Gambar 'Marmer Biru' Bumi diambil dari instrumen VIIRS di atas satelit pemerhatian Bumi NASA - Suomi NPP - pada 4 Januari 2012.
(Imej: NASA / NOAA / GSFC / Suomi NPP / VIIRS / Norman Kuring)
Planet Bumi tidak mempunyai sijil kelahiran untuk mencatat pembentukannya, yang bermaksud para saintis menghabiskan beratus-ratus tahun berjuang untuk menentukan usia planet ini. Jadi, berapa umur Bumi?
Dengan menjumpai batu-batu di kerak bumi yang selalu berubah, serta batu-batu di jiran Bumi, seperti bulan dan meteorit yang mengunjungi, para saintis telah mengira bahawa Bumi berusia 4.54 bilion tahun, dengan rentang kesalahan 50 juta tahun.
Berapa umur batu anda?
Para saintis telah melakukan beberapa percubaan untuk menjayakan planet ini sejak 400 tahun yang lalu. Mereka telah berusaha untuk meramalkan usia berdasarkan perubahan permukaan laut, waktu yang diperlukan Bumi atau matahari untuk menyejukkan hingga suhu sekarang, dan kemasinan laut. Ketika teknologi temu janji berkembang, kaedah ini terbukti tidak boleh dipercayai; sebagai contoh, kenaikan dan kejatuhan lautan terbukti menjadi proses yang selalu berubah daripada proses yang menurun secara beransur-ansur.
Dan dalam usaha lain untuk mengira usia planet ini, para saintis beralih ke batu yang menutupi permukaannya. Tetapi, kerana tektonik plat sentiasa berubah dan mengubah kerak bumi, batu-batu pertama telah lama dikitar semula, dicairkan dan dibentuk semula menjadi singkapan baru.
Para saintis juga mesti memerangi masalah yang disebut Great Unconformity, di mana lapisan batuan sedimen nampaknya hilang (di Grand Canyon, misalnya, ada 1.2 miliar tahun batu yang tidak dapat dijumpai). Terdapat banyak penjelasan untuk ketidaksesuaian ini; pada awal tahun 2019, satu kajian menunjukkan bahawa zaman ais global menyebabkan glasier mengisar ke batu, menyebabkannya hancur. Tektonik plat kemudian melemparkan batu yang dihancurkan kembali ke pedalaman Bumi, membuang bukti lama dan mengubahnya menjadi batu baru.
Pada awal abad ke-20, para saintis menyempurnakan proses temu janji radiometrik. Penyelidikan terdahulu menunjukkan bahawa isotop dari beberapa unsur radioaktif merosot ke elemen lain pada kadar yang dapat diramalkan. Dengan memeriksa unsur-unsur yang ada, para saintis dapat mengira kuantiti awal unsur radioaktif, dan dengan demikian berapa lama masa yang diperlukan untuk unsur-unsur tersebut membusuk, memungkinkan mereka menentukan usia batu.
Batu-batu tertua di Bumi yang ditemui setakat ini adalah Acasta Gneiss di Kanada barat laut berhampiran Great Slave Lake, yang berusia 4.03 bilion tahun. Tetapi batu-batu yang berusia lebih dari 3.5 bilion tahun dapat dijumpai di semua benua. Greenland mempunyai batuan supracrustal Isua (3,7 hingga 3,8 miliar tahun), sementara batu di Swaziland adalah 3,4 miliar hingga 3,5 miliar tahun. Sampel di Australia Barat berumur 3.4 bilion hingga 3.6 bilion tahun.
Kumpulan penyelidik di Australia menemui bijirin mineral tertua di Bumi. Kristal silikat zirkonium kecil ini mempunyai usia yang mencapai 4.3 bilion tahun, menjadikannya bahan tertua yang terdapat di Bumi setakat ini. Batu sumber mereka belum dijumpai.
Batu dan zirkon menetapkan had yang lebih rendah pada usia Bumi 4.3 bilion tahun, kerana planet itu sendiri mesti lebih tua daripada apa pun yang ada di permukaannya.
Ketika hidup timbul masih diperdebatkan, terutama kerana beberapa fosil awal dapat muncul sebagai bentuk batuan semula jadi. Beberapa bentuk kehidupan terawal telah dijumpai di Australia Barat, seperti yang diumumkan dalam kajian tahun 2018; para penyelidik menemui filamen kecil dalam batuan berusia 3.4 bilion tahun yang boleh menjadi fosil. Kajian lain menunjukkan bahawa kehidupan bermula lebih awal. Tiub hematit dalam batuan vulkanik di Quebec boleh merangkumi mikroba antara 3.77 hingga 4.29 bilion tahun yang lalu. Para penyelidik yang melihat batu-batu di Greenland barat daya juga melihat struktur seperti kerucut yang dapat mengelilingi koloni mikroba sekitar 3.7 bilion tahun yang lalu.
