Sebuah temuan mencengangkan dipublikasikan dalam Journal of Geophysical Research mengungkap bahwa daratan di Afrika Selatan secara perlahan terangkat dari permukaan laut.
Mengutip Daily Galaxy, elama ini, para ahli berasumsi bahwa pengangkatan daratan ini disebabkan oleh pergerakan jauh di dalam kerak Bumi, khususnya oleh proses geodinamik. Namun, penelitian baru telah memperkenalkan teori alternatif bahwa hilangnya air akibat kekeringan merupakan pendorong utama pergerakan vertikal ini.
Perubahan Paradigma dalam Ilmu Geofisika
Selama beberapa dekade, komunitas ilmiah meyakini bahwa kenaikan permukaan tanah terkait dengan aliran mantel Bumi, mungkin dari proses geodinamik seperti gumpalan yang mendorong material dari bagian dalam Bumi. Namun, temuan terbaru menunjukkan bahwa proses ini mungkin bukan satu-satunya penyebab. Sebaliknya, hilangnya air akibat kekeringan yang berkepanjangan mungkin menjadi penyebab yang mendasarinya, yang mendorong permukaan tanah naik secara bertahap.
Perspektif Baru tentang Pengangkatan Lahan
Afrika Selatan secara bertahap mengalami peningkatan ketinggian, dengan beberapa wilayah naik hingga dua milimeter per tahun. Antara tahun 2012 dan 2020, peningkatan ini sangat terasa, dengan data dari stasiun GPS permanen di seluruh negeri yang memungkinkan para ilmuwan mengukur perubahan ketinggian dengan presisi yang luar biasa. Stasiun-stasiun ini, bagian dari jaringan luas yang dirancang untuk memantau pergerakan horizontal dan vertikal, telah memberikan data berharga untuk memahami pergeseran halus yang terjadi di wilayah tersebut.
“Data ini menunjukkan kenaikan rata-rata enam milimeter antara tahun 2012 dan 2020,” kata Dr. Makan Karegar dari Institut Geodesi dan Geoinformasi di Universitas Bonn. Dr. Karegar, yang juga merupakan bagian dari area penelitian transdisipliner universitas Sustainable Futures , menambahkan bahwa penemuan ini telah mengubah pemahaman para ilmuwan tentang penyebab di balik kenaikan tersebut.
Hingga saat ini, banyak yang percaya bahwa konveksi mantel — gerakan ke atas material panas dari dalam Bumi — mendorong permukaan naik. Teorinya adalah bahwa gumpalan di bawah kerak Bumi memberikan tekanan ke atas yang cukup untuk menyebabkan daratan menggembung. Namun, tim peneliti di Universitas Bonn menguji hipotesis alternatif, yang menunjukkan peran penting kekeringan.
Di Afrika Selatan, antara tahun 2012 dan 2020. Semakin kecokelatan wilayah tersebut, semakin tinggi kehilangan air. Segitiga mewakili stasiun GPS. Segitiga merah berarti stasiun ini telah meningkat tingginya sejak tahun 2012. Kredit: AG Kusche/Universitas Bonn
Data Satelit dan GPS Mengungkap Kebenaran
Untuk mendukung hipotesis mereka, para peneliti menggunakan data dari gabungan stasiun GPS permanen dan misi satelit GRACE, yang mengukur perubahan gaya gravitasi di berbagai wilayah. Satelit-satelit ini dapat mendeteksi variasi massa air yang tersimpan di permukaan Bumi, termasuk kelembapan tanah, air tanah, dan air permukaan.
Temuannya meyakinkan. “Hasil ini dapat digunakan untuk menghitung, antara lain, perubahan total massa penyimpanan air termasuk jumlah air permukaan, kelembaban tanah, dan air tanah,” jelas Christian Mielke , peneliti lain dari Institut Geodesi dan Geoinformasi . Namun, ia mencatat bahwa pengukuran yang disediakan oleh satelit GRACE hanya menawarkan resolusi spasial rendah beberapa ratus kilometer, sehingga sulit untuk menangkap variasi yang lebih terlokalisasi.
Data dari jaringan GPS dan misi satelit mengungkapkan bahwa daratan di Afrika Selatan meningkat paling tajam di wilayah yang mengalami kekeringan parah. Saat air di wilayah ini terkuras, kerak bumi dapat “memantul kembali”, sebuah proses yang mirip dengan bagaimana bola busa dapat naik setelah terendam di bawah tekanan air.
(merah = naik; biru = turun). Kenaikan ini terutama terlihat pada musim kemarau antara tahun 2015 dan 2019. Kredit: AG Kusche/Universitas Bonn
Memahami Ilmu di Balik Peningkatan
Prinsip ilmiah di balik pengangkatan tanah ini berakar pada konsep pantulan elastis. Ketika sejumlah besar air dikeluarkan dari permukaan — baik dari air tanah, air permukaan, atau kelembapan tanah — tekanan yang sebelumnya diberikan oleh air pada tanah berkurang. Hilangnya tekanan ini memungkinkan tanah untuk naik, mirip dengan bagaimana bola busa kembali ke bentuk aslinya setelah tekanan yang menahannya dilepaskan.
Dr. Karegar menjelaskan pergeseran pemahaman ini: “Namun, kami kini telah menguji hipotesis lain. Kami percaya bahwa hilangnya air tanah dan air permukaan akibat kekeringan mungkin juga menjadi penyebab naiknya permukaan tanah.” Hubungan antara kekeringan dan naiknya permukaan tanah menjadi lebih jelas, karena terbukti bahwa semakin parah kekeringan, semakin nyata kenaikan permukaan tanah di wilayah yang terkena dampak.
Fenomena ini paling terlihat selama kekeringan parah antara tahun 2015 dan 2019, ketika Cape Town hampir saja menghadapi “hari nol” — saat kota itu benar-benar kehabisan air. Perjuangan berkelanjutan wilayah tersebut dengan kelangkaan air menyoroti implikasi yang luas dari penelitian ini.
Alat Baru untuk Pengelolaan Air
Penelitian ini memberikan perspektif baru dalam memahami konsekuensi lingkungan dari kekeringan, terutama di wilayah-wilayah yang kekurangan air telah menjadi masalah yang semakin serius. Selain menjelaskan pergerakan tanah, penelitian ini juga menawarkan alat unik untuk memantau hilangnya air dan penipisan air tanah. Dengan melacak perubahan elevasi tanah menggunakan data GPS, para ilmuwan dapat menilai seberapa banyak air tanah yang telah hilang dari waktu ke waktu dan mengidentifikasi wilayah-wilayah yang sumber daya airnya mungkin hampir habis.
Seperti yang ditunjukkan oleh pengalaman Afrika Selatan, metode pengukuran kenaikan muka tanah ini dapat menjadi cara yang efisien dan hemat biaya untuk memantau kesehatan cadangan air. Dengan perubahan iklim yang diperkirakan akan mengubah pola curah hujan dan memperparah kekeringan di seluruh dunia, alat baru ini dapat membantu menginformasikan strategi pengelolaan air, memastikan bahwa sumber daya penting dilestarikan untuk masa depan.
Dengan meningkatnya kekhawatiran tentang kekurangan air di banyak wilayah di dunia, memahami hubungan antara kekeringan dan peningkatan permukaan tanah dapat terbukti sangat berharga. Di Afrika Selatan, serta di wilayah rawan kekeringan lainnya, kemampuan untuk melacak penipisan air tanah melalui peningkatan permukaan tanah dapat memberikan wawasan penting dalam mengelola sumber daya yang berharga ini.[]