Bumi awal adalah tempat yang infernal: panas, bergolak, berputar dengan cepat dan dihujani oleh puing-puing luar angkasa, termasuk tubuh seukuran Mars yang dampaknya menciptakan bulan.
Dampak yang sama juga mengubah seluruh permukaan Bumi yang baru terbentuk menjadi samudera magma cair. Sekarang, penelitian baru menemukan bahwa perputaran cepat planet ini mungkin telah mempengaruhi bagaimana laut yang meleleh ini mendingin.
Kecepatan rotasi bumi mungkin telah mempengaruhi di mana mineral silikat mengkristal dan menetap ketika samudera magma membeku, studi baru menemukan. Akumulasi silikat dan mineral lain yang tidak merata mungkin telah memengaruhi mulainya lempeng tektonik atau bahkan mungkin membantu menjelaskan komposisi aneh mantel dewasa ini, kata Christian Maas, ahli geofisika di University of Münster di Jerman.
Bumi Panas
Maas adalah penulis utama studi baru yang mengeksplorasi bagaimana lautan magma kuno mendingin dan mineral di dalamnya mengkristal. Semua proses itu dimulai sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, tidak lama setelah Bumi terbentuk, ketika tubuh planet seukuran Mars menghantam planet yang baru lahir itu. Dampaknya membuat sebagian puing-puing yang membentuk bulan, sementara juga menciptakan begitu banyak panas sehingga permukaan bumi menjadi samudera magma sedalam beberapa ribu mil.
"Sangat penting untuk mengetahui bagaimana samudera magma terlihat," kata Maas kepada Live Science. Saat laut panas itu mendingin, ia mengatur panggung untuk semua geologi yang akan datang berikutnya, termasuk lempeng tektonik dan susunan lapisan, mantel dan kerak bumi modern di planet ini.
Satu hal yang tidak banyak dipertimbangkan oleh para peneliti, kata Maas, adalah bagaimana rotasi bumi akan mempengaruhi pendinginan. Menggunakan simulasi komputer, Maas dan koleganya menjawab pertanyaan itu, memodelkan kristalisasi satu jenis mineral, silikat, yang membentuk sebagian besar kerak bumi.
Tenang
Simulasi menunjukkan bahwa kecepatan rotasi planet mempengaruhi tempat silikat menetap pada tahap awal pendinginan lautan magma, yang mungkin terjadi lebih dari seribu hingga sejuta tahun. Dengan rotasi lambat, dalam kisaran 8 hingga 12 jam per revolusi, kristal tetap dalam suspensi, tetap merata di seluruh samudera magma.
Dengan meningkatnya kecepatan rotasi, distribusi kristal berubah. Dengan kecepatan sedang atau tinggi, kristal-kristal itu dengan cepat mengendap di dasar kutub Utara dan Selatan dan bergerak ke bagian bawah samudera magma dekat khatulistiwa. Di lintang tengah, kristal tetap ditangguhkan dan didistribusikan secara merata.
Pada kecepatan rotasi paling cepat - rotasi penuh dalam waktu sekitar 3 hingga 5 jam - kristal terakumulasi di dasar samudera magma tidak peduli lintang. Namun, konveksi pada magma yang bergolak di dekat daerah kutub berulang kali menyebabkan kristal melonjak, sehingga lapisan mengkristal tidak terlalu stabil.
Para ilmuwan tidak tahu persis seberapa cepat Bumi purba berotasi, meskipun mereka memperkirakan itu berputar sepenuhnya dalam waktu sekitar 2 hingga 5 jam pada saat keberadaan lautan magma.
Penelitian yang diterbitkan dalam edisi Mei mendatang dari jurnal Earth and Planetary Science Letters, tidak mempertimbangkan jenis mineral lain atau memodelkan distribusi silikat di luar fase pertama kristalisasi lautan magma. Menambahkan jenis mineral lain ke dalam model adalah langkah berikutnya, kata Maas.
Dia menambahkan bahwa dia juga tertarik untuk mempelajari dampak planet selanjutnya. Tidak lama setelah raksasa, dampak pembentukan bulan, Bumi mungkin dipukul dengan batuan ruang angkasa yang lebih kecil, kata Maas. Jika perputaran Bumi membuat lautan magma mengkristal secara tidak merata, mineral-mineral di bongkahan puing antarbintang itu bisa saja dimasukkan ke dalam Bumi dengan sangat berbeda tergantung di mana mereka mendarat, katanya.
Juga tidak jelas apakah mantel hari ini mempertahankan jejak awal yang berapi-api ini. Mantel modern adalah sedikit misteri. Yang paling membingungkan adalah "the blob," dua area batuan panas seukuran benua yang selalu memperlambat gelombang seismik dari gempa bumi yang melewatinya. Dikenal sebagai "provinsi kecepatan-geser rendah besar", atau LLSVP, gumpalan-gumpalan ini masing-masing 100 kali ketinggian Gunung Everest, tetapi tidak ada yang tahu apa yang mereka buat atau mengapa mereka ada di sana.
Ada banyak titik yang masih belum terhubung antara anomali mantel saat ini seperti gumpalan dan samudera magma kuno Bumi awal, kata Maas. Mungkin semua jejak lautan berapi itu telah lama terhapus oleh kekuatan geologis, tambahnya. Tetapi mencari tahu seperti apa permukaan padat awal planet itu bisa membantu menjelaskan bagaimana ia berevolusi ke keadaan saat ini.