Berjumpa dengan jiran
Dalam usaha untuk memperbaiki usia Bumi, para saintis mulai melihat ke luar. Bahan yang membentuk sistem suria adalah awan debu dan gas yang mengelilingi matahari muda. Interaksi graviti menyatukan bahan ini ke dalam planet dan bulan pada masa yang sama. Dengan mengkaji badan-badan lain dalam sistem suria, saintis dapat mengetahui lebih banyak mengenai sejarah awal planet ini.
Badan yang paling dekat dengan Bumi, bulan, tidak mengalami proses permukaan semula yang terjadi di seluruh lanskap Bumi. Oleh itu, batu-batu dari sejarah awal bulan masih duduk di permukaan bulan. Sampel yang kembali dari misi Apollo dan Luna menunjukkan usia antara 4.4 bilion hingga 4.5 bilion tahun, membantu mengekang usia Bumi. Bagaimana bulan terbentuk adalah perkara perdebatan; sementara teori dominan menunjukkan objek berukuran Mars jatuh ke Bumi dan serpihan akhirnya bergabung ke bulan, teori-teori lain menunjukkan bahawa bulan terbentuk sebelum Bumi. [Berkaitan: Bagaimana Bumi Dibentuk?]
Sebagai tambahan kepada badan besar sistem suria, para saintis telah mengkaji pelawat berbatu yang lebih kecil yang jatuh ke Bumi. Meteorit muncul dari pelbagai sumber. Sebahagiannya dikeluarkan dari planet lain setelah tumbukan ganas, sementara yang lain adalah sisa-sisa sisa dari sistem suria awal yang tidak pernah cukup besar untuk membentuk badan yang kohesif.
Walaupun tidak ada batu yang sengaja dikembalikan dari Marikh, sampel ada dalam bentuk meteorit yang jatuh ke Bumi sejak dulu, yang memungkinkan para saintis membuat perkiraan mengenai usia batu di Planet Merah. Sebilangan sampel ini telah berumur 4.5 bilion tahun, menyokong pengiraan lain mengenai tarikh pembentukan planet awal.
Lebih daripada 70 meteorit yang jatuh ke Bumi telah dikira usia mereka dengan temu janji radiometrik. Yang tertua ini berumur antara 4.4 bilion hingga 4.5 bilion tahun.
Lima puluh ribu tahun yang lalu, sebuah batu melontar dari angkasa untuk membentuk Kawah Meteor di Arizona. Serpihan asteroid itu telah dikumpulkan dari tepi kawah dan dinamakan Canyon Diablo yang berdekatan. Meteorit Canyon Diablo penting kerana ia mewakili kelas meteorit dengan komponen yang memungkinkan untuk membuat temu janji yang lebih tepat.
Pada tahun 1953, Clair Cameron Patterson, ahli geokimia terkenal di Institut Teknologi California, mengukur nisbah isotop plumbum dalam sampel meteorit yang membuat kekangan ketat pada usia Bumi. Sampel meteorit menunjukkan penyebaran dari 4.53 bilion hingga 4.58 bilion tahun. Para saintis menafsirkan julat ini sebagai masa yang diperlukan untuk sistem suria berkembang, peristiwa bertahap yang berlaku lebih kurang 50 juta tahun.
Dengan menggunakan bukan hanya batu di Bumi tetapi juga maklumat yang dikumpulkan mengenai sistem yang mengelilinginya, para saintis dapat meletakkan usia Bumi pada sekitar 4,54 miliar tahun. Sebagai perbandingan, galaksi Bima Sakti yang mengandungi sistem suria berusia kira-kira 13.2 bilion tahun, sementara alam semesta itu sendiri telah berusia 13.8 bilion tahun.
Bacaan lanjut:
- Cari di mana batu tertua di Amerika Syarikat berada.
- Ketahui lebih lanjut mengenai batu dan mineral tertua di dunia, dari Muzium Sejarah Alam Amerika.
- Baca lebih lanjut mengenai menentukan usia Bumi dari Tinjauan Geologi A.S.
Artikel ini dikemas kini pada 7 Februari 2019, oleh penyumbang Space.com Elizabeth Howell.
