Sepotong interior Bumi awal, menyoroti proses geodinamika utamanya. Garis-garis medan magnet digambar dengan warna biru dan merah, memancar dari inti cair yang menciptakannya, sementara gaya tektonik lempeng mengatur ulang permukaan dan berperan dalam sirkulasi perputaran mantel berbatu di bawah. Kredit: Alec Brenner
Penelitian yang dipimpin oleh Universitas Harvard memberikan bukti baru yang lebih kuat tentang tektonik lempeng awal dan pembalikan kutub geomagnetik.
Bukti baru menunjukkan peran lempeng tektonik dalam pelepasan panas internal dan pertukaran kutub geomagnetik di awal Bumi.
Beberapa bukti terkuat bahwa kerak bumi mendorong dan menarik dengan cara yang mirip dengan lempeng tektonik modern setidaknya 3,25 miliar tahun yang lalu telah diungkapkan oleh penelitian baru yang menganalisis bagian-bagian batuan tertua di planet ini. Selain itu, penelitian ini memberikan bukti paling awal tentang kapan kutub magnet utara dan selatan planet bertukar tempat. Kedua temuan tersebut memberikan petunjuk tentang bagaimana perubahan geologis semacam itu dapat menghasilkan lingkungan yang lebih kondusif bagi munculnya kehidupan di planet kita.
Dijelaskan dalam buku harian PNAS Pada tanggal 24 Oktober, pekerjaan yang dipimpin oleh ahli geologi Harvard Alec Brenner dan Roger Fu difokuskan pada bagian dari kraton Pilbara di Australia Barat. Ini adalah salah satu bagian tertua dan paling stabil dari kerak bumi. Dengan menggunakan teknik dan peralatan canggih, para ilmuwan menunjukkan bahwa beberapa permukaan bumi paling awal bergerak dengan kecepatan 6,1 sentimeter (2,4 inci) per tahun dan 0,55 derajat setiap satu juta tahun.
Kecepatan ini lebih dari dua kali lebih cepat dari pergerakan kerak tua di a penelitian sebelumnya oleh peneliti yang sama. Baik kecepatan dan arah pergeseran garis lintang ini memungkinkan tektonik lempeng menjadi penjelasan yang paling logis dan paling kuat untuk itu.
“Ada banyak pekerjaan yang tampaknya menunjukkan bahwa di awal sejarah Bumi, lempeng tektonik bukanlah cara dominan di mana panas internal planet dilepaskan, seperti yang terjadi saat ini,” kata Brenner, Ph.D. Kandidat di Sekolah Pascasarjana Seni dan Sains dan Anggota Laboratorium Paleomagnetik Harvard. “Bukti ini memungkinkan kita untuk mengesampingkan penjelasan tektonik non-lempeng dengan lebih percaya diri.”
Ahli geologi Alec Brenner dan Roger Fu berfokus pada bagian dari Pilbara Craton di Australia Barat, salah satu bagian tertua dan paling stabil dari kerak bumi. Kredit: Foto oleh Roger Fu
Sebagai contoh, para peneliti sekarang dapat menentang fenomena yang disebut “migrasi kutub sejati” dan “tektonik tutup yang stagnan”, yang keduanya dapat menggeser permukaan bumi tetapi bukan bagian dari lempeng tektonik modern. Karena tingkat kecepatan yang lebih tinggi yang baru ditemukan tidak konsisten dengan aspek dari kedua proses ini, hasilnya lebih condong ke arah gerakan tektonik lempeng.
Dalam makalah tersebut, penulis juga menjelaskan apa yang diyakini sebagai bukti tertua ketika Bumi membalikkan medan geomagnetiknya, yang berarti bahwa kutub magnet utara dan selatan terbalik. Gaya sandal jepit ini umum terjadi sepanjang sejarah geologi Bumi. Faktanya, menurut NASAKutub telah terbalik 183 kali dalam 83 juta tahun terakhir dan mungkin beberapa ratus kali dalam 160 juta tahun terakhir.
Pembalikan mengatakan banyak tentang medan magnet planet 3,2 miliar tahun yang lalu. Di antara implikasi utama adalah bahwa medan magnet kemungkinan stabil dan cukup kuat untuk mencegah angin matahari mengikis atmosfer. Temuan ini, dikombinasikan dengan temuan di lempeng tektonik, memberikan petunjuk tentang kondisi di mana bentuk kehidupan paling awal berevolusi.
