Zaman es besar terakhir bumi, yang dikenal sebagai Quaternay Glaciation, dimulai sekitar 3,2 juta tahun yang lalu. Periode ini ditandai oleh perluasan lapisan es di Antartika dan Greenland, serta fluktuasi lapisan es Laurentian, yang meliputi sebagian besar Kanada dan Amerika Serikat. Mundurnya gletser ini bertanggung jawab atas penciptaan jutaan genangan air di seluruh Amerika Utara, termasuk Great Lakes.
Sementara penyebab zaman es telah dikaitkan dengan kombinasi siklus astronomi, kondisi atmosfer, arus laut, dan lempeng tektonik, penjelasan lengkapnya masih kurang sejauh ini. Namun, menurut sebuah temuan penelitian baru oleh tim ahli geofisika Universitas Rice, zaman es terakhir Bumi mungkin disebabkan oleh pergeseran di Bumi relatif terhadap sumbu putarannya yang menyebabkan kutubnya mengembara.
Studi ini dilakukan oleh Daniel Woodworth dan Richard G. Gordon - seorang mahasiswa pascasarjana dan W.M. Keck, Profesor Ilmu Bumi, Lingkungan, dan Planet di Rice University, masing-masing - dan baru-baru ini muncul dalam jurnal Surat Penelitian Geofisika. Demi penelitian mereka, yang didukung oleh National Science Foundation (NSF), Woodworth dan Gordon menganalisis bukti geofisika dari Samudera Pasifik.
Ini termasuk tanda tangan fosil dari sedimen laut dalam, tanda tangan magnetik kerak samudera dan posisi "hot spot" mantel yang menciptakan Kepulauan Hawaii. Dari ini, tim menyimpulkan bahwa dalam 12 juta tahun terakhir, Bumi mengalami "pengembara kutub sejati" - sebuah fenomena di mana planet ini bergeser relatif terhadap poros putarannya.
Ketika ini terjadi, lokasi kutub utara dan selatan berubah (atau mengembara). Dalam hal ini, Greenland bergerak cukup jauh ke arah kutub utara untuk memulai zaman es terakhir. Seperti yang dijelaskan Woodworth dalam rilis berita terbaru Universitas Rice:
“Titik panas Hawaii telah diperbaiki, relatif terhadap sumbu putaran, dari sekitar 48 juta tahun lalu hingga sekitar 12 juta tahun yang lalu, tetapi itu diperbaiki pada garis lintang lebih jauh ke utara daripada yang kita temukan hari ini. Dengan membandingkan hot spot Hawaii ke seluruh bumi, kita dapat melihat bahwa pergeseran lokasi tercermin di seluruh bumi dan ditumpangkan pada pergerakan lempeng tektonik. Itu memberi tahu kita bahwa seluruh Bumi bergerak, relatif terhadap sumbu putaran, yang kita tafsirkan sebagai pengembaraan kutub sejati. "
Pekerjaan mereka didasarkan pada dua studi sebelumnya dari 2017. Yang pertama, yang dilakukan oleh Gordon dan peneliti dari lab sendiri, menunjukkan bahwa hot spot bergerak perlahan dan dapat digunakan untuk menentukan kerangka referensi global untuk gerakan lempeng. Yang kedua, yang dilakukan oleh para peneliti dari Universitas Harvard, adalah yang pertama untuk menunjukkan hubungan antara pengembara kutub sejati dan permulaan zaman es terakhir.
Hot spot, seperti yang terletak di bawah Hawaii, adalah daerah vulkanik di mana bulu-bulu magma panas naik dari dalam dengan mantel. Tidak seperti bentuk aktivitas vulkanik lainnya, bintik-bintik ini tidak terletak di batas lempeng tektonik. Dikombinasikan dengan fakta bahwa mereka lebih panas daripada mantel di sekitarnya, hot spot mewakili sesuatu yang anomali bagi para ilmuwan.
“Kami menggunakan hot spot ini sebagai pelacak bertanda bulu-bulu yang berasal dari mantel yang dalam, dan kami menggunakannya sebagai kerangka referensi kami,” kata Gordon. "Kami pikir seluruh jaringan hotspot global telah diperbaiki, relatif terhadap poros putaran Bumi, selama setidaknya 36 juta tahun sebelum pergeseran ini."
Karena Bumi adalah objek pemintalan, gaya sentrifugalnya memastikan bahwa ia adalah "bola splate" daripada bola yang sempurna - berukuran sekitar 42 km (26 mil) lebih banyak diameternya di garis khatulistiwa daripada dari kutub ke kutub. Menurut Woodworth dan Gordon, pengembaraan kutub sejati mungkin juga merupakan hasil dari ini, di mana kekuatan yang sama menyebabkan endapan yang sangat kental menumpuk di mantel di garis lintang jauh dari khatulistiwa. Seperti yang dijelaskan Gordon:
"Bayangkan Anda memiliki sirup yang benar-benar dingin, dan Anda meletakkannya di atas pancake panas. Saat Anda menuangkannya, Anda sementara memiliki sedikit tumpukan di tengah, di mana ia tidak langsung keluar karena viskositas sirup dingin. Kami pikir anomali padat di mantel seperti tumpukan sementara yang kecil, hanya viskositas yang jauh lebih tinggi di mantel bawah. Seperti halnya sirup, akhirnya akan berubah bentuk, tetapi butuh waktu yang sangat, sangat lama untuk melakukannya. ”
Jika gumpalan anomali ini cukup besar, mereka bisa mengacaukan planet ini, menyebabkannya berangsur-angsur bergeser dan membawa massa berlebih lebih dekat ke ekuator. Redistribusi massa ini ke khatulistiwa baru tidak akan mengubah kemiringan sumbu putar Bumi, tetapi akan mengubah titik-titik pada permukaan tempat sumbu putar muncul (alias. Kutub).
Sementara pergeseran yang mereka ukur hanya sekitar 3%, itu akan memiliki efek memindahkan mantel Bumi. Sementara mantel di bawah bagian tropis Pasifik akan pindah ke selatan, Greenland dan bagian Eropa dan Amerika Utara akan pindah ke utara. Pergeseran ini akan menghasilkan suhu yang lebih rendah di lokasi-lokasi terakhir ini, yang bisa memicu zaman es terakhir.
Menurut Woodworth, data hot spot dari Hawaii memberikan beberapa bukti terbaik bahwa pengembara kutub sejati bertanggung jawab atas cara kutub bumi mulai bergerak 12 juta tahun yang lalu. Namun, mereka juga mencurigai bahwa contoh masa lalu pengembaraan kutub dapat dicatat dalam tanda-tanda magnetik batuan, yang dipelajari oleh ahli geofisika untuk menentukan kapan medan magnet Bumi terbalik di masa lalu.
Ke depan, Woodworth dan Gordon bekerja dengan kolega untuk membangun analisis mereka. Selain memperpanjangnya dari 12 juta tahun lalu hingga saat ini, mereka juga ingin memperluasnya lebih jauh ke masa lalu, melampaui tanggal mulai 48 juta tahun yang mereka gunakan untuk penelitian ini. Hasil dari ini bisa menjadi pemahaman yang lebih baik tentang bagaimana sejarah geologi Bumi, zaman esnya, dan evolusi kehidupan saling berhubungan.
