Lingkar Kuno Munculnya Tektonik Lempeng Data 3,6 Miliar Tahun Lalu – Peristiwa Penting untuk Memperkaya Kehidupan Bumi

Zirkonia yang dipelajari oleh tim peneliti, difoto menggunakan katodoluminesensi, memungkinkan tim untuk melihat bagian dalam kristal menggunakan mikroskop elektron khusus. Lingkar zirkon adalah rongga laser yang digunakan untuk mempelajari usia dan kimia zirkon. Ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti geologi Michael Ackerson di Museum Nasional Sejarah Alam Smithsonian memberikan bukti baru bahwa lempeng tektonik modern, ciri utama Bumi dan kemampuan unik untuk mendukung kehidupan, terbentuk sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Geochemical Perspective Letters pada 14 Mei ini menggunakan zirkon, mineral tertua yang pernah ditemukan di Bumi, untuk melihat kembali masa lalu planet ini. Tim menguji lebih dari 3.500 zirkon, masing-masing dengan sepasang rambut manusia lebar, meledak dengan laser dan kemudian mengukur komposisi kimianya dengan spektrometer massa. Tes ini mengungkapkan usia setiap zirkon dan kimia yang mendasarinya. Dari ribuan yang diuji, sekitar 200 cocok untuk penelitian karena miliaran tahun yang telah mereka derita sejak mereka dibentuk. Kredit: Michael Ackerson, Smithsonian

Munculnya mineral tertua di bumi oleh lempeng tektonik 3,6 miliar tahun yang lalu

Zirkon tua di bukit jack Australia barat menentukan tanggal suatu peristiwa yang akan membuat planet ini ramah untuk kehidupan.

Ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti geologi Michael Ackerson di National Museum of Natural History di Smithsonian memberikan bukti baru bahwa lempeng tektonik modern, ciri utama Bumi dan kemampuan unik untuk mendukung kehidupan, terbentuk sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu.

Bumi adalah satu-satunya planet yang menjalani kehidupan kompleks, dan kemampuan ini sebagian bergantung pada karakteristik lain yang menjadikannya satu planet: lempeng tektonik. Benda planet lain yang diketahui sains tidak memiliki kerak dinamis, yang terbagi menjadi lempeng benua yang bergerak, pecah, dan bertabrakan satu sama lain selama ribuan tahun. Tektonik lempeng menyediakan hubungan antara reaktor kimia bagian dalam Bumi dan permukaannya, yang telah merancang planet layak huni yang dihuni oleh manusia saat ini, dari oksigen di atmosfer hingga konsentrasi karbon dioksida yang mengatur iklim. Tetapi kapan dan bagaimana lempeng tektonik mulai tetap misterius, terkubur di bawah milyaran tahun waktu geologi.

Studi tersebut dipublikasikan dalam jurnal 14 Mei 2021 Surat Perspektif Geokimia, menggunakan zirkon, mineral tertua yang pernah ditemukan di Bumi untuk melihat kembali masa lalu purba planet ini.

Jack Hills di Australia Barat

Sebuah studi terhadap 15 batu seukuran jeruk bali yang dikumpulkan oleh tim peneliti memeriksa Jack Hills di Australia barat, tempat diambilnya zirkon yang diperiksa. Ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti geologi Michael Ackerson di National Museum of Natural History di Smithsonian memberikan bukti baru bahwa lempeng tektonik modern, ciri utama Bumi dan kemampuan unik untuk mendukung kehidupan, terbentuk sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Geochemical Perspective Letters pada 14 Mei ini menggunakan zirkon, mineral tertua yang pernah ditemukan di Bumi, untuk melihat kembali masa lalu planet ini. Kredit: Dustin Trail, Universitas Rochester

Zirkon tertua dalam penelitian ini, dari Jack Hills di Australia Barat, berusia sekitar 4,3 miliar tahun, yang berarti bahwa Bumi itu sendiri dalam masa pertumbuhan, yang hanya berusia sekitar 200 juta tahun, membentuk mineral yang hampir tidak bisa dihancurkan ini. Bersama dengan zirkon lain yang dikumpulkan dari Jack Hills dalam sejarah tertua Bumi hingga 3 miliar tahun yang lalu, mineral ini memberikan hal terdekat yang mereka miliki dengan catatan kimia yang sedang berlangsung di dunia penelitian.

