Jejak Lautan Magma Purba Ditemukan Tersebar di Greenland

JAKARTA - Studi terbaru mengungkap, bebatuan di Greenland kemungkinan menyimpan jejak lautan magma kuno yang menggelegar di sebagian besar permukaan Bumi setelah planet ini lahir.

Para ilmuwan mengumpulkan bebatuan dari sabuk Supracrustal Isua, sebuah wilayah di barat daya Greenland di mana bebatuan yang terpapar berusia antara 3,7 miliar dan 3,8 miliar tahun. Sabuk tersebut berisi batuan tertua di Bumi, yang relatif tidak terganggu oleh lempeng tektonik, panas dan perubahan kimiawi, menurut Science Magazine.

Jejak kimia dari samudera magma awal bahkan lebih tua dari bebatuan itu sendiri, diperkirakan sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, ketika sebuah benda seukuran Mars menghantam Bumi, menjatuhkan bongkahan besar batu yang kemudian menjadi Bulan, menurut laporan studi baru tersebut.

"Ketika benda langit seukuran Bumi dan Mars bertabrakan, pencairan hampir skala besar dari seluruh planet adalah konsekuensi yang tak terhindarkan dari itu," kata penulis utama, Helen Williams, Profesor Geokimia di Universitas Cambridge, kepada Live Science.

Dan saat batuan cair itu mendingin dan mengkristal, Bumi secara bertahap menjadi menyerupai marmer biru yang kita kenal sekarang, klaimnya.

"Tetapi meskipun sebagian besar ilmuwan menerima teori Bumi yang meleleh, tantangan besar adalah sangat sulit untuk menemukan... bukti geologis untuk sesuatu yang terjadi pada awal sejarah kita," kata Williams.

Studi baru, yang diterbitkan 12 Maret di jurnal Science Advances, menunjukkan batuan sabuk Isua masih memiliki "sidik jari" kimiawi yang ditinggalkan oleh proses pendinginan purba ini.

Williams mulai mencari "sidik jari" ini setelah dia dan rekan penulisnya, Hanika Rizo, profesor di Carleton University di Kanada, bertemu pada pertemuan musim gugur American Geophysical Union (AGU), sebuah acara tahunan yang pada masa pra-pandemi, menarik puluhan ribuan ilmuwan dari seluruh dunia.

Rizo sebelumnya telah mengekstraksi sampel batuan dari sabuk supracrustal Isua dan menulis tentangnya dalam sebuah penelitian tahun 2011. Penelitiannya telah diterbitkan dalam jurnal Earth and Planetary Science Letters.

Dalam makalahnya, Rizo mencatat batuan tersebut membawa ciri kimia tertentu, yaitu isotop unik, atau unsur kimia dengan jumlah neutron yang bervariasi. Williams kemudian membaca laporan tersebut, dan "tanda tangan" kimia ini menarik minatnya.

"Makalahnya tidak memiliki bukti geologis langsung untuk samudra magma di dalamnya. Tapi begitu banyak pelacak kimiawi yang dia diskusikan ... benar-benar menunjukkan arah umum itu," kata Williams.

Jika mereka mempelajari sampel lebih lanjut, pikir Williams, mereka mungkin mengungkap cuplikan masa lalu Bumi yang mencair. "Saya pada dasarnya lari ke arahnya (Rizo), karena saya benar-benar ingin berbicara ... tentang kemungkinan untuk berkolaborasi," sambung Williams.

Untuk memulai kolaborasi mereka, para ilmuwan menuju ke lab. Mereka memilih subset batuan vulkanik dari sampel Isua, memilih hanya yang paling murni, dalam hal berapa banyak keausan yang mereka alami setelah meletus ke permukaan dan terpapar unsur-unsur tersebut.

Mereka kemudian menggergaji permukaan bebatuan yang terbuka, mengampelasnya, menghancurkannya menjadi bubuk halus dan melarutkannya dalam asam kuat.

"Pada saat Anda selesai, sungguh luar biasa, bahwa sesuatu yang dulunya adalah batu yang sangat keras dan padat di tangan Anda, sekarang menjadi sebotol kecil cairan di laboratorium Anda," kata Williams. Pemrosesan batuan dengan cara ini memungkinkan tim untuk memeriksa isotop, atau unsur kimia dengan jumlah neutron yang bervariasi, di dalam sampel.

Secara khusus, tim sedang mencari isotop yang akan terbentuk saat lautan magma mengkristal. Model menunjukkan bahwa beberapa sisa dari kristal ini telah terperangkap di mantel bawah, dekat dengan inti Bumi, dan diawetkan selama miliaran tahun. "Seiring waktu, mereka akan bermigrasi melalui mantel bawah ke mantel atas, membawa 'sidik jari isotop' laut magma bersama mereka," ucap Williams.

Sidik jari ini termasuk isotop hafnium dan neodymium, yang terbentuk ketika isotop induknya membusuk. Kerusakan itu terjadi dalam pola tertentu ketika isotop induk ditempatkan di bawah tekanan yang sangat tinggi, seperti yang ditemukan di kedalaman mantel bawah.

"Tim menemukan isotop unik ini dalam sampel Isua, bersama bentuk langka dari unsur tungsten -dikenal sebagai 'anomali tungsten'- isotop tungsten yang tidak biasa tersebut berasal dari isotop induk kuno yang hanya ada dalam 45 juta tahun pertama sejarah Bumi," ungkap Williams.

Saat residu kristal ini bergerak ke atas dari mantel bawah ke atas, mereka meleleh dan bercampur dengan batuan cair lainnya, menciptakan efek marmer. Jadi, begitu batuan campuran itu menembus kerak Bumi, dia membawa sidik jari isotop bersama dengan batuan dari mantel atas dan bawah -ini benar untuk sampel Isua.

"Ada beberapa teori tentang bagaimana dan mengapa kristal bermigrasi ke atas melalui lapisan Bumi, salah satunya adalah bahwa kristal berulang kali meleleh dan mengkristal, menjadi lebih terkonsentrasi saat mereka beringsut ke atas," katanya lagi.

Setelah mengungkap jejak kimiawi lautan magma, pertanyaan lanjutannya, apakah batuan purba lain di Bumi memiliki ciri yang sama.

Untuk itu, dia dan timnya mulai mencari tanda tangan ini di situs di seluruh dunia, mencari di lokasi dengan bebatuan yang sangat kuno dan di hotspot modern untuk aktivitas gunung berapi, seperti Hawai dan Islandia.

"Banyak bukti ... menunjukkan bahwa hotspot modern ini berasal dari pencairan material yang benar-benar jauh di dalam Bumi, bahkan mungkin berasal dari dekat batas antara mantel Bumi dan intinya," tambah Williams.

"Itu berarti jejak kimiawi lautan magma mungkin juga bersembunyi di titik-titik panas ini, meski kita belum tahu pasti," pungkasnya. Baca juga: Viral Jalan Rumah Warga Pemalang Ditutup Bangunan, Warga: Kami Salah Paham