“Ini melukiskan gambaran Bumi awal yang secara geodinamis sangat matang,” kata Brenner. “Ada banyak jenis proses dinamis yang sama yang mengarah ke Bumi yang memiliki kondisi lingkungan dan permukaan yang jauh lebih stabil, membuatnya lebih mudah bagi kehidupan untuk berevolusi dan berevolusi.”
Saat ini, kulit terluar bumi terdiri dari sekitar 15 blok kerak, atau lempeng yang bergeser, yang menopang benua dan lautan di planet ini. Selama ribuan tahun, lempeng-lempeng itu bergerak masuk dan keluar, membentuk benua dan gunung baru, dan mengekspos batuan baru ke atmosfer, yang mengarah ke reaksi kimia yang menstabilkan suhu permukaan bumi selama miliaran tahun.
Bukti awal tektonik lempeng sulit ditemukan karena potongan kerak tertua didorong ke dalam mantel bagian dalam, tidak pernah muncul kembali. Hanya 5 persen dari semua batuan di Bumi yang lebih tua dari 2,5 miliar tahun, dan tidak ada batu yang lebih tua dari sekitar 4 miliar tahun.
Secara keseluruhan, penelitian ini menambah semakin banyak penelitian yang menunjukkan bahwa gerakan tektonik terjadi relatif lebih awal dalam sejarah 4,5 miliar tahun Bumi dan bahwa bentuk kehidupan awal muncul di lingkungan yang lebih beriklim sedang. Pada tahun 2018, anggota proyek mengunjungi kembali Pilbara Craton, yang membentang sekitar 300 mil. Mereka mengebor ke dalam pelat kerak asli dan tebal di sana untuk mengumpulkan sampel, yang dianalisis kembali di Cambridge untuk mengetahui sejarah magnetiknya.
Menggunakan magnetometer, peralatan degaussing dan Mikroskop Berlian Quantum – yang memetakan medan magnet sampel dan secara tepat mengidentifikasi jenis partikel magnet – para peneliti mengembangkan sejumlah teknik baru untuk menentukan usia dan cara sampel dimagnetisasi. Hal ini memungkinkan peneliti untuk menentukan bagaimana, kapan dan ke arah mana kerak bumi bergeser, serta pengaruh magnetis yang memancar dari kutub geomagnetik Bumi.
Mikroskop Berlian Quantum dikembangkan dalam kolaborasi antara peneliti Harvard dari Departemen Ilmu Bumi dan Planet (EPS) dan Departemen Fisika.
Untuk studi masa depan, Fu dan Brenner berencana untuk terus fokus pada kraton Pilbara sambil melihat kerak purba lainnya di seluruh dunia. Mereka berharap untuk menemukan bukti yang lebih tua dari gerakan lempeng modern, ketika kutub magnet bumi terbalik.
“Akhirnya, kemampuan membaca batuan yang sangat tua ini dengan andal membuka begitu banyak peluang untuk mengamati periode waktu yang sering diketahui lebih banyak melalui teori daripada data padat,” kata Fu, seorang profesor EPS di Fakultas Seni dan Sains. “Pada akhirnya, kami memiliki peluang bagus untuk merekonstruksi tidak hanya ketika lempeng tektonik mulai bergerak, tetapi juga bagaimana pergerakannya – dan dengan demikian proses mendalam di interior Bumi yang mendorongnya – berubah seiring waktu.”
Referensi: “Gerakan Lempeng dan Medan Geomagnetik Dipolar pada 3,25 Ga” oleh Alec R. Brenner, Roger R. Fu, Andrew RC Kylander-Clark, George J. Hudak, dan Bradford J. Foley, 24 Oktober 2022 Prosiding National Academy of Sciences.
DOI: 10.1073/pnas.2210258119
“Ninja twitter bersertifikat. Ahli internet. Penggemar budaya pop hardcore. Baconaholic.”
You may also like
-
Aturan matematika ditemukan di balik distribusi neuron di otak kita
-
Para ilmuwan menemukan penjelasan untuk lubang gravitasi raksasa di Samudra Hindia
-
Peta baru yang akurat dari semua materi di alam semesta dirilis
-
Para ilmuwan mengatakan sepasang bintang yang sangat langka berperilaku sangat ‘aneh’
-
Lima Angsa Tewas Setelah Terbang Ke Saluran Listrik Hinkley | Berita Inggris