“Kami sedang membangun kembali bagaimana bumi berubah dari pencairan batu dan bola logam menjadi seperti yang kita miliki saat ini,” kata Ackerson. “Tidak ada planet lain yang memiliki benua atau samudra atau kehidupan cair. Di satu sisi, kami mencoba menjawab pertanyaan mengapa Bumi adalah satu-satunya, dan kami dapat menjawabnya sampai batas tertentu dengan zirkonium ini. “

Untuk melihat kembali miliaran tahun yang lalu, Ackerson dan tim risetnya mengumpulkan 15 batu seukuran jeruk bali dari Jack Hills dan memotongnya menjadi potongan-potongan kecil – mineral – dengan menghancurkan pasir menggunakan mesin yang disebut tupai. Untungnya, zirkonnya sangat padat, yang membuatnya cukup mudah untuk membedakannya dari pasir lainnya menggunakan teknik yang mirip dengan mendulang emas.

Sepotong batu halus yang dikumpulkan dari Jack Hills di Australia Barat

Sepotong batu tipis yang dipoles yang dikumpulkan dari Jack Hills di Australia Barat. Menggunakan mikroskop khusus yang dilengkapi dengan lensa polarisasi, tim peneliti dapat mempelajari struktur internal yang rumit dari kuarsa yang menyusun batuan, termasuk fitur khusus yang memungkinkan identifikasi zirkonia purba (mineral magenta di tengah garis merah). . masukkan gambar pada foto di sebelah kanan). Ilmuwan yang dipimpin oleh peneliti geologi Michael Ackerson di National Museum of Natural History di Smithsonian memberikan bukti baru bahwa lempeng tektonik modern, ciri utama Bumi dan kemampuan unik untuk mendukung kehidupan, terbentuk sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu. Studi yang diterbitkan dalam jurnal Geochemical Perspective Letters pada 14 Mei ini menggunakan zirkon, mineral tertua yang pernah ditemukan di Bumi, untuk melihat kembali masa lalu planet ini. Melihat kembali ke miliaran tahun yang lalu, Ackerson dan tim risetnya mengumpulkan 15 batu seukuran jeruk bali dari Jack Hills dan memotong bagian terkecil – mineralnya – dengan menghancurkan pasir menggunakan mesin yang disebut chipmunk. Untungnya, zirkonnya sangat padat, yang membuatnya cukup mudah untuk membedakannya dari pasir lainnya menggunakan teknik yang mirip dengan mendulang emas. Kredit: Michael Ackerson, Smithsonian

Tim tersebut menguji lebih dari 3.500 zirkon, yang masing-masing dipasangkan dengan sepasang rambut manusia, meledak dengan laser dan kemudian mengukur komposisi kimianya dengan spektrometer massa. Tes ini mengungkapkan usia setiap zirkon dan kimia yang mendasarinya. Dari ribuan yang diuji, sekitar 200 cocok untuk penelitian karena miliaran tahun yang telah mereka derita sejak mereka dibentuk.

“Membuka rahasia yang tersimpan di dalam mineral ini bukanlah tugas yang mudah,” kata Ackerson. “Kami telah melihat beberapa dari ribuan kristal ini untuk mendapatkan banyak data yang tersedia, tetapi setiap sampel memiliki kesempatan untuk mengatakan sesuatu yang baru dan membentuk kembali cara kami memahami asal mula planet kita.”

Usia zirkon dapat ditentukan dengan sangat teliti, karena masing-masing zirkon mengandung uranium. Berkat sifat radioaktif uranium yang terkenal dan laju peluruhannya yang terkuantifikasi dengan baik, para ilmuwan dapat merekayasa balik berapa lama bijih tersebut telah ada.

Kandungan aluminium dari setiap zirkon juga menjadi perhatian tim peneliti. Pengujian pada zirkon modern menunjukkan bahwa zirkon aluminium tinggi hanya dapat dibuat dengan cara yang terbatas, memungkinkan peneliti menggunakan keberadaan aluminium untuk menyimpulkan apa yang terjadi pada saat zirkon dibuat.

Setelah menganalisis hasil pengujian ribuan zirkon yang dapat digunakan, Ackerson dan penulisnya menguraikan peningkatan yang signifikan dalam konsentrasi aluminium sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu.

