Efek dramatis curah hujan terhadap evolusi lanskap pegunungan masih diperdebatkan secara luas di kalangan ahli geologi, hal tersebut juga diungkap dalam penelitian baru dari University of Bristol yang dengan jelas menghitung dampaknya, yang pasti meningkatkan pemahaman kita tentang bagaimana puncak dan lembah telah berkembang selama jutaan tahun.
Temuannya, berfokus pada pegunungan terkuat – Himalaya – juga membuka jalan untuk meramalkan kemungkinan dampak perubahan iklim pada lanskap dan, juga, kehidupan manusia.
“Tampaknya intuitif bahwa lebih banyak hujan dapat membentuk pegunungan dengan membuat sungai lebih cepat membelah batu. Namun para ilmuwan juga percaya bahwa hujan dapat mengikis lanskap dengan cukup cepat sehingga pada dasarnya ‘menyedot’ bebatuan dari bumi, secara efektif menarik gunung ke atas dengan sangat cepat.” Jelas penulis utama Dr Byron Adams, Royal Society Dorothy Hodgkin Fellow di Cabot Institute for the Environment.
“Kedua teori ini telah diperdebatkan selama beberapa dekade karena pengukuran yang diperlukan untuk membuktikannya sangat rumit. Itulah yang menjadikan penemuan ini sebagai terobosan yang menarik, karena sangat mendukung gagasan bahwa proses atmosfer dan bumi berhubungan erat.”
Meskipun tidak ada kekurangan model ilmiah yang bertujuan untuk menjelaskan cara kerja Bumi, tantangan yang lebih besar adalah membuat observasi yang cukup baik untuk menguji mana yang paling akurat.
Penelitian ini dilakukan di Himalaya bagian tengah dan timur Bhutan dan Nepal, karena wilayah ini telah menjadi salah satu lanskap yang paling banyak dijadikan sampel untuk studi laju erosi.
Dr Adams, bersama dengan kolega dari Arizona State University (ASU) dan Louisiana State University, menggunakan jam kosmik dalam butiran pasir untuk mengukur kecepatan sungai mengikis bebatuan di bawahnya.
“Ketika partikel kosmik dari luar angkasa mencapai Bumi, kemungkinan besar akan mengenai butiran pasir di lereng bukit saat diangkut menuju sungai. Ketika ini terjadi, beberapa atom dalam setiap butir pasir dapat berubah menjadi unsur langka. Dengan menghitung berapa banyak atom unsur ini yang ada di sekantong pasir, kita dapat menghitung berapa lama pasir telah ada, dan seberapa cepat bentang alam itu terkikis.” ungkap Dr Adams.
Setelah kami mendapatkan tingkat erosi dari seluruh pegunungan, kami dapat membandingkannya dengan variasi kecuraman sungai dan curah hujan. Namun, perbandingan seperti itu sangat bermasalah karena setiap titik data sangat sulit dibuat dan rumit untuk menginterpretasi statistik dari semua data bersamaan.
Dr Adams mengatasi tantangan ini dengan menggabungkan teknik regresi dengan model numerik tentang bagaimana sungai terkikis.
Kami menguji berbagai macam model numerik untuk mereproduksi pola laju erosi yang diamati di Bhutan dan Nepal. Pada akhirnya hanya satu model yang dapat secara akurat memprediksi tingkat erosi yang diukur.” ucap Dr Adams. “Model ini memungkinkan kami untuk pertama kalinya menghitung bagaimana curah hujan mempengaruhi tingkat erosi di medan terjal”
Research collaborator Professor Kelin Whipple, Professor geologi di ASU “Temuan kami menunjukkan betapa pentingnya memperhitungkan curah hujan ketika menilai pola aktivitas tektonik menggunakan topografi, dan juga memberikan peran penting dalam mengatasi seberapa besar laju slip pada sesar tektonik dapat dikendalikan oleh erosi yang didorong oleh iklim di permukaan.
Temuan studi juga membawa implikasi penting bagi pengelolaan penggunaan lahan, pemeliharaan infrastruktur, dan bahaya di Himalaya.
“Di Himalaya, selalu ada risiko tingkat erosi yang tinggi dapat meningkatkan sedimentasi di belakang bendungan, membahayakan proyek pembangkit listrik tenaga air. Temuan juga menunjukkan curah hujan yang lebih besar dapat merusak lereng bukit, meningkatkan risiko aliran puing atau tanah longsor, beberapa di antaranya mungkin cukup besar untuk membendung sungai yang menciptakan bahaya baru – banjir semburan danau.”
Beliau menambahkan “Data dan analisis kami menyediakan alat yang efektif untuk memperkirakan pola erosi di lanskap pegunungan seperti Himalaya, dan dengan demikian, dapat memberikan wawasan yang tak ternilai tentang bahaya yang memengaruhi ratusan juta orang yang tinggal di dalam dan di kaki pegunungan ini.”
Berdasarkan penelitian ini, Dr Adams saat ini sedang mengeksplorasi bagaimana lanskap merespons setelah letusan gunung berapi besar.
Cara baru pemodelan evolusi lanskap ini juga memberikan gambaran pada proses vulkanik. Dengan teknik mutakhir ini untuk mengukur laju erosi dan properti batuan, kita akan dapat lebih memahami bagaimana sungai dan gunung berapi saling mempengaruhi di masa lalu. Sehingga, Ini akan membantu kita dalam mengantisipasi secara lebih akurat apa yang mungkin terjadi setelah letusan gunung berapi di masa mendatang dan bagaimana mengelola konsekuensinya bagi masyarakat yang tinggal di sekitar.
Riset ini didanai oleh The Royal Society, the UK Natural Environmental Research Council (NERC), dan National Science Foundation (NSF)
Jurnal Referensi:
B. A. Adams, K. X. Whipple, A. M. Forte, A. M. Heimsath and K. V. Hodges. Climate controls on erosion in tectonically active landscapes. Science Advances, 2020 DOI: 10.1126/sciadv.aaz3166
