Wild New Paper Menyarankan Aktivitas Tektonik Bumi Memiliki Sumber yang Tak Terlihat

Bumi jauh dari massa batuan yang padat. Lapisan luar planet kita – yang dikenal sebagai litosfer – terdiri dari lebih dari 20 lempeng tektonik; saat papan tulis raksasa ini meluncur di atas muka planet ini, kita mendapatkan pergerakan benua, dan interaksi di perbatasan, paling tidak di antaranya adalah naik turunnya seluruh jajaran gunung dan parit samudera.

Namun ada beberapa perdebatan tentang apa yang menyebabkan lempengan batu raksasa ini bergerak.

Di antara banyak hipotesis diajukan selama berabad-abad, arus konveksi yang dihasilkan oleh inti panas planet telah dibahas sebagai penjelasan, tetapi diragukan apakah efek ini akan menghasilkan energi yang cukup.

Sebuah studi yang baru diterbitkan melihat ke langit untuk penjelasan. Memperhatikan bahwa gaya daripada panas paling sering digunakan untuk memindahkan benda-benda besar, penulis menyarankan bahwa interaksi gaya gravitasi dari Matahari, Bulan, dan Bumi dapat bertanggung jawab atas pergerakan lempeng tektonik Bumi.

Kunci hipotesisnya adalah pusat bary – pusat massa sistem orbit benda, dalam hal ini Bumi dan bulan. Ini adalah titik di mana Bulan kita benar-benar mengorbit, dan itu tidak langsung di pusat massa planet kita, yang kita sebut geocenter.

Sebaliknya, lokasi barycenter di dalam Bumi berubah sepanjang bulan sebanyak 600 kilometer (373 mil) karena orbit Bulan mengelilingi Bumi berbentuk elips karena tarikan gravitasi Matahari kita.

“Karena barycenter berosilasi terletak sekitar 4.600 kilometer [2,858 miles] dari geocenter, percepatan orbital tangensial bumi dan tarikan matahari tidak seimbang kecuali di barycenter,” kata ahli geofisika Anne Hofmeister, dari Universitas Washington di St Louis.

“Lapisan interior planet yang hangat, tebal, dan kuat dapat menahan tekanan ini, tetapi litosfernya yang tipis, dingin, dan rapuh merespons dengan rekahan.”

Ketegangan lebih lanjut ditambahkan saat Bumi berputar pada porosnya, meratakan sedikit dari bentuk bulat sempurna – dan ketiga tekanan dari Bulan, Matahari, dan Bumi ini sendiri bergabung untuk menyebabkan pergeseran dan pemisahan lempeng tektonik.

“Perbedaan dalam keselarasan dan besarnya gaya sentrifugal yang menyertai tarikan matahari saat Bumi berombak dalam orbitnya yang kompleks tentang Matahari menempatkan gaya variabel temporal yang sangat asimetris di Bumi, yang sudah ditekankan oleh putaran,” para peneliti menulis.

Apa yang terjadi di bawah permukaan adalah bahwa litosfer padat dan mantel atas padat sedang berputar pada kecepatan yang berbeda karena tekanan dan ketegangan ini, para peneliti melaporkan – semua karena konfigurasi khusus Bumi-Bulan-Matahari kita.

“Bulan besar kita yang unik dan jarak tertentu dari Matahari sangat penting,” kata Hofmeister.

Tanpa Bulan, dan pergeseran yang disebabkannya antara barycenter dan geocenter, kita tidak akan melihat aktivitas lempeng tektonik yang kita dapatkan di permukaan bumi, para peneliti berpendapat. Karena tarikan gravitasi Matahari ke Bulan adalah 2,2 kali lebih besar daripada tarikan Bumi, ia akan ditarik menjauh dari planet kita selama sekitar satu miliar tahun ke depan.

Yang mengatakan, gaya gravitasi yang berperan masih membutuhkan interior panas Bumi agar semua ini bekerja, para peneliti berpendapat.

“Kami mengusulkan bahwa lempeng tektonik dihasilkan dari dua proses gravitasi yang berbeda, tetapi berinteraksi,” mereka menulis. “Kami menekankan bahwa panas interior Bumi sangat penting untuk menciptakan lapisan batas termal dan fisik yang dikenal sebagai litosfer, lelehan dasarnya, dan zona kecepatan rendah yang mendasarinya.”

Untuk lebih memvalidasi hipotesis yang diuraikan dalam penelitian mereka, para peneliti menerapkan analisis mereka ke beberapa planet dan bulan berbatu di Tata Surya, tidak ada yang mengkonfirmasi aktivitas tektonik hingga saat ini.

Perbandingan mereka antara Bumi dan benda langit utama lainnya di Tata Surya mengungkapkan penjelasan potensial mengapa kita belum mendeteksi aktivitas tektonik di salah satu bulan besar atau planet berbatu sejauh ini. Namun, yang paling dekat dengan Bumi dalam semua parameter yang diperlukan adalah Pluto.

“Satu tes akan menjadi pemeriksaan rinci dari tektonik Pluto, yang terlalu kecil dan dingin untuk konveksi, tetapi memiliki bulan raksasa dan permukaan yang sangat muda,” kata Hofmeister.

Penelitian ini telah dipublikasikan di Makalah Khusus GSA.