya—terutama ketika perubahan itu terjadi jauh sebelum manusia ada. Salah satu caranya adalah dengan mempelajari endapan laut purba, sedimen yang mengisi dasar samudra selama jutaan tahun dan menyimpan jejak fisik proses alam di masa lalu. Baru-baru ini, sebuah tim peneliti berhasil menunjukkan hubungan kuat antara perubahan komposisi endapan laut dan pendinginan besar di Belahan Bumi Utara sekitar 3,6 juta tahun yang lalu—jauh sebelum manusia mulai memengaruhi iklim secara signifikan. Temuan ini memberikan wawasan penting untuk memahami dinamika iklim jangka panjang dan bagaimana arus laut dalam memainkan peran kunci dalam sistem iklim global.
Apa Itu Sedimen Laut dan Bagaimana Mereka Menceritakan Kisah Iklim?
Sedimen laut merupakan material yang mengendap di dasar laut dan berasal dari berbagai sumber, seperti fragmen batu dari daratan, partikel organik, dan mineral yang terlarut dalam air laut. Seiring waktu, sedimen-sedimen ini tertumpuk dan menjadi seperti buku catatan geologi yang merekam perubahan lingkungan laut dari waktu ke waktu. Sedimen laut dapat menunjukkan perubahan besar seperti variasi dalam aliran arus laut, tingkat nutrisi, suhu, dan aktivitas biologis di masa lalu. Sedimen laut sering digunakan oleh ilmuwan untuk “membaca” sejarah iklim Bumi jauh sebelum catatan tertulis atau instrumen modern tersedia.
Sedimen yang diteliti dalam studi ini diambil dari dasar Samudra Atlantik Utara, dan tim peneliti menganalisis unsur kimia serta karakter fisik sedimen ini untuk mencari pola yang mungkin berkaitan dengan perubahan besar dalam arus laut yang dikenal sebagai bagian dari sistem sirkulasi laut dalam.
Arus Laut Dalam dan “Sabuk Konveyor” Iklim
Salah satu konsep penting dalam pemahaman iklim global adalah sistem arus laut yang luas yang kadang disebut “sabuk konveyor laut” (ocean conveyor belt). Sistem ini adalah jaringan arus laut yang bergerak di seluruh globe, membawa panas dari satu bagian bumi ke bagian lain. Bagian atas arus ini—seperti Gulf Stream—membawa air hangat dari daerah tropis ke laut di lintang lebih tinggi, yang membantu mengatur iklim di daerah seperti Eropa.
Baca juga: Ketimpangan Iklim yang Memburuk Karena Bencana: Peringatan dari Data Global
Di bawah permukaan, ada arus laut dalam yang bergerak lebih lambat tetapi memainkan peran besar dalam distribusi panas dan garam di laut. Dalam penelitian ini, ada tiga arus dalam yang disorot: Iceland-Scotland Overflow Water (ISOW), Denmark Strait Overflow Water (DSOW), dan Labrador Sea Water (LSW) yang bersama-sama membentuk aliran balik yang disebut North Atlantic Deep Water (NADW)—bagian penting dari sabuk konveyor laut dalam Atlantik Utara.
Perubahan dalam pola aliran arus laut dalam ini telah lama diduga memiliki hubungan dengan perubahan iklim besar di masa lalu, tetapi memahami detailnya bukanlah hal yang mudah. Endapan laut yang terbentuk dari arus-arus ini dapat menjadi kunci untuk memahami bagaimana arus tersebut berubah seiring waktu.
Penelitian Endapan Laut yang Membawa Jawaban Baru
Dalam studi yang dipublikasikan di jurnal Nature Communications, tim peneliti internasional, dipimpin oleh Dr. Matthias Sinnesael dari Discipline of Geology dan Dr. Boris Karatsolis dari Vrije Universiteit Brussel, mempelajari inti sedimen laut yang diambil di berbagai lokasi di Atlantik Utara. Para peneliti itu bekerja sama dalam program besar bernama International Ocean Discovery Program (IODP Expedition 395/395C), yang melakukan ekspedisi ilmiah di Samudra Atlantik pada tahun 2021 dan 2023 untuk mengambil sampel sedimen sedalam mungkin.
