Para ilmuwan telah menemukan yang berumur 700 juta tahun

Ahli geologi Australia telah mengidentifikasi rendahnya emisi CO2 vulkanik dan pelapukan batuan di Kanada sebagai faktor kunci terjadinya zaman es ekstrem 700 juta tahun lalu. Penelitian mereka, berdasarkan pemodelan lempeng tektonik dan bukti geologi dari Australia bagian selatan, menyoroti sensitivitas iklim bumi dan mekanisme termostatik alaminya, membandingkan lambatnya perubahan iklim geologis dengan perubahan cepat yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Kredit: NASA

Emisi karbon vulkanik mencapai titik terendah dalam sejarah, memicu zaman es global yang berlangsung selama 57 juta tahun.

Ahli geologi Australia telah menggunakan pemodelan lempeng tektonik untuk mengidentifikasi penyebab paling mungkin dari iklim Zaman Es ekstrem di bumi, yang terjadi lebih dari 700 juta tahun yang lalu.

Penelitian yang dipublikasikan di Geologi, membantu memahami cara kerja termostat bawaan Bumi, yang mencegah Bumi terjebak dalam mode panas berlebih. Hal ini juga menunjukkan betapa sensitifnya iklim global terhadap konsentrasi karbon di atmosfer.

“Bayangkan Bumi hampir sepenuhnya membeku,” kata penulis utama studi tersebut, yang juga merupakan calon rekan ARC, Dr. Adriana Dutkiewicz. “Persis seperti itulah yang terjadi sekitar 700 juta tahun yang lalu; planet ini tertutup es dari kutub hingga khatulistiwa dan suhu menurun. Namun, apa yang menyebabkan hal ini masih menjadi pertanyaan terbuka.

Endapan glasial Formasi Sturt dari Glasiasi Sturtian sekitar 717–664 juta tahun yang lalu di bagian utara Flinders Ranges Australia, dekat Arkaroola Wilderness Sanctuary. Penulis utama penelitian ini, Dr. Adriana Dutkiewicz dari School of Geosciences, University of Sydney, menunjuk pada lapisan endapan glasial yang tebal. Kredit: Profesor Dietmar Müller/Universitas Sydney

“Sekarang kami merasa telah memecahkan misterinya: emisi karbon dioksida vulkanik yang secara historis rendah, dipicu oleh pelapukan tumpukan besar batuan vulkanik di tempat yang sekarang disebut Kanada; suatu proses yang menyerap karbon dioksida di atmosfer.

Temuan geologi dari Flinders Ranges

Proyek ini terinspirasi oleh puing-puing glasial yang ditinggalkan oleh glasiasi kuno pada periode ini, yang dapat dilihat secara spektakuler di Pegunungan Flinders di Australia Selatan.

Kunjungan lapangan geologi baru-baru ini ke wilayah tersebut, dipimpin oleh rekan penulis Profesor Alan Collins dari Universitas Adelaide, mendorong tim untuk menggunakan model komputer EarthByte dari Universitas Sydney untuk menyelidiki penyebab dan durasi yang sangat lama dari zaman es ini.

Antara 717 dan 660 juta tahun yang lalu, Bumi tertutup salju dan es – Zaman Es berlangsung selama 57 juta tahun. Ahli geosains dari Universitas Sydney yang dipimpin oleh Dr. Adriana Dutkiewicz dan Profesor Dietmar Müller, menemukan kemungkinan penyebabnya: rendahnya tingkat karbon dioksida vulkanik di atmosfer. Video ini menunjukkan pergerakan benua (abu-abu) dan batas lempeng (oranye) antara 850 dan 540 juta tahun lalu. (Kepingan salju muncul selama periode ‘Bumi Bola Salju’.) Kredit: Ben Mather dan Dietmar Müller/The University of Sydney

Glasiasi sturt dan lempeng tektonik

Zaman es yang diperpanjang, juga disebut glasiasi Sturtian, diambil dari nama penjelajah kolonial Eropa abad ke-19 di Australia tengah, Charles Sturt, berlangsung dari 717 hingga 660 juta tahun yang lalu, suatu periode jauh sebelum dinosaurus dan kehidupan tumbuhan kompleks ada di darat.

