Untuk mempelajari lebih lanjut tentang sejarah kerak bumi, para peneliti mempelajari partikel zirkon yang tertanam dalam granitoid (terlihat di sini di bawah mikroskop) dari Blok Yangtze di barat daya Tiongkok. Kredit: Wei Wang
Informasi dari molekul beku zirkon memberi para peneliti wawasan baru tentang cara kerja bagian dalam bumi.
Sedikit yang diketahui tentang sifat dan evolusi kerak benua bumi sebelum beberapa miliar tahun yang lalu karena kraton, atau petak stabil litosfer yang berumur lebih dari 2–3 miliar tahun, relatif jarang.
Peran Zirkon dalam Sejarah Geologi
Namun, kraton adalah rumah bagi partikel kecil zirkon, yang mengandung berbagai sistem isotop seperti uranium, hafnium, oksigen, atau timbal dan menawarkan salah satu cara untuk melihat miliaran tahun ke masa lalu.
Zirkon detrital, yang ditemukan dalam sedimen yang telah terlapukkan dari batuan, dapat menyimpan lebih banyak catatan sejarah bumi dibandingkan zirkon beku yang terbentuk dari batuan cair atau magma. Namun karena zirkon detrital tidak memiliki informasi petrogenetik tentang batuan sumber asalnya, mereka mungkin menunjukkan usia muda buatan serta isotop hafnium yang salah untuk batuan purba.
Dalam sebuah studi baru, para ilmuwan berfokus pada zirkon beku utuh.
Fluktuasi Isotop Sejarah dan Teori Geologi
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa selama transisi dari era Paleoarchean ke Mesoarchean, sekitar 3 miliar tahun yang lalu, terjadi peningkatan rasio isotop hafnium yang terletak di zirkon detrital dan beku.
Peningkatan ini diperkirakan disebabkan oleh peremajaan kerak, dimana magma yang lebih baru disuntikkan ke batuan kerak yang lebih tua. Ada teori yang luas bahwa peningkatan ini juga menandai transisi dari kerak dan mantel yang tidak bergerak ke periode pergerakan lempeng yang lebih fluktuatif.
Menantang Kepercayaan Geologi Tradisional
Studi baru, yang meneliti zirkon beku dan sifat geokimia lainnya dari batuan granitoid di Blok Yangtze barat daya Tiongkok, sebuah kraton yang berumur lebih dari 3 miliar tahun, menantang teori ini. Para peneliti berpendapat bahwa peremajaan kerak bumi yang terjadi secara global pada era ini disebabkan oleh peningkatan suhu mantel, bukan aktivitas tektonik yang meluas.
Implikasi terhadap Perkembangan Kerak Benua
Data yang diperoleh dari analisis isotop dalam zirkon beku menunjukkan bahwa magma yang lebih muda mengalir ke kerak benua yang ada, menyebabkan batuan mantel mencair dan magma panas menggenang di batas kerak-mantel. Sebagian dari magma yang mencair sebagian ini akan mendingin menjadi granitoid seperti yang ada di Blok Yangtze barat daya. Proses ini mungkin memainkan peran penting dalam pertumbuhan kerak benua dan menawarkan kemungkinan penjelasan baru mengenai asal mula konfigurasi tektonik bumi yang kita kenal sekarang.
Referensi: “Peremajaan Kerak Kontinental di Transisi Paleo-Mesoarchean Akibat Peningkatan Panas Bumi Mantel” oleh Gui-Mei Lu, Yi-Gang Xu, Wei Wang, Christopher J. Spencer, Guangyu Huang dan Nick MW Roberts, 10 April 2024, Surat Penelitian Geofisika.
DOI: 10.1029/2024GL108715
