Sebuah studi di Penn State mengungkapkan bahwa selama miliaran tahun, kerak bumi terus mengalami proses reformasi yang lambat, berbeda dengan perlambatan pertumbuhan yang cepat sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Para peneliti mengatakan penemuan baru ini bertentangan dengan teori yang ada yang menunjuk pada pembentukan lempeng tektonik yang cepat pada awal sejarah bumi.

Penelitian tersebut baru-baru ini dipublikasikan di jurnal Surat Perspektif Geokimia.

Penelitian ini dapat membantu menjawab pertanyaan mendasar tentang planet kita dan dapat memberikan petunjuk tentang pembentukan planet lain, menurut penulis utama Jesse Remink, asisten profesor ilmu bumi.

“Teori yang berlaku menunjukkan titik perubahan sekitar 3 miliar tahun yang lalu, yang menyiratkan bahwa kita memiliki planet mantel yang stagnan tanpa aktivitas tektonik sebelum peralihan mendadak ke lempeng tektonik,” kata Remink. “Kami telah menunjukkan bahwa hal ini tidak terjadi.”

Untuk memetakan komposisi kerak bumi – atau kurva pertumbuhan kerak bumi – para peneliti menggunakan lebih dari 600.000 sampel yang terdiri dari database catatan batuan bumi. Para peneliti di seluruh dunia – termasuk Penn State – telah menganalisis setiap sampel batuan yang tercatat untuk menentukan kandungan geokimia dan usianya. Para peneliti memilih rekaman batuan dibandingkan sampel mineral, yang mendasari teori pembentukan mendadak, karena mereka mengatakan rekaman batuan lebih sensitif dan kurang rentan terhadap bias pada skala waktu tersebut.

Penelitian yang dilakukan oleh Jesse Remink, asisten profesor geosains di Penn State, menunjukkan bahwa kerak bumi terus mengalami proses reformasi yang lambat selama miliaran tahun, dibandingkan memperlambat pertumbuhannya dengan cepat sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Penelitian ini bertentangan dengan teori yang ada yang menunjuk pada pembentukan lempeng tektonik yang cepat pada awal sejarah bumi, kata Remink. Kredit: Atas perkenan Jesse Remink

Mengetahui bahwa keandalan catatan mineral menurun seiring waktu, para peneliti menciptakan kembali kurva pertumbuhan kerak bumi menggunakan catatan batuan. Untuk melakukan hal ini, mereka mengembangkan metode unik untuk menentukan bagaimana batuan beku berusia jutaan tahun berubah seiring berjalannya waktu: mereka secara eksperimental menunjukkan bagaimana batuan yang sama dapat berubah dengan cara yang berbeda seiring waktu. Batuan dapat diperbaiki dengan berbagai cara, seperti pelapukan sedimen atau peleburan kembali mantel, sehingga para peneliti menggunakan data eksperimen ini untuk menginformasikan alat matematika baru yang mampu menganalisis catatan batuan dan mencari tahu perbedaan perubahan sampel.

“Kami menghitung jumlah pengerjaan ulang yang terjadi dengan melihat komposisi batuan beku dengan metode baru yang mendeteksi proporsi sedimen,” kata Remink.

Mereka menggunakan perhitungan ini untuk mengkalibrasi pengerjaan ulang yang didokumentasikan dalam catatan batuan. Selanjutnya, para peneliti menghitung kurva pertumbuhan kerak bumi menggunakan pemahaman baru tentang bagaimana batuan terbentuk. Mereka membandingkan kurva yang baru dihitung dengan tingkat pertumbuhan yang diperoleh dari catatan mineral oleh para ahli lainnya.

Penelitian Reimink dan timnya menunjukkan bahwa kerak bumi mengikuti jalur mantel – lapisan tempat kerak bumi berada – menunjukkan adanya hubungan antara keduanya. Remink mengatakan ini bukan pertama kalinya para ahli geologi menyarankan pertumbuhan kerak bumi secara bertahap; Namun, ini adalah pertama kalinya rekaman rock digunakan untuk mendukungnya.

“Kurva pertumbuhan kerak kami cocok dengan catatan pertumbuhan kerak, sehingga tampak bahwa kedua sinyal ini tumpang tindih sehingga tidak tumpang tindih ketika catatan mineral digunakan untuk membuat kurva pertumbuhan kerak,” kata Remink.

Remink memperingatkan bahwa penelitian ini meningkatkan pemahaman para peneliti, namun ini bukanlah solusi utama untuk penelitian pertumbuhan kerak bumi. Ada terlalu sedikit titik data yang tidak dapat menggambarkan luasnya waktu dan ruang di kerak bumi. Namun, analisis lebih lanjut dari titik data yang ada dapat membantu menginformasikan penyelidikan terhadap planet lain, kata Reimink. VenusMisalnya, ia tidak memiliki lempeng tektonik dan bisa menjadi contoh modern dari masa awal Bumi.

“Kapan Bumi dan Venus menjadi berbeda?” Remink bertanya. “Dan mengapa mereka menjadi berbeda? Laju pertumbuhan kerak bumi memainkan peran besar. Ini memberi tahu kita bagaimana, apa, dan mengapa planet-planet berevolusi melalui jalur yang berbeda.”

Referensi: “Pandangan komprehensif tentang litosfer pertumbuhan benua” oleh J.R. Reimink, J.H.F.L. Davies dan J.-F. Moen dan DJ Pearson, 3 Agustus 2023, Surat Perspektif Geokimia.
doi: 10.7185/geokimia.2324

Joshua Davies, dari Universitas Quebec di Montreal; Jean-François Moyne, Universitas Lyon, Prancis; Dr berkontribusi pada penelitian ini. Graham Pearson, dari Universitas Alberta, Kanada.

Penelitian ini sebagian didukung oleh Dewan Penelitian Ilmu Pengetahuan Alam dan Teknik Kanada.