Bumi kehilangan sebagian keraknya, dan sekarang para ilmuwan memiliki petunjuk baru tentang apa yang harus disalahkan: Banyak gletser.
Hampir 720 juta tahun yang lalu, Bumi diselimuti oleh es global, sebuah era yang dikenal sebagai Bola Salju. Penggilingan lapisan es di seluruh dunia ini mungkin telah membuldozer antara 1,8 dan 3 mil (3 dan 5 kilometer) kerak ke lautan, para peneliti melaporkan 31 Desember. Di sana, lempeng tektonik mengeruknya kembali ke lapisan tengah bumi yang panas, mantel, daur ulang itu menjadi batu baru.
Jika para ilmuwan benar, Snowball Earth menjelaskan fitur geologi yang sangat aneh yang disebut Great Unconformity. Terlihat di seluruh dunia, ketidaksesuaian ini mengacu pada lapisan di mana batuan sedimen telah diendapkan tepat di atas batuan dasar kerak tertua. Anehnya, ratusan juta tahun lapisan sedimen hilang antara ruang bawah tanah yang beku atau metamorf ini dengan batuan sedimen tertua yang terlestarikan. Di Grand Canyon, misalnya, 1,2 miliar tahun batu yang mencengangkan hilang begitu saja.
Misteri mineral
C. Brenhin Keller, seorang ahli geokronologi di University of California, Berkeley, tidak berusaha menjelaskan Great Unconformity ketika ia meluncurkan penelitiannya tentang zircon, mineral yang sangat keras dan kuat sehingga mereka bertahan lebih lama daripada bagian lain dari kerak bumi. di dunia. Zirkon tertua berumur 4,4 miliar tahun, hanya 165 juta tahun lebih muda dari planet itu sendiri.
Karena zirkon dapat bertahan hidup apa saja, mereka menyimpan catatan kerak bumi bahkan ketika mereka meleleh, diremixing dan didaur ulang di mantel untuk membentuk batuan baru. Keller dan timnya mengumpulkan data sekitar 34.000 zirkon, dengan fokus pada nilai isotop tertentu, atau varian molekuler, yang disebut hafnium-176 dan hafnium-177.
Hafnium-176 adalah isotop dari unsur logam hafnium keperakan yang terbentuk selama peluruhan radioaktif lutetium, unsur keperakan lainnya. Lutetium cenderung tinggal di dalam mantel, daripada menjadi dimasukkan dalam magma dan menembak ke kerak melalui letusan gunung berapi, Keller mengatakan kepada Live Science. Sebagai hasilnya, mantel itu sangat kaya akan lutetium, dan karenanya juga kaya akan hafnium-176 yang terbentuk ketika lutetium meluruh. Kerak, sebagai perbandingan, lebih kaya di isotop lain hafnium, hafnium-177. Untuk alasan itu, perbandingan hafnium-176 dengan hafnium-177 dalam zirkon dapat memberi tahu para peneliti apakah zirkon terbentuk dari magma yang berasal dari mantel - atau dari magma yang didaur ulang dari pencairan kerak tua.
Kerak daur ulang
Keller dan rekan-rekannya sangat terkejut, rasio dalam zirkon mengungkapkan bahwa sejumlah besar kerak lama telah didaur ulang dan dibuat kembali untuk membuat zirkon baru, dan semuanya sekaligus. "Sangat dramatis," kata Keller.
"Jika Anda ingin melakukan ini dalam skala global, Anda perlu mengeraskan banyak kerak bumi dan mencairkannya ke dalam magma baru," katanya.
Untuk melakukan itu dengan cepat, banyak kerak harus meleleh dengan cepat di kerak bawah, kata Keller, atau itu harus didorong ke bawah ke mantel di dasar laut dalam proses yang disebut subduksi. Untungnya, melakukan perjalanan melalui air meninggalkan serangkaian sidik jari molekuler pada molekul oksigen dalam zirkon, sehingga Keller dan timnya dapat memeriksa untuk melihat apakah zirkon (dan bebatuan yang pernah menampungnya) melakukan pelayaran berair. Ternyata mereka punya.