Tujuan analisis tersebut adalah melihat bagaimana komposisi sedimen berubah dari waktu ke waktu—khususnya selama periode antara kira-kira 5 hingga 2,8 juta tahun yang lalu, ketika Bumi mengalami fase yang relatif hangat dibandingkan masa sekarang. Dengan mengamati sedimen dari masa ini, tim ingin memahami apakah ada perubahan besar dalam arus laut dalam dan bagaimana hal itu mungkin terhubung dengan perubahan iklim global.
Perubahan Komposisi Endapan yang Mengejutkan
Hasil analisis menunjukkan bahwa sedimen laut di lokasi-lokasi tertentu—terutama di timur Mid-Atlantic Ridge, batas bawah laut yang membentang di bagian tengah Samudra Atlantik—berubah secara mendadak sekitar 3,6 juta tahun yang lalu. Sebelum perubahan itu, sedimen di daerah ini sebagian besar merupakan lumpur karbonat pucat. Namun, setelah perubahan ini, yang ditemukan adalah sedimen yang lebih gelap, berupa partikel halus silt dan lempung.
Perubahan ini hanya terlihat jelas di situs sebelah timur Mid-Atlantic Ridge yang terkait dengan sistem arus ISOW. Sebaliknya, di sisi barat Mid-Atlantic Ridge, sedimen relatif tidak berubah dalam rentang waktu yang sama. Perbedaan ini menunjukkan bahwa perubahan besar dalam arus laut memang terjadi di bagian timur samudra, sementara bagian lain tetap stabil selama periode tersebut.
Kaitan dengan Pendinginan Besar di Belahan Bumi Utara
Yang membuat temuan ini sangat menarik adalah waktu perubahan endapan tersebut sangat bertepatan dengan periode pendinginan global besar di Belahan Bumi Utara, ketika gletser-gletser besar mulai terbentuk di kawasan kutub utara. Periode ini terjadi sekitar 3,6 juta tahun yang lalu—lebih dari tiga juta tahun sebelum manusia modern ada—tetapi merupakan contoh penting bagaimana sistem bumi besar bisa berpindah dari kondisi hangat ke kondisi yang lebih dingin.
Istilah pendinginan global dalam konteks ini merujuk pada fase panjang di mana rata-rata suhu di banyak bagian Bumi turun, memungkinkan lapisan es yang lebih besar berkembang dan menutupi wilayah yang lebih luas di belahan utara. Pendinginan ini memengaruhi lautan, atmosfer, dan pola iklim secara keseluruhan.
Walaupun tim sangat berhati-hati untuk tidak langsung menyimpulkan hubungan sebab-akibat secara langsung antara perubahan endapan laut dan pendinginan ini, tapi keduanya menunjukkan bahwa mengubah pola arus laut dasar mungkin mencerminkan perubahan besar dalam sirkulasi air laut yang erat kaitannya dengan evolusi iklim global.
Mengapa Temuan Ini Penting Untuk Iklim Modern?
Studi ini tidak hanya relevan bagi ilmuwan yang tertarik akan masa lalu Bumi, tetapi juga bagi mereka yang mencoba memahami masa depan iklim planet ini. Arus laut dalam—termasuk sistem NADW dan sabuk konveyor laut—memengaruhi sebaran panas dan garam di lautan global, yang pada gilirannya berdampak pada iklim regional dan global. Jika pola arus laut berubah, hal ini bisa berdampak besar pada suhu di berbagai bagian dunia, curah hujan, dan pola cuaca ekstrem.
