Bumi tidak menunggu lempeng tektonik modern dimulai. Peristiwa ini telah memindahkan air ke bawah tanah selama miliaran tahun sebelum kita menyadarinya.
Temuan baru dari Australia Barat mengubah garis waktu bagaimana planet kita mulai mengubah lautan menjadi mantel. Para peneliti telah memastikan bahwa air permukaan memasuki bagian dalam bumi lebih dari 3,1 miliar tahun yang lalu. Buktinya terkunci di dalam batuan vulkanik dari kawasan Pilbara.
Ini bukan hanya tentang batu. Ini tentang bagaimana sebuah planet muda dan panas berhasil memberi makan pada gunung berapinya.
Mekanisme yang mendorong aktivitas awal ini masih menjadi perdebatan sengit di bidang geologi. Namun data menunjukkan proses yang oleh para ilmuwan disebut dripduksi.
Batuan Pilbara Mengungkapkan Tanda Tangan Kimia Kuno
Kraton Pilbara adalah salah satu yang selamat yang langka. Sebagian besar kerak bumi yang paling awal telah hancur akibat aktivitas geologi berikutnya. Namun batuan Pilbara menyimpan catatan kimia yang tidak dapat dibohongi.
Sebuah tim internasional yang dipimpin oleh Dr. Eric Vandenburg dari Universitas Adelaide menganalisis geokimia batu berusia 3,1 miliar tahun ini. Tanda tangan mereka menceritakan kisah yang jelas: air hadir ketika magma terbentuk.
“Yang mengejutkan kami adalah menemukan bukti bahwa sejumlah besar air telah masuk jauh ke dalam bumi dan mempengaruhi pembentukan batuan vulkanik.”
Sifat kimianya cocok dengan gunung berapi modern—seperti yang ada di Cincin Api Pasifik. Di sinilah lempeng tektonik bertabrakan, dan salah satu lempeng tenggelam di bawah lempeng lainnya, menyeret air ke dalam mantel. Namun sistem itu belum ada saat itu. Bumi terlalu panas sehingga lempengan-lempengan kaku tidak bisa saling bergesekan.
Lalu bagaimana air bisa sampai ke sana?
Mengapa Subduksi Tradisional Tidak Dapat Menjelaskan Awal Bumi
Kami memahami cara kerja lempeng tektonik saat ini. Zona subduksi membawa mineral yang mengandung air jauh ke dalam mantel. Air tersebut menurunkan titik leleh batuan di sekitarnya, menciptakan magma yang memberi makan gunung berapi dan menumbuhkan benua.
Ini adalah mesin yang sempurna. Namun, planet ini belum ada 3,1 miliar tahun yang lalu.
Bumi awal jauh lebih panas. Kerak bumi kemungkinan besar berperilaku berbeda, karena tidak memiliki struktur kaku yang diperlukan untuk subduksi standar. Para ahli geologi telah berjuang melawan paradoks ini. Tanpa zona subduksi yang jelas, bagaimana air permukaan bisa mencapai mantel dan mempengaruhi aktivitas gunung berapi?
Batuan Pilbara menunjukkan bahwa jawabannya bukan terletak pada jika air mencapai kedalaman bumi, namun pada bagaimana.
Dripduksi: Kerak yang Tenggelam Menggerakan Air ke Bawah
Para peneliti mengusulkan bahwa Bumi muda menggunakan mekanisme berbeda untuk mengangkut material. Mereka menyebutnya tetesan.
Ini lebih sederhana daripada pelat geser. Dalam model ini, bagian kerak luar yang lebih dingin menyerap air dari permukaan. Ketika bagian-bagian ini menjadi padat karena air, mereka kehilangan stabilitas. Mereka tidak meluncur sepanjang batas lempeng. Mereka merosot.
Akhirnya, sebagian besar kerak bumi runtuh dan tenggelam ke dalam mantel yang lebih panas di bawahnya. Bayangkan material padat menetes dari langit-langit.
Ketika bongkahan-bongkahan kaya air ini jatuh ke bawah, mereka memasuki lingkungan yang semakin panas. Air yang dilepaskan dari batuan yang tenggelam kemudian berinteraksi dengan mantel, mendorong pencairan dan menghasilkan magma. Magma tersebut naik, meletus melalui gunung berapi, dan mendingin menjadi bebatuan yang kita temukan saat ini di Pilbara.
Proses ini memungkinkan material permukaan bergerak ke bawah tanpa memerlukan sistem tektonik modern yang dikembangkan sepenuhnya. Hal ini juga memungkinkan planet muda untuk mendaur ulang air antara permukaan dan bagian dalamnya jauh sebelum benua terlihat seperti sekarang.
Daur Ulang Awal Membentuk Masa Depan Bumi
Penemuan ini memundurkan garis waktu ketika Bumi mulai bertukar materi antara kerak, mantel, dan atmosfernya. Hubungan tersebut sangat penting bagi evolusi jangka panjang planet ini.
Daur ulang perairan dalam menentukan di mana magma terbentuk. Ini mempengaruhi letusan gunung berapi. Selama ribuan tahun, ini membantu mendistribusikan kembali bahan-bahan kimia yang diperlukan untuk kehidupan.
Temuan Pilbara menunjukkan bahwa pertukaran ini dimulai jauh lebih awal dari perkiraan sebelumnya. Bumi awal bukanlah sebuah bola stagnan dengan permukaan yang terisolasi. Air sudah beredar. Ia membentuk magma, memberi makan gunung berapi, dan berkontribusi terhadap pertumbuhan benua ketika planet ini masih dalam masa pertumbuhan.
Kami baru sekarang mulai memahami cara kerja siklus pertama tersebut. Bebatuan di Australia Barat telah diam selama miliaran tahun. Mereka akhirnya ingin mengatakan sesuatu.
Referensi: “Kandungan air mirip busur modern di sumber batuan vulkanik berusia 3,1 miliar tahun” oleh Eric D. Vandenburg dkk., diterbitkan di Nature Communications.
