(Gambar oleh Josué González dari Pixabay)
Dengan menggunakan informasi dari dalam bebatuan di permukaan Bumi, kami telah merekonstruksi lempeng tektonik planet ini selama 1,8 miliar tahun terakhir.
Ini adalah pertama kalinya catatan geologi Bumi digunakan seperti ini, melihat jauh ke masa lalu. Ini memungkinkan kami untuk mencoba memetakan planet ini selama 40% terakhir sejarahnya, yang dapat Anda lihat dalam animasi di bawah ini.
Penelitian ini, yang dipimpin oleh Xianzhi Cao dari Universitas Kelautan di Tiongkok, kini diterbitkan dalam jurnal akses terbuka Ilmu Kebumian Perbatasanrs.
Tarian yang indah
Memetakan planet kita melalui sejarahnya yang panjang menciptakan tarian benua yang indah — memukau dengan sendirinya dan merupakan karya seni alam.
Dimulai dengan peta dunia yang sudah dikenal semua orang. Kemudian India bergerak cepat ke selatan, diikuti oleh beberapa bagian Asia Tenggara saat benua Gondwana terbentuk di Belahan Bumi Selatan.
Sekitar 200 juta tahun yang lalu (Ma atau mega-tahun dalam rekonstruksi), ketika dinosaurus berjalan di bumi, Gondwana terhubung dengan Amerika Utara, Eropa, dan Asia utara untuk membentuk superbenua besar yang disebut Pangea.
Kemudian, rekonstruksi berlanjut kembali melalui waktu. Pangea dan Gondwana sendiri terbentuk dari tabrakan lempeng yang lebih tua. Seiring waktu bergulir kembali, superbenua yang lebih awal bernama Rodinia muncul. Tidak berhenti di sini. Rodinia, pada gilirannya, terbentuk oleh pecahnya superbenua yang lebih tua bernama Nuna sekitar 1,35 miliar tahun yang lalu.
Mengapa memetakan masa lalu Bumi?
Di antara planet-planet di Tata Surya, Bumi unik karena memiliki lempeng tektonik. Permukaannya yang berbatu terbagi menjadi fragmen-fragmen (lempeng) yang saling bergesekan dan membentuk gunung atau terpecah dan membentuk jurang yang kemudian terisi dengan lautan.
Selain menyebabkan gempa bumi dan gunung berapi, lempeng tektonik juga mendorong batuan dari dalam bumi ke puncak pegunungan. Dengan cara ini, unsur-unsur yang berada jauh di bawah tanah dapat terkikis dari batuan dan akhirnya mengalir ke sungai dan lautan. Dari sana, makhluk hidup dapat memanfaatkan unsur-unsur ini.
Di antara unsur-unsur penting ini adalah fosfor, yang membentuk kerangka molekul DNA, dan molibdenum, yang digunakan oleh organisme untuk menghilangkan nitrogen dari atmosfer dan membuat protein dan asam amino – bahan penyusun kehidupan.
Tektonik lempeng juga memperlihatkan batuan yang bereaksi dengan karbon dioksida di atmosfer. Batuan yang mengunci karbon dioksida merupakan pengendali utama iklim Bumi dalam skala waktu yang panjang – jauh, jauh lebih lama daripada perubahan iklim yang bergejolak yang menjadi tanggung jawab kita saat ini.
Pemetaan lempeng tektonik masa lalu planet ini merupakan tahap pertama untuk dapat membangun model digital Bumi yang lengkap sepanjang sejarahnya.
Model semacam itu akan memungkinkan kita menguji hipotesis tentang masa lalu Bumi. Misalnya, mengapa iklim Bumi mengalami fluktuasi ekstrem seperti “Bumi Bola Salju”, atau mengapa oksigen terbentuk di atmosfer saat itu.
Sungguh, hal itu akan memungkinkan kita untuk lebih memahami umpan balik antara planet dalam dan sistem permukaan Bumi yang mendukung kehidupan seperti yang kita ketahui.
Masih banyak lagi yang harus dipelajari
Membuat model masa lalu planet kita sangat penting jika kita ingin memahami bagaimana nutrisi menjadi tersedia untuk mendukung evolusi. Bukti pertama untuk sel kompleks dengan inti — seperti semua sel hewan dan tumbuhan — berasal dari 1,65 miliar tahun yang lalu.
Ini mendekati awal rekonstruksi ini dan mendekati waktu terbentuknya superbenua Nuna. Kami bermaksud menguji apakah pegunungan yang tumbuh pada saat pembentukan Nuna mungkin telah menyediakan unsur-unsur untuk mendukung evolusi sel yang kompleks.
Sebagian besar kehidupan di Bumi berfotosintesis dan melepaskan oksigen. Hal ini menghubungkan lempeng tektonik dengan kimia atmosfer, dan sebagian oksigen tersebut larut ke dalam lautan. Pada gilirannya, sejumlah logam penting – seperti tembaga dan kobalt – lebih mudah larut dalam air yang kaya oksigen. Dalam kondisi tertentu, logam-logam ini kemudian diendapkan dari larutan: singkatnya, logam-logam ini membentuk endapan bijih.
Banyak logam terbentuk di akar gunung berapi yang berada di sepanjang tepi lempeng. Dengan merekonstruksi letak batas lempeng purba sepanjang masa, kita dapat lebih memahami geografi tektonik dunia dan membantu penjelajah mineral menemukan batuan purba yang kaya logam yang kini terkubur di bawah gunung yang jauh lebih muda.
Di masa penjelajahan dunia lain di Tata Surya dan sekitarnya, perlu diingat bahwa masih banyak hal tentang planet kita yang baru saja mulai kita pahami.
Ada 4,6 miliar tahun yang harus diselidiki, dan bebatuan yang kita lalui mengandung bukti bagaimana Bumi telah berubah selama ini.
Upaya pertama untuk memetakan 1,8 miliar tahun terakhir sejarah Bumi ini merupakan lompatan maju dalam tantangan besar ilmiah untuk memetakan dunia kita. Namun, ini hanyalah upaya pertama. Tahun-tahun berikutnya akan melihat peningkatan yang cukup besar dari titik awal yang telah kita buat sekarang.
Penulis ingin mengakui bahwa penelitian ini sebagian besar dilakukan oleh Xianzhi Cao, Sergei Pisarevsky, Nicolas Flament, Derrick Hasterok, Dietmar Muller, dan Sanzhong Li; sebagai salah satu penulis, ia hanyalah satu bagian dalam jaringan penelitian ini. Penulis juga mengakui banyak mahasiswa dan peneliti dari Tectonics and Earth Systems Group di The University of Adelaide dan rekan-rekan nasional dan internasional yang melakukan pekerjaan geologi mendasar yang menjadi dasar penelitian ini.
