Perut bumi mulai aktif bertukar gas dan cairan dengan atmosfer dan hidrosfer secara tak terduga, sekitar 2,5 miliar tahun yang lalu. Ini menunjukkan sifat tidak biasa dari pendinginan planet, kata ahli geologi dalam artikel yang diterbitkan di jurnal Nature.
“Kebanyakan orang tidak menyadari bahwa ada sejumlah besar air, berbagai gas, dan zat volatil lainnya di perut bumi. Proporsi mereka relatif rendah, tetapi ini diimbangi oleh massa mantel yang sangat besar. Karena alasan ini, "pernapasan" planet, pertukaran gas antara litosfer, atmosfer, dan hidrosfer, memainkan peran penting dalam keberadaan dan evolusi kehidupan, "kata Rita Parai dari Universitas Washington di St. Louis (AS).
Lingkaran kehidupan
Menurut ahli geologi, kehidupan ada di Bumi dan tidak ada di Venus karena fakta bahwa perut planet kita tidak diam, tetapi terus-menerus “bermigrasi” antara permukaannya dan lapisan dalam litosfer. Pergerakan benua, perendaman batuan secara bertahap di kedalaman mantel dan "kemunculan" berikutnya membantu Bumi "membuang" kelebihan panas dan menstabilkan iklim.
Proses ini, menurut para ilmuwan, tidak hanya memengaruhi iklim, tetapi juga komposisi atmosfer dan lautan di Bumi. Ketika batuan dari benua tenggelam jauh ke dalam mantel, mereka membawa serta batuan sedimen dalam jumlah besar yang mengandung berbagai gas, air dan volatil lainnya. Mereka kembali ke permukaan bersama dengan letusan gunung berapi, yang seringkali mengubah komposisi udara dan air secara dramatis, dan sangat mempengaruhi kehidupan di Bumi.
Misalnya, baru-baru ini ahli geologi telah menemukan bahwa "permukaan" mantel di sekitar Norilsk modern menyebabkan kejenuhan atmosfer dengan sejumlah besar gas rumah kaca dan "penyemaian" lautan dengan nutrisi yang mempercepat pertumbuhan mikroba. Kedua peristiwa ini, yang terjadi sekitar 255 juta tahun yang lalu, menjadi pemicu Kepunahan Permian, bencana alam paling serius dalam sejarah kehidupan di Bumi.
Paray dan koleganya Sujoy Mukhopadhyay dari Universitas California di Davis (AS) menemukan kapan planet "ringan" seperti itu dimulai dengan mempelajari sampel tertua dari kerak dan mantel bumi.
Video promosi:
Seperti yang dijelaskan oleh para ahli geologi, perut planet mengandung sejumlah kecil gas mulia yang sampai di sana bersamaan dengan "tenggelamnya" kerak bumi, dan timbul dari peluruhan uranium, torium dan unsur radioaktif lainnya.
Mulai terlambat
Mukhopadhyay dan Paray mencatat bahwa fraksi isotop salah satu gas ini, xenon, akan sangat berbeda untuk batuan yang sering bersentuhan dengan air dan atmosfer, serta materi utama Bumi. Misalnya, mantel primer harus mengandung xenon-129 dan xenon-136 dalam jumlah yang relatif besar, dan udara serta batuan olahan harus mengandung xenon-124 dan xenon-128.
Dipandu oleh ide ini, para ilmuwan menganalisis beberapa sampel meteorit, yang komposisinya mirip dengan materi utama Bumi, serta batuan mantel yang meninggalkan interior planet relatif baru-baru ini, dan mencoba menghitung waktu peluncuran "paru-parunya".
Perhitungan ini menunjukkan bahwa xenon "atmosfer" hampir sama sekali tidak ada di interior bumi selama dua miliar tahun pertama kehidupan planet ini. Penemuan semacam itu menjadi kejutan besar bagi para ilmuwan.
Di satu sisi, ini mungkin berarti bahwa proses tektonik dan sirkulasi batuan di litosfer dimulai terlambat secara tak terduga, hanya 2,5 miliar tahun yang lalu. Hal tersebut, menurut Paray, sangat diragukan mengingat bukti geologis yang ada. Di sisi lain, para ilmuwan tidak mengesampingkan kemungkinan bahwa xenon dan gas lain tidak masuk ke dalam mantel dengan alasan bahwa perut bumi pada zaman pertama kehidupannya jauh lebih panas daripada yang kita pikirkan saat ini.
Hal ini menyebabkan fakta bahwa sebagian besar gas meninggalkan batuan kerak bahkan sebelum mereka sempat terjun ke lapisan dalam mantel, yang tidak memungkinkan xenon atmosfer untuk "bercampur" dengan cadangan bawah tanah dari gas ini dan mengubah komposisi isotopnya. Sekitar 2,5-2,4 juta tahun yang lalu, mereka mendingin dengan tajam, penyebabnya masih harus dilihat.
Terlepas dari teori mana yang benar, interpretasi satu dan lainnya dari penemuan ini secara nyata mengubah gagasan kita tentang kemunculan Bumi awal dan kondisi di mana organisme hidup pertama muncul, penulis artikel menyimpulkan.
