Semua orang tahu serangan asteroid memusnahkan dinosaurus, kan? Banyak bukti menunjukkan bahwa peristiwa dampak Chicxulub memiliki konsekuensi mengerikan bagi dinosaurus. Tapi gambarnya sedikit lebih rumit dari itu. Aktivitas gunung berapi yang ekstrim mungkin telah berkontribusi terhadap kepunahan.
Pada akhir periode Cretaceous, sekitar 66 juta tahun yang lalu, dinosaurus punah. Dan bukan hanya dinosaurus; sekitar 75% dari semua tanaman dan hewan punah. Dinosaurus burung selamat.
Pada saat yang sama, asteroid besar atau komet menghantam Semenanjung Yucatan di Bumi, di Meksiko saat ini. Disebut peristiwa dampak Chicxulub, awan mendung atmosfer dengan uap air dan dengan debu yang tahan lama, karena struktur dan jenis batu di lokasi dampak.
Sangat mudah untuk menyimpulkan bahwa Chicxulub menyebabkan kepunahan. Ada banyak bukti di luar situs dampak itu sendiri.
Pertama-tama, kepunahan itu sendiri disebut kepunahan Cretaceous-Paleogene (kepunahan K-Pg), karena ini menandai akhir dari era Cretaceous dan awal periode Paleogen. (Ini juga disebut kepunahan Cretaceous-Tersier (kepunahan K-T.)
Catatan geologis berisi lapisan sedimen dari 66 juta tahun yang lalu yang disebut batas K-Pg. Batas K-Pg ada di batuan laut dan darat di seluruh dunia. Ini mengandung banyak iridium logam, yang langka di Bumi, tetapi berlimpah di asteroid. Kesimpulannya adalah bahwa dampak Chicxulub menyebarkan iridium ke atmosfer secara global, dan itu sekarang diawetkan dalam geologi Bumi, sejenis senjata merokok untuk peristiwa dampak.
Tetapi ada bukti yang berkembang bahwa letusan gunung berapi berkontribusi pada kepunahan massal 66 juta tahun yang lalu, dan bahwa bukti berasal dari formasi batuan yang disebut Deccan Traps. Sebuah studi baru memperkuat hubungan antara Kepunahan K-Pg dan aktivitas vulkanik yang menyebabkan Perangkap Deccan.
Perangkap Deccan adalah wilayah di India yang dikenal sebagai provinsi berapi besar. Ini adalah salah satu fitur vulkanik terbesar di Bumi. Perangkap adalah beberapa lapisan lava basaltik, dan semuanya bersama-sama tebalnya lebih dari 2 km (1,2 mil). Perangkap Deccan mencakup area seluas 500.000 km. sq. (200.000 mi. sq.), meskipun pada satu waktu mereka mencakup 1,5 juta km persegi. (600.000 mil persegi.) Volume lava adalah 1 juta km kubik (200.000 mil kubik.)
Nama "Traps" berasal dari kata Swedia "trappa" yang berarti tangga. Ini mengacu pada struktur mirip langkah dalam lanskap kawasan.
Namun, ada lebih banyak Perangkap ini selain batu. Jumlah aktivitas vulkanik yang diperlukan untuk membuat Deccan Traps akan mencemari atmosfer dengan gas beracun. Sekarang dua ahli geosains dari Universitas Princeton telah menarik hubungan yang lebih kuat antara Deccan Traps dan K-Pg Extinction dengan timeline resolusi tinggi pertama untuk letusan yang menciptakan Deccan Traps India. Penelitian mereka muncul di Science edisi 22 Februari.
Kedua ilmuwan itu adalah Blair Schoene dan Gerta Keller, keduanya dari Universitas Princeton. Mereka memimpin tim internasional untuk penelitian ini, yang mencoba mengencani lapisan berbeda dari Perangkap Deccan lebih tepatnya daripada sebelumnya.
"Semua orang telah mendengar bahwa dinosaurus mati karena asteroid menghantam Bumi," kata Schoene, seorang profesor geosains. “Apa yang banyak orang tidak sadari adalah bahwa ada banyak kepunahan massal lainnya dalam 500 juta tahun terakhir, dan banyak dari mereka bertepatan dengan curahan vulkanik yang besar” dari gunung berapi besar yang dikenal sebagai basal banjir atau provinsi-provinsi berapi besar.
Ini bukan pertama kalinya bahwa perangkap telah terlibat dalam kepunahan K-Pg. Tetapi ketelitian dalam studi baru ini mendorong titik awal.
Upaya penanggalan formasi geologi disebut geokronologi. Geokronologi menggunakan sifat-sifat yang melekat dari batu itu sendiri untuk menemukan umurnya, biasanya mengandalkan rasio isotop dan peluruhan radioaktif untuk melakukannya.
