Hidup bergantung pada keseimbangan yang baik antara energi masuk dan energi keluar. Tapi memanaskan dunia 1.2 ℃ dengan gas rumah kaca, berarti kita telah menjebak sejumlah besar energi ekstra di sistem Bumi.
Kita sudah merasa seperti tinggal di pulau tropis di banyak bagian planet kita. Jika iklim terus menghangat, ini akan menjadi masalah serius bagi kita semua. Foto oleh Raimond Klavins melalui Unsplash
Sejak abad ke-18, manusia telah mengambil bahan bakar fosil dari penyimpanannya yang aman jauh di bawah tanah dan membakarnya untuk menghasilkan listrik atau mesin pembangkit listrik.
Kami sekarang telah mengubah batu bara, minyak, dan gas menjadi lebih dari dua triliun ton karbon dioksida yang memerangkap panas dan lainnya gas rumah kaca dan menambahkannya ke atmosfer.
Hasil saat ini? Suhu rata-rata di permukaan planet sekitar 1.2℃ lebih panas daripada di era pra-industri. Itu karena menambahkan karbon baru terhadap siklus karbon alami dunia telah menyebabkan ketidakseimbangan jumlah energi yang masuk dan keluar sistem Bumi.
Untuk menghangatkan seluruh planet dibutuhkan energi ekstra yang luar biasa. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa kita telah menambahkan energi dari 25 miliar bom nuklir ke sistem Bumi hanya dalam 50 tahun terakhir.
Miliaran bom nuklir menghasilkan 1.2 ℃ pemanasan – lalu kenapa? Tampaknya kecil, mengingat berapa banyak suhu yang bervariasi setiap hari. (Itu duniasuhu permukaan rata-rata pada abad ke-20 adalah 13.9℃.)
Namun hampir semua energi ini sampai saat ini telah diambil oleh lautan. Tidak heran kita melihat pemanasan cepat di lautan kita.
Zona Goldilocks
Merkurius adalah planet terdekat dengan Matahari. Itu menjadi panas, dengan suhu rata-rata 167 ℃. Tetapi tidak memiliki atmosfer. Itu sebabnya planet kedua, Venus, Apakah terpanas di tata surya, rata-rata 464℃. Itu karena atmosfer yang jauh lebih tebal daripada Bumi, padat karbon dioksida. Venus mungkin pernah memiliki lautan cair. Tapi kemudian efek rumah kaca yang tak terkendali terjadi, memerangkap panas dalam jumlah yang sangat besar.
Salah satu alasan kita hidup adalah karena planet kita mengorbit di Zona Goldilocks, jarak yang pas dari Matahari agar tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin. Sedikit dari panas internal Bumi yang sampai ke kerak dingin tempat kita tinggal. Itu membuat kita bergantung pada sumber panas lain – Matahari.
Ketika cahaya dan panas Matahari mengenai Bumi, sebagian diserap di permukaan dan sebagian dipantulkan kembali ke luar angkasa. Kita melihat sebagian energi yang dipancarkan Matahari karena Matahari panas dan benda-benda yang lebih panas memancarkan radiasi di bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat.
Karena Bumi jauh lebih dingin daripada Matahari, radiasi yang dipancarkannya tidak terlihat, pada panjang gelombang infra merah yang panjang. Sebagian besar energi ini keluar ke luar angkasa – tetapi tidak semua. Beberapa gas di atmosfer kita sangat efektif dalam menyerap energi pada panjang gelombang yang dipancarkan Bumi. Gas rumah kaca ini terjadi secara alami di atmosfer bumi, dan menjaga agar planet ini cukup hangat untuk dapat dihuni. Itu zona Goldilocks lainnya.
Dan kemudian ada zona Goldilocks ketiga: sejarah terkini. Semua peradaban manusia telah muncul dalam 10,000 tahun yang sangat sejuk setelah zaman es terakhir, ketika iklim tidak terlalu panas dan tidak terlalu dingin di sebagian besar dunia.
