Seringkali terasa dunia berputar semakin cepat dan tak terkendali akhir-akhir ini, bukan? Sayangnya, kesan pertama yang visceral ini tampaknya keliru: Penelitian baru menunjukkan perputaran Bumi justru melambat secara dramatis.
Para peneliti geofisika di Wina dan Zurich menggunakan data paleoklima, terutama variasi permukaan laut global sejak Pliosen Akhir, untuk memperkirakan perubahan kecepatan rotasi Bumi dengan cakupan terluas sejauh ini. Mereka menemukan bahwa dari tahun 2000 hingga 2020, panjang hari bertambah sekitar 1,33 milidetik (ms) per abad—ini merupakan perlambatan putaran Bumi tercepat sejak zaman mastodon raksasa dan kucing bertaring pedang.
“Peningkatan panjang hari yang cepat ini mengimplikasikan bahwa laju perubahan iklim modern belum pernah terjadi sebelumnya setidaknya sejak 3,6 juta tahun lalu, dimulai dari Pliosen Akhir,” ujar rekan penulis studi Benedikt Soja, profesor geodesi ruang angkasa di ETH Zurich, dalam pernyataan pers. “Kenaikan cepat panjang hari saat ini dengan demikian dapat diatribusikan terutama pada pengaruh manusia,” menurut Soja.
Gesekan besar akibat lautan
Soja dan rekan-rekannya menyebut fenomena ini sebagai “redistribusi massa benua-samudra” dalam penelitian mereka, termasuk yang diterbitkan Selasa lalu di Journal of Geophysical Research: Solid Earth. Saat es dari lapisan es kutub dan gletser gunung mencair dan mengalir ke samudra Bumi, bobot air tambahan terkumpul di garis lintang rendah yang lebih lebar dekat ekuator, di mana massa ekstra ini lebih cenderung memperlambat putaran Bumi.
Rekan penulis Soja, Mostafa Kiani Shahvandi, mengibaratkan fenomena ini dalam pernyataan pers seperti “peseluncur figur yang berputar lebih lambat saat merentangkan tangan, dan lebih cepat saat mendekatkan tangan ke tubuh.”
“Hanya satu kali—sekitar 2 juta tahun lalu—laju perubahan panjang hari hampir setara, tetapi sebelum dan sesudahnya, ‘peseluncur figur’ planet ini belum pernah mengangkat tangan dan permukaan laut secepat periode 2000 hingga 2020,” jelas Kiani Shahvandi, peneliti pascadoktoral di Departemen Meteorologi dan Geofisika Universitas Wina.
Fosil laut mikroskopis, dataset raksasa
Soja dan Kiani Shahvandi menggunakan tumpukan data fluktuasi permukaan laut yang sangat besar untuk penelitian baru mereka, yang diperoleh dari fosil organisme laut bersel tunggal bercangkang mikroskopis bernama foraminifera bentik.
“Dari komposisi kimia fosil foraminifera,” kata Kiani Shahvandi, “kami dapat menyimpulkan fluktuasi muka air laut lalu secara matematis menurunkan perubahan panjang hari yang sesuai.”
Kredit: ETH Zurich. Di atas, fosil organisme laut bersel tunggal, Benthic Foraminifera, seperti yang digunakan studi baru untuk menentukan permukaan laut global purba.
Perhitungan ini mengharuskan keduanya mengembangkan metode pembelajaran mendalam baru berbasis Physics-Informed Diffusion Model (PIDM). Singkatnya, PIDM mengambil kekuatan prediktif dari AI berbasis pembelajaran mesin probabilistik dan membimbingnya dalam batasan ketat jaringan saraf yang diinformasikan fisika (PINNs), yang dibangun berdasarkan hukum alam turunan ilmiah.
“Model ini menangkap fisika di balik perubahan paras laut, sekaligus tetap tangguh menghadapi ketidakpastian besar yang melekat pada data paleoklima,” catat Kiani Shahvandi.
Perseribu detik yang berpengaruh
Memang, panjang hari Bumi terbukti sangat bervariasi meski dalam skala sangat kecil, dengan periode-periode terakhir di mana rotasinya juga sempat semakin cepat. Contohnya, pada 4 Juli 2024, Bumi mencatatkan rekor planetari, menyelesaikan satu putaran penuh 1,66 ms (atau 0,00166 detik) lebih cepat dari biasanya. Segala hal, dari gejolak panas inti Bumi yang cair hingga tekanan atmosfer dan angin, hingga pergeseran orbit Bulan, dapat dan memang berdampak pada rotasi harian Bumi.
Namun, penelitian baru ini berfokus pada tren jangka panjang: perilaku Bumi selama beberapa dekade di abad ke-21 dibandingkan dengan tren laju rotasinya selama jutaan tahun.
Dan yang krusial, menurut Soja, meningkatnya bobot samudra di bagian ekuatorial Bumi yang tebal saat ini—konsekuensi tak terbantahkan dari perubahan iklim—akan semakin menjadi faktor dominan yang mempengaruhi kecepatan rotasi Bumi.
“Menjelang akhir abad ke-21, perubahan iklim diproyeksikan mempengaruhi panjang hari bahkan lebih kuat daripada Bulan,” catat Soja dalam pernyataan pers. “Meskipun perubahannya hanya milidetik, hal ini dapat menyebabkan masalah di banyak bidang, misalnya dalam navigasi ruang angkasa presisi, yang memerlukan informasi akurat tentang rotasi Bumi.”