Benua Bumi mungkin dilahirkan di bawah pegunungan yang luas seperti Andes.
Penelitian baru yang menggabungkan elemen jejak yang hilang secara misterius, sebuah batu berumur 66 juta tahun yang bersendawa oleh gunung berapi purba, dan sebuah database dari semua kimia batuan yang dianalisis oleh para ilmuwan di abad yang lalu menjelaskan mengapa Bumi memiliki benua. Diterbitkan 16 Januari dalam jurnal Nature Communications, studi menunjukkan bahwa di mana gunung-gunung dilahirkan, demikian juga benua.
"Ini seperti puzzle," kata pemimpin studi Ming Tang, seorang peneliti postdoctoral dalam geologi di Rice University di Houston. "Ada bagian yang hilang dalam puzzle jigsaw kontinental ini, dan sepertinya kita menemukan jawabannya."
Bagian yang hilang
Potongan yang hilang adalah logam tanah jarang yang disebut niobium. Di lapisan tengah Bumi, yang disebut mantel, dan juga di kerak samudera (bagian lapisan luar planet tertutup oleh laut), niobium dan unsur tanah jarang lainnya, tantalum, biasanya terjadi bersama dalam rasio yang konsisten. Kerak benua itu aneh, kata Tang pada Live Science. Kerak yang membentuk benua relatif rendah dalam niobium.
Kasus niobium yang hilang di kerak benua telah mengganggu para ilmuwan geosains selama beberapa dekade. Tang memburunya dalam database geokimia batuan yang dikelola oleh Max Planck Institute di Jerman. Dia mencari zona subduksi, di mana kerak menggiling ke mantel dan bentuk magma. Magma itu, ketika didinginkan, memiliki potensi untuk menciptakan benua. Niobium tidak hilang di banyak zona subduksi ini, Tang menemukan. Tetapi anehnya tidak ada di daerah-daerah bangunan gunung tertentu seperti Andes.
Andes adalah daerah pembangunan gunung yang besar, ditenagai oleh tektonik terdekat dari zona subduksi. Ketika kerak samudera di lepas pantai Amerika Selatan berderak di bawah kerak benua, Andes yang gelisah bangkit, dan magma menyebar dari beberapa gunung berapi dengan ketinggian tertinggi di Bumi, kata Tang.
Daerah seperti Andes - yang terbentuk di atas zona subduksi - dikenal sebagai busur benua, dan mereka istimewa karena keraknya dua kali lebih tebal dari kerak benua biasa, kata Tang. Sayangnya, kimia batuan di dasar kerak ini adalah sebuah misteri. Pada jarak hampir 50 mil (80 kilometer) di bawah permukaan, batu-batu ini tidak dapat diakses.
Masukkan xenolith
Untungnya, pegunungan Sierra Nevada di Amerika Serikat bagian barat dulunya merupakan wilayah pembangunan gunung yang aktif, seperti Andes saat ini. Tang, bersama dengan petrologi Rice University, Cin-Ty Lee, dan rekan mereka menganalisis sampel batuan yang terbentuk sekitar 66 juta tahun yang lalu dan terdorong ke permukaan dalam letusan gunung berapi sekitar 25 juta tahun yang lalu. Batuan ini, yang disebut xenolith, awalnya terbentuk jauh di dasar Sierra Nevada ketika mereka adalah busur benua aktif - para peneliti menemukan batu itu di Arizona.
Batuan itu "mungkin memberikan analog yang sangat bagus dan luar biasa dengan lapisan dalam di bawah Andes," kata Tang.
Analisis menunjukkan bahwa xenolith benua memiliki niobium ekstra. Tang dan rekan-rekannya telah menemukan unsur tanah jarang yang hilang di benua itu: Niobium yang hilang tersangkut di bagian bawah busur benua.
Niobium terperangkap begitu dalam karena kondisi unik di bawah bagian kerak bumi yang sangat tebal ini. Di bawah busur benua, karena kerak yang tebal, mantel berada di bawah tekanan tinggi, kata Tang. Di bawah tekanan tinggi, mineral titanium yang disebut rutil mengkristal keluar dari magma. Rutile menjebak niobium dalam jumlah besar, dan tidak banyak tantalum. Ini juga sangat padat, sehingga jatuh jauh di dalam kerak saat batuan lain bersirkulasi ke permukaan.
Karena kerak benua hilang niobium, pasti terbentuk di bawah kondisi busur benua ini, kata Tang. Dan itu berarti bahwa tempat-tempat seperti Andes mungkin memegang benih semua benua di Bumi saat ini.
"Setiap bagian dari benua yang kita berdiri sekarang mungkin mulai dengan proses pembangunan gunung ini," kata Tang.