Tapi sekarang, kita berada pada risiko yang sangat nyata untuk mendorong diri kita keluar dari kondisi iklim yang nyaman yang memungkinkan manusia untuk berkembang, bertani, membangun kota, dan berkreasi.
Bahan bakar padat energi yang memungkinkan peradaban industri datang dengan sengatan yang sangat besar. Bakar sekarang, bayar nanti. Sekarang tagihan telah menjadi jelas.
Bagaimana kita tahu ini nyata? Satelit mengukur tingkat di mana permukaan bumi memancarkan panas. Setiap saat, ribuan Robot mengapung Argo dot lautan kita. Mereka menghabiskan hampir seluruh hidup mereka di bawah air, mengukur panas, dan permukaan untuk mengirimkan data. Dan kita bisa mengukur permukaan laut dengan pasang surut dan satelit. Kita dapat memeriksa silang pengukuran antara ketiga pendekatan tersebut.
Perubahan iklim: lebih banyak energi yang masuk daripada yang keluar
Gas rumah kaca sangat kuat. Anda hanya membutuhkan konsentrasi kecil untuk mendapatkan efek yang besar.
Kita telah meningkatkan jumlah karbon dioksida di atmosfer sekitar 50%, dan juga menambahkan sejumlah besar metana dan dinitrogen oksida. Ini mendorong efek rumah kaca yang menopang kehidupan kita menjadi tidak seimbang.
Sebuah baru-baru ini belajar menyarankan ketidakseimbangan energi setara dengan menjebak sekitar 380 zettajoule panas ekstra dari 1971–2020. (Periode antara tahun 1971 dan sekarang rekening untuk sekitar 60% dari semua emisi).
Satu zettajoule adalah 1,000,000,000,000,000,000,000 joule – angka yang sangat besar!
Little Boy, bom nuklir yang menghancurkan Hiroshima, menghasilkan energi yang diperkirakan mencapai 15,000,000,000,000 joule. Ini berarti efek emisi gas rumah kaca umat manusia dalam kurun waktu 50 tahun hingga 2020 adalah sekitar 25 miliar kali energi yang dipancarkan oleh bom nuklir Hiroshima.
Jika kita telah memerangkap begitu banyak panas ekstra, di manakah itu?
Hingga saat ini, hampir setiap joule energi ekstra – sekitar 90% – telah masuk ke lautan kita, khususnya kilometer teratas air. Air adalah penyerap panas yang sangat baik. Dibutuhkan banyak energi untuk memanaskannya, tetapi panaskan yang kita miliki. Lautan yang lebih panas adalah kontributor utama pemutihan karang dan kenaikan permukaan laut.
Butuh waktu lama untuk memasukkan panas sebanyak ini ke lautan, dan begitu panas itu tidak hilang. Membalikkan pemanasan global sepenuhnya mungkin tidak dapat dilakukan. Hanya untuk menghentikan suhu menjadi lebih tinggi berarti memperbaiki ketidakseimbangan dan menurunkan tingkat CO2 ke tingkat pra-industri 280ppm.
Jika kita dapat mencapai net-zero emisi gas rumah kaca, kemungkinan besar kita akan menghentikan pemanasan global lebih lanjut dan konsentrasi karbon dioksida perlahan akan mulai turun.
Secara realistis, ini berarti pengurangan emisi skala besar yang cepat dan penerapan penangkapan karbon untuk mengkompensasi emisi yang tidak dapat kita hilangkan.
Untuk melangkah lebih jauh dan mendinginkan planet kembali ke iklim pra-industri akan membutuhkan emisi negatif bersih, yang berarti kita harus menarik lebih banyak karbon keluar dari atmosfer daripada emisi yang tersisa.
Sayangnya, kami belum sampai di sana. Emisi gas rumah kaca yang disebabkan oleh manusia berada di mendekati rekor tertinggi. Tapi produksi energi bersih mempercepat. Tahun ini mungkin pertama kali emisi dari daya mulai turun.
Kita sedang berlomba, dan taruhannya setinggi mungkin – memastikan iklim yang layak huni untuk anak-anak kita dan alam.