Teknik geokronologi yang paling terkenal, biasanya disebut penanggalan karbon, menggunakan laju peluruhan karbon radioaktif-14 untuk menemukan fosil usia. Tetapi penanggalan karbon hanya berfungsi untuk jaringan hidup yang berumur beberapa ribu tahun, membuatnya berguna untuk arkeologi tetapi tidak untuk basal berumur 66 juta tahun.
Untuk batuan dari sekitar masa kepunahan massal, ahli geografi memiliki beberapa pilihan bahan radioaktif alami. Geokronologi timbal uranium menghasilkan usia yang sangat tepat, tetapi mineral yang mengandung uranium jarang terjadi di basal, batuan yang membentuk aliran lava besar di Perangkap Deccan. Zirkon pembawa uranium adalah metode lain untuk penanggalan batuan purba, tetapi lebih sering ditemukan dalam letusan eksplosif dari gunung berapi tipe Gunung St. Helens, yang memiliki zat kimia lebih kaya silika.
Dengan adanya batasan-batasan berkencan ini, tim ilmuwan berhati-hati dalam memprediksi kesuksesan. Mereka tidak pernah mengantisipasi bahwa perjalanan pertama mereka ke Perangkap Deccan akan menghasilkan hasil yang mereka lakukan.
“Saya tidak berpikir bahwa ada di antara kita yang mengantisipasi bahwa perjalanan pertama kita ke Deccan Traps akan mengarah pada tipe dataset yang dapat kita hasilkan,” kata Mike Eddy dari Class 2011, yang sekarang menjadi rekan penelitian pascadoktoral dalam geosains. dan salah satu penulis di Ilmu kertas.
Tapi mereka beruntung.
Dalam beberapa hari pertama mereka di Deccan Traps, para ilmuwan mengumpulkan sampel dari apa yang disebut basal berbutir kasar. Basalt adalah jenis batuan vulkanik yang paling umum di Bumi. Mereka mencari sampel yang mengandung mineral yang mengandung uranium, karena peluruhan radioaktif uranium adalah salah satu metode benchmark geokronologi. Pada awalnya mereka tidak menemukannya, karena batuan seperti itu jarang dalam formasi seperti Deccan Traps dan lebih umum pada abu vulkanik.
Tetapi setelah beberapa hari, mereka menemukan jenis batuan kaya silika yang mereka cari.
"Selama minggu pertama kami di India, kami menemukan lapisan abu silika tinggi antara dua aliran basal, dan itu membuat roda gigi kami berputar," kata Eddy. Para peneliti tahu bahwa abu vulkanik yang kaya silika dapat dengan mudah mengandung kristal zirkon kecil yang menjaga uranium radioaktif. "Terobosan nyata datang satu atau dua hari kemudian, ketika Blair menyadari bahwa tanah fosil mungkin juga mengumpulkan abu jenis ini dalam jumlah kecil," kata Eddy.
Jadi tim mengubah fokus mereka. Sebaliknya, mereka mencari endapan abu di antara aliran basal, mencari uranium radioaktif di dalam zirkon, yang terkandung dalam abu. Uranium membuat zirkon, dan karenanya lapisan abu, mudah dikencani. Dengan mengencani lapisan abu di atas dan di bawah aliran lava, mereka dapat lebih akurat menentukan tanggal lava itu sendiri, dan tanggal letusan.
Tim menghabiskan tiga musim lapangan di provinsi Deccan, dan mengirim sampel dari 141 lokasi kembali ke lab di Princeton. 24 sampel memegang apa yang dibutuhkan tim: kristal zirkon yang mengandung uranium. Analisis sampel menunjukkan bahwa Deccan Traps dibuat oleh empat pulsa erupsi yang berbeda. Dan masing-masing pulsa dieja malapetaka bagi dinosaurus, dan untuk sebagian besar bentuk kehidupan lainnya di Bumi pada saat itu.
Setiap kali gunung berapi meletus, ia mengubah atmosfer. Sejumlah besar sulfur dan karbon dioksida dimuntahkan ke atmosfer dari sekuestrasi jangka panjang di dalam batuan. Belerang memiliki efek pendinginan jangka pendek di atmosfer, sedangkan karbon dioksida memiliki efek pemanasan jangka panjang. Gabungan keduanya dapat menyebabkan perubahan iklim liar.
"Ini dapat menyebabkan perubahan iklim antara periode hangat dan dingin yang membuatnya sangat sulit bagi kehidupan di Bumi," kata Schoene. Tetapi untuk mengetahui lebih jelas bagaimana letusan ini akan memengaruhi kehidupan di Bumi, mereka harus memperbaiki waktunya. Sejumlah besar CO2 akan memiliki efek yang sangat berbeda jika disuntikkan ke atmosfer dalam seratus tahun dibandingkan jika butuh satu juta tahun untuk disuntikkan.