Sebuah cerita bermunculan: Sejumlah besar kerak bumi, agak tiba-tiba dipindahkan ke zona subduksi samudera untuk diremas kembali ke mantel. Tetapi jika semua kerak itu pindah ke laut, seseorang mungkin seharusnya memperhatikan erosi, kata Keller.
"Dan memang kita memiliki - dalam Great Unconformity," katanya.
Dihapus bersih
Keller mengakui bahwa ini adalah klaim luar biasa dan akan membutuhkan bukti luar biasa. Dia dan rekan-rekannya mengambil langkah menuju menyediakan beberapa bukti itu dengan melihat penelitian lain, mengenai kawah dampak. Sekitar 700 juta tahun yang lalu, mereka menemukan, kawah dampak bumi terhapus hampir bersih. Hanya dua kawah besar, cekungan Sudbury di Kanada dan kawah Vredefort di Afrika Selatan, yang mendahului Bumi Bola Salju - dan kawah-kawah itu sangat besar, masing-masing berukuran masing-masing sejauh 93 mil (150 km) dan 185 mil (300 km). Mereka telah terkikis ke sebagian kecil dari ukuran aslinya.
Keller dan timnya berpikir bahwa gletser Snowball Earth menyapu bersih semua kawah tumbukan lainnya, sedikit mengikis Sudbury dan Vredefort. Dengan perhitungan mereka, rata-rata antara 1,8 dan 3 mil vertikal (3 dan 5 km) kerak bumi dihilangkan oleh lapisan es Snowball Earth selama 64 juta tahun. Di beberapa tempat, kata Keller, kerugiannya lebih besar, dan di tempat lain, tidak ada kerak yang hilang sama sekali.
Es itu harus mencukur rata-rata hanya 0,002 inci (0,0625 milimeter) dari tanah dan batu dari kerak setiap tahun untuk mencapai prestasi ini, kata Keller. Itu sangat mudah bahkan untuk gletser modern, katanya. Saat ini, tingkat erosi untuk lapisan es benua berkisar antara 0,004 hingga 0,19 inci (0,1 hingga 4,8 mm), dengan gletser gunung yang curam menggerakkan hampir 4 inci (100 mm) batu dan tanah setiap tahun.
Para ilmuwan telah mempertimbangkan gletser sebagai kemungkinan penyebab ketidaksesuaian Besar sebelumnya, tetapi gagasan itu sebagian besar telah ditinggalkan, kata Keller. Sebuah makalah 1973 tentang gagasan oleh ahli geologi Universitas North Carolina William White gagal mendapatkan satu kutipan oleh peneliti lain. Teori-teori lain termasuk yang mustahil (gelombang raksasa yang membersihkan tanah, tetapi akan membutuhkan bulan untuk membentuk miliaran tahun kemudian daripada yang sebenarnya) dan yang lebih masuk akal (peningkatan dan pelapukan berikutnya dari benua super besar).
Mungkin saja pengangkatan dan gletser berperan dalam membersihkan kerak kilometer, kata Keller. Pada 2013, para peneliti menemukan bahwa batu-batu di zaman Bola Salju Bumi telah menangkap dan menyimpan karbon dioksida dari atmosfer, mungkin karena pelapukan yang ekstrem telah membuat batu-batu itu keropos. Penangkapan karbon dioksida ini bisa memicu pendinginan global, sisi lain dari pemanasan global yang terjadi di zaman modern akibat pembakaran bahan bakar fosil. Pendinginan bisa menyebabkan iklim es global, dan gletser yang dihasilkan kemudian bisa mempercepat erosi.
Keller dan timnya sedang bekerja untuk mendapatkan dana untuk menguji batuan bawah tanah yang dalam di bawah Great Unconformity untuk mencari tahu kapan mereka diangkat ke permukaan. Mengurai waktu pengangkatan dan penipisan, katanya, dapat membantu memperjelas apa yang memicu Snowball Earth - dan apa yang akhirnya bertanggung jawab atas kerak bumi yang hilang.
Catatan Editor: Artikel ini adalah pembaruan untuk menunjukkan bahwa bulan akan diperlukan untuk membentuk "nanti" bukan "lebih awal" seperti yang telah dinyatakan, untuk mendukung teori gelombang raksasa untuk menjelaskan lapisan yang hilang.
