Bumi hilang beberapa keraknya, dan kini saintis mempunyai petunjuk baru tentang apa yang harus dipersalahkan: Banyak glasier.
Hampir 720 juta tahun yang lalu, Bumi dipenuhi dengan ais global, era yang dikenali sebagai Snowball Earth. Pengisaran lembaran ais di seluruh dunia mungkin telah menjejaskan antara 1.8 dan 3 batu (3 dan 5 kilometer) kerak ke lautan, penyelidik melaporkan 31 Dis. Di sana, tektonik plat melembabkannya kembali ke lapisan tengah panas bumi, mantel, kitar semula ia menjadi batu baru.
Sekiranya ahli-ahli sains betul, Dunia Bola salji menerangkan ciri geologi yang sangat aneh yang dikenali sebagai Kesalahan Besar. Dilihat di seluruh dunia, ketidakpatuhan ini merujuk kepada lapisan di mana batuan sedimen telah disimpan tepat di atas batu bawah tanah tertua kerak. Rasanya, beratus-ratus juta lapisan sedimen yang hilang di antara ruang bawah tanah yang sedemikian atau metamorf dan batu sedimen tertua yang tertua. Di Grand Canyon, sebagai contoh, batu 1.2 billion tahun yang sukar ditemui hanya hilang.
Misteri galian
C. Brenhin Keller, ahli geokronologi di University of California, Berkeley, tidak cuba untuk menerangkan Kesalahan Besar ketika dia melancarkan penyelidikannya mengenai zirkon, mineral yang sangat sukar dan tahan lama sehingga mereka bertahan lebih lama daripada mana-mana bahagian lain dari kerak di bumi. Zircon tertua adalah 4.4 bilion tahun, hanya 165 juta tahun lebih muda dari planet itu sendiri.
Oleh sebab zirkon boleh bertahan hanya kira-kira apa-apa, mereka memegang rekod kerak Bumi walaupun mereka cair, remix dan dikitar semula dalam mantel untuk membentuk batu baru. Keller dan pasukannya mengumpul data mengenai kira-kira 34,000 zirkon, memfokuskan pada nilai isotop tertentu, atau varian molekul, yang disebut hafnium-176 dan hafnium-177.
Hafnium-176 adalah isotop unsur logam keperakan hafnium yang terbentuk semasa kerosakan radioaktif lutetium, unsur keperakan lain. Lutetium cenderung untuk tinggal di dalam mantel, bukannya dimasukkan ke dalam magma dan menembak ke kerak melalui letusan gunung berapi, Keller memberitahu Live Science. Akibatnya, mantle ini kaya dengan lutetium, dan dengan itu ia juga kaya dengan hafnium-176 yang terbentuk sebagai pelunturan lutetium. Kerak, dalam perbandingan, adalah lebih kaya dalam isotop lain hafnium, hafnium-177. Atas sebab itu, nisbah hafnium-176 hingga hafnium-177 dalam zirkon boleh memberitahu para penyelidik sama ada zirkon terbentuk dari magma yang berasal dari mantel - atau dari magma yang dikitar semula daripada peleburan kerak tua.
Kerak dikitar semula
Banyak kepada kejutan Keller dan rakan-rakannya, nisbah di zirkon mendedahkan bahawa sejumlah besar kerak tua telah dikitar semula dan diperbaik semula untuk membuat zirkon baru, dan semuanya pada satu masa. Ia "sangat dramatik," kata Keller.
"Sekiranya anda ingin melakukan ini pada skala global, anda perlu mendapatkan banyak kerak panas dan mencairkannya ke dalam magma baru," katanya.
Untuk melakukan itu dengan cepat, banyak kerak perlu mencair dengan cepat di kerak bawah, kata Keller, atau ia harus ditolak ke dalam mantel di dasar laut dalam proses yang dipanggil subduksi. Nasib baik, perjalanan melalui air meninggalkan satu set khusus cap jari molekul pada molekul oksigen dalam zirkon, jadi Keller dan pasukannya dapat memeriksa sama ada zirkon (dan batu-batu yang pernah menjadi tuan rumah) telah mengambil pelayaran berair. Ternyata mereka ada.
