Begini Cara Ilmuwan Memperkirakan Usia Benda-benda Purbakala

JAKARTA - Kemampuan untuk menentukan tanggal secara tepat, atau mengidentifikasi usia suatu benda, dapat mengajari manusia kapan Bumi terbentuk, membantu mengungkap iklim masa lalu, dan memberi tahu kita bagaimana manusia purba hidup. Lalu bagaimana para ilmuwan mengukur usia suatu benda dan bagaimana akurasinya?

Menurut para ahli, penanggalan radiokarbon adalah metode yang paling umum sejauh ini. Metode ini melibatkan pengukuran jumlah karbon-14, isotop karbon radioaktif - atau versi atom dengan jumlah neutron berbeda. Karbon-14 ada di mana-mana di lingkungan. (Baca: Patung Kuno dengan Hiasan Kepala Mirp 'Star Wars' Ditemukan di Meksiko)

Setelah terbentuk tinggi di atmosfer, tumbuhan menghirupnya dan hewan menghembuskannya, kata Thomas Higham, seorang arkeolog dan spesialis penanggalan radiokarbon di Universitas Oxford di Inggris. "Segala sesuatu yang hidup menghirup karbon 14 ini," kata Higham, seperti dikutip Live Science.

Sementara bentuk karbon yang paling umum memiliki enam neutron, karbon-14 memiliki dua tambahan. Itu membuat isotop lebih berat dan jauh lebih tidak stabil daripada bentuk karbon yang paling umum. Jadi setelah ribuan tahun, karbon-14 akhirnya rusak. Salah satu neutronnya terpecah menjadi proton dan elektron. Saat elektron lolos, proton tetap menjadi bagian dari atom. Dengan satu neutron lebih sedikit dan satu proton lagi, isotop meluruh menjadi nitrogen. (Baca juga: Astronom Temukan Planet Seperti Bumi yang Setua Alam semesta)

Ketika makhluk hidup mati, mereka berhenti mengambil karbon-14 dan jumlah yang tersisa di tubuh mereka memulai proses lambat peluruhan radioaktif. Para ilmuwan tahu berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk setengah dari jumlah tertentu karbon-14 untuk meluruh. Itu memungkinkan mereka untuk mengukur usia suatu materi organik - apakah itu kulit atau kerangka hewan, abu atau cincin pohon - dengan mengukur rasio karbon-14 hingga karbon-12 yang tersisa di dalamnya dan membandingkan kuantitas tersebut dengan karbon 14 paruh.

Waktu paruh karbon-14 adalah 5.730 tahun, menjadikannya ideal bagi para ilmuwan yang ingin mempelajari 50.000 tahun terakhir sejarah. "Itu pada dasarnya mencakup bagian yang sangat menarik dari sejarah manusia untuk mengetahui perkembangan peradaban hingga asal mula pertanian melalui radio karbon ini," kata Higham.

Namun, objek yang lebih tua dari itu telah kehilangan lebih dari 99% karbon-14 mereka. "Ini menyisakan sedikit karbon-14 untuk dideteksi," kata Brendan Culleton, asisten profesor riset di Laboratorium Radiocarbon di Pennsylvania State University. Untuk objek yang lebih tua, para ilmuwan tidak menggunakan karbon-14 sebagai ukuran umur. Sebaliknya, mereka sering melihat isotop radioaktif dari unsur lain yang ada di lingkungan. (Baca juga: Waspadai Serangkaian Gejala Covid-19 yang Tidak Umum)

Untuk benda tertua di dunia, penanggalan uranium-thorium-lead adalah metode yang paling berguna. "Kami menggunakannya untuk menentukan usia Bumi," kata Higham. Meskipun penanggalan radiokarbon hanya berguna untuk bahan yang pernah hidup, para ilmuwan dapat menggunakan penanggalan uranium-thorium-lead untuk mengukur usia benda seperti batuan.

Dalam metode ini, para ilmuwan mengukur kuantitas berbagai isotop radioaktif yang berbeda, yang semuanya meluruh menjadi bentuk timbal yang stabil. Rantai pembusukan terpisah ini dimulai dengan pemecahan uranium-238, uranium-235 dan thorium-232.

Sama seperti Penanggalan radiokarbon, para ilmuwan menghitung rasio antara isotop ini, membandingkannya dengan waktu paruhnya masing-masing. Dengan menggunakan metode ini, para ilmuwan dapat menentukan tanggal batuan tertua yang pernah ditemukan, kristal zirkon berumur 4,4 miliar tahun yang ditemukan di Australia. (Baca juga: Ekspor Mobil RI Dijegal Filipina, Ini Respons Pemerintah)

Sedangkan metode penanggalan lain memberi tahu para ilmuwan bukan berapa usia suatu benda, tetapi kapan terakhir kali benda itu terpapar panas atau sinar matahari. Metode ini, yang disebut penanggalan luminesensi, biasanya digunakan para ahli geologi. "Teori ini dapat menentukan kapan gletser terbentuk, mengendapkan batuan di atas lembah; atau ketika banjir membuang sedimen di atas lembah sungai," kata Rittenour kepada Live Science.

Ketika mineral dalam batuan dan sedimen terkubur, mereka terpapar radiasi yang dipancarkan oleh sedimen di sekitarnya. Radiasi ini mengeluarkan elektron dari atomnya. Beberapa elektron jatuh kembali ke dalam atom, tetapi yang lain terjebak di lubang atau mengalami perubahan jaringan atom padat di sekitarnya. "Semakin lama objek itu terkubur, semakin banyak radiasi yang terpapar," kata Rittenour.