Dari empat denyut nadi yang diidentifikasi para ilmuwan, dua di antaranya terjadi sebelum kepunahan massal. Yang kedua dari keduanya dimulai hanya puluhan ribu tahun sebelum dampak Chicxulub, yang hampir pada saat yang sama secara geologis. "Dua pulsa pertama ... berhubungan dengan periode waktu di mana iklim berfluktuasi dari dingin ke panas lagi, dan banyak ilmuwan berpikir ini mengindikasikan gangguan awal pada iklim yang mungkin berkontribusi pada peristiwa kepunahan massal," kata Schoene. "Data kami menunjukkan bahwa mungkin denyut kedua bisa memainkan peran penting dalam kepunahan itu sendiri karena itu terjadi tepat sebelum itu."
"Vulkanisme deccan adalah penyebab paling mungkin kepunahan massal dinosaurus," kata Gerta Keller. "Dampak Chicxulub mungkin telah berkontribusi pada kematian mereka, meskipun waktu dan dampak lingkungan dari dampak ini masih harus ditentukan."
Penelitian terbaru lainnya yang diterbitkan dalam edisi yang sama dari Science menggunakan metode yang berbeda untuk menentukan tanggal perangkap Deccan dan menghasilkan tanggal yang berbeda. Studi ini menyimpulkan bahwa tidak ada empat pulsa vulkanik yang berbeda yang diidentifikasi oleh studi Princeton, dan bahwa lebih dari 90% volume Deccan Traps meletus dalam waktu kurang dari 1 juta tahun. Itu juga menyimpulkan bahwa sekitar 75% dari itu terjadi setelah kepunahan K-Pg, dan bahwa perubahan iklim pada akhir Cretaceous bertepatan dengan fase terkecil dari letusan di Deccan Traps. Jika demikian, vulkanisme Deccan Trap tidak dapat menyebabkan kepunahan.
Ilmuwan lain, menyadari sifat dampak versus perdebatan gunung berapi bahwa studi ini adalah bagian dari, lebih berhati-hati dalam kesimpulan mereka.
"Secara umum, saya pikir makalah ini penting dan menarik," kata Pincelli Hull, asisten profesor geologi dan geofisika di Yale yang tidak terlibat dalam penelitian ini dan yang menentang peran gunung berapi dalam kepunahan massal. “Makalah ini merupakan kemajuan besar dalam menentukan waktu letusan [Deccan Traps], tetapi bagaimana hubungannya dengan waktu outgassing masih merupakan pertanyaan besar yang perlu diselesaikan untuk mencari tahu apa sebenarnya peran vulkanisme dan dampak yang relevan.”
Jarang sekali satu penelitian dalam serangkaian penelitian menempatkan perdebatan ilmiah, dan penelitian ini tidak berbeda. Ilmu pengetahuan berkembang ketika para ilmuwan menjadi lebih baik dalam mengukur berbagai hal, dan dalam memikirkannya. Ini tidak akan menjadi akhir dari perdebatan.
Mungkin butuh satu-dua pukulan untuk menyebabkan Kepunahan K-Pg. Dinosaurus mungkin telah dirobohkan oleh dampak Chicxulub dan dalam perjalanan mereka kembali, kemudian dirobohkan untuk selamanya oleh gunung berapi. Atau mungkin bahkan lebih kompleks dari itu.
Sebuah studi tahun 2016 menunjukkan bahwa spesies dinosaurus sudah punah jutaan tahun sebelum kepunahan K-Pg, dan bahwa spesies baru tidak muncul untuk menggantikan mereka. Pada saat yang sama, spesies mamalia menjadi lebih bervariasi, dan mungkin diposisikan lebih baik untuk beradaptasi dengan perubahan yang disebabkan oleh aktivitas vulkanik dan dampak Chicxulub. Mungkin secara evolusioner, dinosaurus telah menjalankan jalurnya, dan dampak serta gunung berapi hanyalah titik seru.
Dan mungkin kita tidak akan pernah tahu pasti.
Sumber:
- Siaran Pers: Apakah gunung berapi membunuh dinosaurus? Bukti baru menunjukkan ‘mungkin.
- Makalah Penelitian: kendala U-Pb pada letusan berdenyut Perangkap Deccan melintasi kepunahan massal Cretaceous akhir
- Makalah Penelitian: Tempo erupsi dari gunung berapi Deccan dalam kaitannya dengan batas Cretaceous-Paleogene
- Makalah Penelitian: Dinosaurus dalam penurunan puluhan juta tahun sebelum kepunahan terakhir mereka