Dr Dutkiewicz berkata: “Berbagai penyebab telah dikemukakan atas awal dan akhir zaman es ekstrem ini, namun aspek yang paling membingungkan adalah mengapa hal itu berlangsung selama 57 juta tahun – periode waktu yang sulit dibayangkan oleh manusia.”

Tim kembali ke model lempeng tektonik, yang menunjukkan evolusi benua dan cekungan samudera setelah pecahnya benua super kuno Rodina. Mereka menghubungkannya dengan model komputer yang menghitung pelepasan gas CO2 dari gunung berapi bawah laut di sepanjang pegunungan tengah laut – tempat di mana lempeng-lempeng menyimpang dan terbentuknya kerak samudera baru.

Dr Adriana Dutkiewicz dari School of Geosciences di University of Sydney di Flinders Ranges, Australia Selatan. Kredit: Universitas Sydney

Peran CO2 dan perubahan iklim geologi

Mereka segera menyadari bahwa permulaan Zaman Es Sturt berkorelasi dengan jumlah emisi CO2 vulkanik yang rendah. Selain itu, aliran CO2 tetap relatif rendah sepanjang Zaman Es.

Dr Dutkiewicz berkata: “Tidak ada hewan multiseluler atau tumbuhan darat di Bumi saat ini. Konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer hampir seluruhnya ditentukan oleh pelepasan CO2 dari gunung berapi dan proses pelapukan batuan silikat yang mengonsumsi CO2.

Rekan penulis, Profesor Dietmar Müller dari Universitas Sydney mengatakan: “Geologi mengatur iklim saat ini. Kami berpendapat bahwa Zaman Es Sturtian dimulai sebagai akibat dari pukulan ganda: reorganisasi lempeng tektonik mengurangi pelepasan gas vulkanik hingga tingkat minimum, sementara provinsi vulkanik kontinental Kanada mulai mengikis dan mengonsumsi CO2 di atmosfer.

Pemandangan ke arah Suaka Alam Liar Arkaroola, Flinders Ranges, dengan endapan glasial Formasi Sturt dari Glasiasi Sturtian, sekitar 717-664 juta tahun yang lalu, membentuk punggung bukit yang menonjol di tengah-tengah foto di sebelah kiri. Kredit: Profesor Dietmar Müller/Universitas Sydney

“Akibatnya, CO2 di atmosfer turun ke tingkat di mana terjadi glasiasi – yang kami perkirakan berada di bawah 200 ppm, kurang dari setengah tingkat saat ini.”

Pekerjaan tim ini menimbulkan pertanyaan menarik tentang masa depan bumi dalam jangka panjang. Sebuah teori baru-baru ini menyatakan bahwa dalam 250 juta tahun ke depan, Bumi akan berevolusi menuju Pangea Ultima, sebuah benua super yang sangat panas sehingga mamalia bisa punah.

Namun, saat ini Bumi juga berada pada jalur emisi CO2 vulkanik yang lebih rendah seiring dengan meningkatnya curah hujan di benua dan lempeng yang melambat. Jadi semoga saja Pangea Ultima kembali berubah menjadi bola salju.

Dr Dutkiewicz berkata: “Apa pun masa depan, penting untuk dicatat bahwa perubahan iklim geologis yang dipelajari di sini sangatlah lambat. Menurut NASA, perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia terjadi 10 kali lebih cepat dari perkiraan sebelumnya.

Referensi: “Durasi glasiasi ‘Bola Salju’ Sturtvian yang terkait dengan degassing punggungan tengah samudra yang sangat rendah” Adriana Dutkiewicz, Andrew S. Merdith, Alan S. Collins, Ben Mather, Lauren Ilano, Sabin Zahirovic, dan R. Dietmar Müller

Studi ini didanai oleh Dewan Riset Australia.