Dalam konteks modern, para ilmuwan khawatir bahwa pemanasan global yang dipicu oleh emisi gas rumah kaca dapat memperlambat atau mengubah pola arus laut dalam ini. Jika hal serupa pernah terjadi secara alami di masa lalu—misalnya sekitar 3,6 juta tahun yang lalu—mempelajari perubahan tersebut dapat membantu memprediksi konsekuensi iklim di masa depan.
Melalui penelitian endapan laut masa lalu, tim mencoba memahami—dan pada akhirnya membedakan—perubahan iklim jangka pendek yang dipengaruhi manusia dengan perubahan alami yang terjadi selama jutaan tahun. Hal ini membantu membuat model prediksi iklim yang lebih akurat dan memberikan konteks historis yang penting untuk menginterpretasi perubahan iklim saat ini.
Tantangan dan Langkah Selanjutnya
Walaupun bukti dari perubahan komposisi sedimen menunjukkan adanya pergeseran besar dalam arus laut dasar, masih banyak yang harus dipelajari tentang bagaimana dan mengapa tepatnya perubahan ini terjadi. Tim mencatat bahwa hubungan antara perubahan arus laut dan pembentukan lapisan es di Belahan Bumi Utara terlalu kompleks untuk langsung ditarik sebagai satu pembuktian sebab-akibat.
Langkah selanjutnya dalam penelitian ini termasuk mengeksplorasi lebih jauh hubungan antara sirkulasi laut dalam, distribusi panas dan garam di laut, serta bagaimana faktor-faktor tersebut berhubungan dengan pertumbuhan lapisan es di masa lalu. Jika hubungan ini lebih dipahami, hal tersebut dapat membantu memproyeksikan bagaimana sistem iklim global mungkin berubah seiring meningkatnya suhu Bumi di masa depan.
Kesimpulan: Pelajaran dari Masa Lalu Bumi
Studi terbaru tentang endapan laut purba di Samudra Atlantik Utara menunjukkan bahwa sekitar 3,6 juta tahun yang lalu telah terjadi perubahan besar dalam cara air laut bersirkulasi di dasar laut, yang tercatat jelas dalam komposisi sedimen yang berbeda di sisi timur Mid-Atlantic Ridge. Perubahan ini bertepatan dengan periode pendinginan besar di Belahan Bumi Utara—sebuah fase transisi iklim penting dalam sejarah Bumi.
Dengan memahami bagaimana arus laut dalam bereaksi terhadap perubahan iklim di masa lalu, para ilmuwan bisa mendapatkan wawasan berharga tentang bagaimana sistem iklim global merespons perubahan besar, termasuk yang kita alami saat ini. Sedimen laut, dengan segala catatan historisnya, tetap menjadi salah satu sumber utama informasi tentang masa lalu planet ini dan kunci untuk memprediksi masa depan iklim yang lebih baik.
Referensi
[1] https://www.tcd.ie/geology/news-and-events/news-and-events-2024—2025/ancient-ocean-sediments/, diakses pada 25 Januari 2026.
[2] Matthias Sinnesael, Boris-Theofanis Karatsolis, Paul N. Pearson, Anne Briais, Sidney R. Hemming, Leah J. LeVay, Tom Dunkley Jones, Ying Cui, Anita Di Chiara, Justin P. Dodd, Deepa Dwyer, Deborah E. Eason, Sarah A. Friedman, Emma Hanson, Katharina Hochmuth, Halima E. Ibrahim, Claire E. Jasper, Saran Lee-Takeda, Danielle E. LeBlanc, Melody R. Lindsay, David D. McNamara, Sevasti E. Modestou, Margaret A. Morris, Bramley J. Murton, Suzanne OConnell, Gabriel Pasquet, Sheng-Ping Qian, Yair Rosenthal, Sara Satolli, Takuma Suzuki, Thena Thulasi, Bridget S. Wade, Nicholas J. White, Tao Wu, Alexandra Y. Yang, Ross E. Parnell-Turner. Onset of strong Iceland-Scotland overflow water 3.6 million years ago. Nature Communications, 2025; 16 (1) DOI: 10.1038/s41467-025-59265-5