Satu cerita muncul: Jumlah besar kerak, agak tiba-tiba dipindahkan ke zon subduksi lautan untuk diluncurkan kembali ke dalam mantel. Tetapi jika semua kerak itu bergerak ke lautan, seseorang mungkin sepatutnya melihat hakisan itu, kata Keller.
"Dan sememangnya kita ada - dalam ketidakpatuhan besar," katanya.
Wiped clean
Keller mengakui bahawa ini merupakan tuntutan luar biasa dan akan memerlukan bukti luar biasa. Beliau dan rakan-rakannya mengambil langkah ke arah menyediakan beberapa bukti itu dengan melihat satu lagi penyelidikan, di kawah-kawah impak. Kira-kira 700 juta tahun yang lalu, mereka mendapati, kawah-kawah impak Bumi telah dibersihkan hampir bersih. Hanya dua kawah besar, lembangan Sudbury di Kanada dan kawah Vredefort di Afrika Selatan, mendahului Snowball Earth - dan kawah itu sangat besar, asalnya berukuran 93 batu (150 km) dan 185 batu (300 km) di seluruh. Mereka telah terhakis ke sebahagian kecil daripada saiz asalnya.
Keller dan pasukannya berfikir bahawa glasier Bumi Bola salji menghilangkan semua kawah impak lain, mengikis sedikit di bahagian atas Sudbury dan Vredefort juga. Dengan pengiraan mereka, purata antara 1.8 dan 3 batu tegak (3 dan 5 km) kerak dikikis oleh lembaran ais Snowball Earth lebih 64 juta tahun. Di beberapa tempat, Keller berkata, kerugian itu lebih besar, dan pada yang lain, tiada kerak hilang sama sekali.
Es itu perlu mencukur hanya purata 0.002 inci (0.0625 milimeter) kotoran dan batu dari kerak setiap tahun untuk mencapai prestasi ini, kata Keller. Itulah angin walaupun untuk glasier moden, katanya. Hari ini, kadar hakisan untuk lembapan ais kontinental adalah dari 0.004 hingga 0.19 inci (0.1 hingga 4.8 mm), dengan glasier gunung yang curam bergerak hampir 4 inci (100 mm) batu dan kotoran setiap tahun.
Para saintis telah menimbangkan glasier sebagai penyebab utama ketidakpatuhan besar sebelum ini, tetapi idea itu sebahagian besar telah ditinggalkan, kata Keller. Satu kertas 1973 mengenai idea oleh ahli geologi University of North Carolina, William White gagal mendapatkan sebutan tunggal oleh penyelidik lain. Teori-teori lain termasuk mustahil (pasang surut gergasi yang menyapu tanah itu bersih, tetapi akan memerlukan bulan berbentuk berbilion tahun kemudian daripada yang sebenarnya) dan yang lebih munasabah (kenaikan dan kemunculan yang berlanjutan dari supercontinent besar-besaran).
Ada kemungkinan bahawa kedua-dua angkat dan glasier memainkan peranan dalam membersihkan jarak kerak, kata Keller. Pada tahun 2013, para penyelidik mendapati bahawa batu-batu dari era Bumi Bola Sepak telah menangkap dan menyimpan karbon dioksida dari atmosfera, mungkin kerana peluasan melampau telah membuat batu-batu itu sangat poros. Penangkapan karbondioksida ini dapat mencetuskan penyejukan global, bahagian flip pemanasan global yang berlaku di zaman moden akibat pembakaran bahan api fosil. Penyejukan itu boleh menyebabkan iklim berais global, dan glasier yang dihasilkan kemudian dapat meningkatkan hakisan.
Keller dan pasukannya sedang berusaha untuk mendapatkan dana untuk menguji batu-batu bawah tanah yang mendalam di bawah ketidakpatuhan besar untuk mengetahui apabila mereka diangkat ke permukaan. Membuka masa pemanjangan dan glasiasi, katanya, dapat membantu menjelaskan apa yang mencetuskan Snowball Earth - dan apa yang akhirnya bertanggungjawab terhadap keruntuhan bumi yang hilang.
Nota Editor: Artikel ini dikemaskinikan untuk menunjukkan bulan yang diperlukan untuk membentuk "kemudian" bukan "awal" seperti yang telah dinyatakan, untuk menyokong teori gelombang gergasi untuk menjelaskan lapisan yang hilang.
