Nationalgeographic.co.id—Lempeng tektonik adalah unik untuk Bumi dan mungkin merupakan karakteristik penting dari planet yang dapat dihuni. Sejumlah kristal zirkon kuno yang ditemukan di Afrika Selatan menyimpan bukti subduksi tertua, elemen kunci dari lempeng tektonik, menurut sebuah studi yang diterbitkan 21 April 2022 di jurnal AGU Advances. Judulnya, Destabilization of Long-Lived Hadean Protocrust and the Onset of Pervasive Hydrous Melting at 3.8 Ga.
Kapsul waktu langka dari masa muda Bumi ini menunjukkan transisi sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu. Batu yang berumur panjang dan stabil ini berproses membentuk planet kita. Temuan ini memberikan petunjuk baru dalam perdebatan panas tentang kapan gerakan lempeng tektonik terbentuk.
Kerak bumi dan lapisan atas mantel tepat di bawahnya terpecah menjadi lempeng-lempeng kaku yang bergerak perlahan di atas lapisan bawah batuan mantel yang kental tetapi bergerak. Panas dari inti bumi mendorong gerakan lambat namun tak terhindarkan ini, yang bertanggung jawab atas gunung berapi, gempa bumi, dan pengangkatan pegunungan.
Perkiraan kapan proses ini muncul dan kerak modern terbentuk berkisar dari lebih dari 4 miliar tahun yang lalu hingga hanya 800 juta tahun yang lalu. Ketidakpastian muncul karena catatan geologis dari masa muda Bumi sangatlah jarang, akibat efek daur ulang permukaan dari lempeng tektonik itu sendiri. Hampir tidak ada yang tersisa dari masa Hadean Eon, 500 juta tahun pertama Bumi.
"Bumi Hadean adalah kotak misteri besar ini," kata Nadja Drabon, seorang ahli geologi di Universitas Harvard dan penulis utama studi tersebut.
Dalam sebuah studi itu, para ilmuwan menganalisis beberapa kristal yang sangat langka, kuno, dan hampir tidak dapat dihancurkan seukuran butiran pasir kecil yang disebut zirkon untuk petunjuk kimia tentang permulaan lempeng tektonik. Studi mereka menunjukkan bahwa zirkon ini mengalami transisi yang signifikan dalam geokimia sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu. Transisi ini membuat butiran terlihat seperti zirkon yang terbentuk hari ini di lingkungan yang sangat panas di mana lempeng tektonik terjadi.
“Sebelum 3,8 miliar tahun yang lalu, planet ini tampak tidak dinamis. Saat ini, banyak kerak yang terus-menerus dihancurkan di zona subduksi, dan kerak baru tercipta. Banyak zircon, sebelumnya, menunjukkan bahwa saat itu, setelah kerak awal terbentuk, ia hidup untuk waktu yang lama—sekitar 600 juta tahun dalam kasus ini. Meskipun ada beberapa pengerjaan ulang internal, kami tidak pernah membuat kerak granit baru. […] Kemudian, 3,8 miliar tahun yang lalu, semuanya berubah,” jelas Drabon.
Zirkon dapat dianggap sebagai kapsul waktu kecil yang menyimpan petunjuk kimiawi dari 500 juta tahun pertama Bumi. Beberapa diproduksi di magma planet lebih dari 4 miliar tahun yang lalu ketika Bumi masih dalam masa pertumbuhan geologis. Temuan itu menjadikannya bahan tertua di dunia yang diketahui. Rahasia mereka dapat diuraikan melalui bantuan kejutan listrik dengan laser.
Para ilmuwan melakukan hal yang sama untuk penelitian mereka. Mereka memperhatikan bahwa ketika planet mendingin, banyak kerak baru terbentuk. Tanda-tanda geokimia zirkon mulai menyerupai yang ditemukan di zona subduksi, di mana dua lempeng tektonik bertabrakan, dan satu meluncur di bawah yang lain dan ke dalam mantel, di mana ia didaur ulang (kode kata untuk dibakar sampai garing).
Baca Juga: Sains Terbaru: Geologi Pantai Oman Ungkap Pemahaman Baru Subduksi
Baca Juga: Hormuz, Pulau Pelangi di Teluk Persia yang Tanahnya Bisa Dimakan
Baca Juga: Beberapa Berlian Langka Ternyata Terbentuk dari Sisa Makhluk Hidup
Baca Juga: Plastik dan Fosil Ayam Akan Menjadi Peninggalan Era Antroposen
Para ilmuwan mengumpulkan 3.936 zirkon baru dari ekspedisi 2017 di Afrika Selatan untuk penelitian ini. Sejumlah 33 di antaranya setidaknya berusia 4 miliar tahun. Hal ini cukup menarik karena zirkon dari periode waktu itu sulit ditemukan karena ukurannya.
"Rekor yang kita miliki untuk Bumi paling awal sangat terbatas, tetapi hanya dengan melihat transisi serupa di banyak tempat berbeda membuatnya sangat mungkin bahwa itu mungkin merupakan perubahan global dalam proses kerak," kata Drabon. "Semacam reorganisasi sedang terjadi di Bumi," imbuhnya.
Setelah menggiling batu yang telah mereka kumpulkan menjadi pasir, mereka memisahkan penemuan yang dihasilkan. Zirkon dari Afrika Selatan berusia 4,1 miliar hingga 3,3 miliar tahun. Para ilmuwan melihat isotop hafnium, isotop oksigen, dan komposisi elemen jejak dari kristal zirkon yang mereka temukan. Masing-masing dari mereka memiliki teka-teki yang berbeda.
Misalnya, isotop hafnium memberikan petunjuk tentang pembentukan dan evolusi kerak bumi; isotop oksigen tentang apakah ada lautan; dan elemen jejak tentang komposisi kerak. Data menunjukkan bahwa tingkat pembentukan kerak mulai meningkat hampir 4 miliar tahun yang lalu.
"Semuanya menunjukkan pergeseran ini antara 3,8 dan 3,6 miliar tahun yang lalu." tutur Drabon. Tidak banyak data tentang dua fitur geokimia lainnya, dan dia berharap untuk fokus pada yang berikutnya, termasuk melihat kapan lautan mulai terbentuk. “Ada begitu banyak yang harus dilakukan. Saya bahkan tidak tahu harus mulai dari mana,” ujarnya.