“Perubahan komposisi ini kemungkinan menandai munculnya lempeng tektonik modern dan mungkin menandakan penciptaan kehidupan di Bumi,” kata Ackerson. “Tapi kita perlu melakukan lebih banyak penelitian untuk menentukan kaitan perubahan geologis ini dengan asal mula kehidupan.”

Garis kesimpulan yang menghubungkan zirkonia tinggi ke lempeng tektonik adalah seperti ini: Satu-satunya cara untuk membentuk aluminium zirkonium tinggi adalah dengan mencairkan batuan lebih dalam di bawah permukaan bumi.

“Sangat sulit untuk membuat aluminium menjadi zirkon karena ikatan kimianya,” kata Ackerson. “Anda harus memiliki kondisi geologi yang cukup ekstrim.”

Alasan Ackerson untuk tanda ini bahwa bebatuan mencair lebih dalam di bawah kerak bumi berarti bahwa kerak planet menjadi lebih tebal dan lebih dingin, dan penebalan kerak bumi ini adalah tanda transisi ke lempeng tektonik modern.

Menurut 4 miliar tahun penelitian di Acasta Gneiss di Kanada utara, mereka juga menunjukkan bahwa kerak bumi menebal dan batuan mencair lebih dalam di dalam planet.

“Hasil Acasta Gneis membuat kami lebih percaya diri dalam interpretasi sirkus Jack Hills,” kata Ackerson. “Saat ini lokasi-lokasi ini terpisah ribuan mil, tetapi mereka memberi tahu kami cerita yang cukup konsisten, yaitu bahwa sesuatu yang signifikan di seluruh dunia terjadi sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu.”

Karya ini adalah bagian dari prakarsa museum baru yang disebut Our Special Planet, kemitraan publik-swasta yang mendukung penelitian tentang beberapa pertanyaan paling signifikan dan abadi tentang apa yang membuat Bumi istimewa. Penelitian lain akan menyelidiki asal mula lautan cair Bumi dan bagaimana mineral dapat membantu memicu kehidupan.

Ackerson berharap untuk melacak hasil tersebut dengan mencari jejak kehidupan di zirkon Jack Hills tua dan formasi batuan tua lainnya untuk melihat apakah mereka menunjukkan tanda-tanda penebalan kerak bumi sekitar 3,6 miliar tahun yang lalu.

Referensi: “Pembentukan magma peraluminous di kerak bumi dan efek awalnya di Bumi” oleh MR Ackerson, D. Trail dan J. Buettner, 14 Mei 2021, Surat Perspektif Geokimia.
DOI: 10.7185 / geochemlet.2114

Pendanaan dan dukungan untuk penelitian ini disediakan oleh Smithsonian dan National Aeronautics and Space Administration (NASA).

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Menyelidiki lebih dalam tentang asal usul sinar kosmik dengan gerakan Brown geometris

Representasi skema sinar kosmik yang merambat melalui awan magnetik. Kredit: Salvatore Buonocore Model simulasi menyediakan langkah pertama dalam mengembangkan algoritma untuk meningkatkan metode deteksi. Sinar...

Penyerapan elektron terpisah yang ditangkap dalam film

Film menangkap gambar penangkapan elektron terpisah. Kredit: Javier Marmolejo Para peneliti di Universitas Gothenburg telah mengamati penyerapan satu elektron oleh tetesan melayang dengan amplitudo...

Perlindungan probiotik? Bakteri Usus Ditemukan Melindungi Usus Terhadap Virus COVID-19

Para peneliti dari Universitas Yonsei di Korea Selatan telah menemukan bahwa bakteri tertentu yang hidup di usus manusia mengeluarkan obat yang menghambat SARS-CoV-2. ...

Menggali sejarah populasi Neanderthal menggunakan DNA nuklir purba dari sedimen gua

Galeri patung gua di Spanyol utara. Penulis: Javier Trueba - film sains Madrid DNA mitokondria manusia purba telah diekstraksi dari deposit gua, tetapi nilainya...

Sakelar Semikonduktor Berpanduan Laser untuk Komunikasi Generasi Selanjutnya

Insinyur Laboratorium Nasional Lawrence Livermore telah menemukan jenis baru sakelar semikonduktor yang digerakkan oleh laser yang secara teoritis dapat mencapai kecepatan lebih tinggi pada...

Newsletter

Subscribe to stay updated.