Pelapukan dan penimbunan batuan di lautan bisa memicu zaman es di bumi – Dunia Fisika

Pelapukan dan penimbunan batuan di lautan bisa memicu zaman es di bumi – Dunia Fisika

Stempel Waktu: 1 Februari 2024 8:00

Gambar hitam putih menunjukkan lipatan mikroskopis pada smektit
Ahli geologi MIT telah menemukan bahwa aktivitas tektonik menimbulkan smektit, sejenis tanah liat yang dapat menyerap sejumlah besar karbon organik dalam lipatan mikroskopisnya (ditunjukkan di sini), selama jutaan tahun. (Sumber: Anthony Priestas, Universitas Boston)

Ahli geologi di Massachusetts Institute of Technology (MIT) di Amerika telah menemukan hubungan antara dua teori penting mengenai sejarah iklim jangka panjang bumi. Yang pertama adalah paparan batuan yang mengalami pelapukan cepat yang disebut ofiolit berkorelasi dengan semakin dinginnya iklim. Kedua, ketika gunung-gunung terkikis ke laut, karbon terkubur di bawah air. Kedua fenomena tersebut dapat menyebabkan pendinginan dalam skala besar, dan temuan tim MIT menunjukkan bahwa kombinasi tersebut tidak hanya memicu empat zaman es besar dalam sejarah Bumi, namun juga terus mendinginkan planet saat ini, memberikan penyangga terhadap pemanasan iklim – meskipun hanya dalam skala waktu jutaan tahun.

Ofiolit adalah pecahan kerak samudera bumi yang terangkat ke permukaan seiring waktu oleh lempeng tektonik. Setelah terpapar ke atmosfer, pecahan-pecahan ini berubah menjadi batuan yang disebut smektit yang akhirnya mengendap kembali di dasar laut. Di sana, mereka membuat perangkap karbon yang sangat baik berkat strukturnya yang berlapis dan terlipat. Selama rentang waktu geologis, batuan ini memiliki efek pendinginan global, dan para peneliti dipimpin olehnya Oliver Jagoutz dari Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer dan Planet MIT mengatakan mereka mungkin telah membantu penyebaran gletser di permukaan planet ini pada era Palaeozoikum 541-252 juta tahun yang lalu.

Lembaran tanah liat mengembang dan terpisah

Untuk mendukung dugaan ini, tim menganalisis sejarah geokimia dan isotop karbon dari serpih smektit dan batu kapur. “Struktur smektit sebagian besar terbentuk ketika mineral rendah aluminium (piroksen dan olivin) kehilangan kationnya karena air hujan dan air tanah,” jelas anggota tim. Yosua Murray. “Mineral yang terbentuk memiliki muatan lapisan yang lemah (mineral lempung terlihat seperti lembaran datar panjang yang berinteraksi melalui gaya elektrostatis). Muatan lapisan yang lemah berarti lapisan tanah liat mengembang dan terpisah, sehingga memperlihatkan lebih banyak luas permukaan tempat karbon organik dapat mengikat.”

Para peneliti mempelajari pembentukan lempung smektit karena dua alasan. Pertama, mereka tidak memahami mengapa karbon sebagian besar mengendap dari laut dalam bentuk kalsium karbonat, meskipun pelapukan baru-baru ini banyak terjadi pada ofiolit kaya magnesium yang berlokasi di daerah tropis. “Ada beberapa teori mengapa hal ini terjadi, namun nasib magnesium dan kaitannya dengan pendinginan masih belum banyak diketahui,” kata Murray.

Kedua, mereka membaca literatur tentang tanah liat smektit yang secara geologis terangkut ke pulau Luzon, yang sekarang menjadi bagian dari Filipina. Terletak di Laut Cina Selatan, Luzon adalah gunung berapi, dan menghasilkan banyak smektit yang kaya magnesium, atau mafik. Sebaliknya, Pulau Taiwan di dekatnya, sebagian besar terbuat dari batuan metamorf dan sedimen tua, serta menghasilkan mineral tanah liat lainnya. “Kami mulai menghubungkan titik-titik dan menghubungkan batuan ofiolitik mafik ini dengan penguburan organik di masa lalu,” jelas Murray.

Mineralogi tanah liat dan iklim

Menghubungkan peristiwa tektonik dengan mineralogi tanah liat dan iklim bisa menjadi jalan yang menjanjikan untuk penelitian di masa depan, katanya Dunia Fisika. “Penimbunan bahan organik melepaskan oksigen ke atmosfer, jadi ada baiknya melihat beberapa peristiwa iklim besar dalam sejarah bumi, dengan memperhatikan mineralogi sedimen yang diendapkan, khususnya selama apa yang disebut oksidasi besar. peristiwa dan 'Bumi bola salju',” katanya.

Hasilnya bahkan bisa berdampak pada pemahaman kita tentang iklim di awal Mars, karena sebagian besar permukaan Mars juga tertutup smektit. “Kami secara aktif memikirkan tentang [bagaimana] tanah liat dengan luas permukaan tinggi ini berinteraksi di masa lalu,” kata Murray.

Di Bumi, temuan ini adalah yang pertama menunjukkan bahwa lempeng tektonik dapat memicu zaman es melalui produksi smektit yang memerangkap karbon, tambahnya. “Saat ini, ofiolit ini tersebar dari Papua Nugini hingga ke India bagian utara, Iran, Turki, Yunani, dan Italia,” kata Murray. “Kami ingin menganalisis sedimen yang keluar dari pegunungan di wilayah ini dan menilai hubungan antara jenis batuan, mineralogi tanah liat, dan siklus karbon bumi.”

Studi ini dirinci dalam Nature Geoscience.

Stempel Waktu:

Lebih dari Dunia Fisika