Lingkungan kuno Australia – yang didokumentasikan dalam lagu-lagu Aborigin selama ribuan tahun – kini menyimpan rahasia yang lebih dalam melalui sumber yang tidak terduga: sinar kosmik yang terperangkap dalam kristal mineral. Sebuah studi baru, yang diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences, menunjukkan bagaimana “jam kosmik” ini dapat mengungkap evolusi lanskap, mulai dari sistem sungai dan garis pantai hingga pembentukan deposit mineral berharga.
Waktu Dalam dan Permukaan Bumi yang Selalu Berubah
Permukaan bumi merupakan medan pertempuran antara erosi dan pengangkatan. Gunung-gunung menjulang, lalu runtuh; garis pantai maju, lalu mundur. Memahami bagaimana proses-proses ini berlangsung selama jutaan atau miliaran tahun sangat penting untuk memprediksi bagaimana lanskap akan merespons perubahan di masa depan, seperti perubahan iklim atau fluktuasi permukaan laut. Mengukur secara langsung evolusi bentang alam purbakala masih sulit dilakukan — hingga saat ini.
Para peneliti menemukan sampel dari garis pantai yang terkubur di sepanjang Dataran Nullarbor Australia, dan mengungkap sejarah yang dramatis. Daerah ini dulunya merupakan dasar laut, yang kemudian menjadi rumah bagi kanguru pohon raksasa dan singa berkantung, dan kini menjadi salah satu tempat paling datar dan paling kering di Bumi. Pantai-pantai kuno ini mengandung zirkon konsentrasi tinggi, mineral yang bertindak sebagai kapsul waktu yang sangat stabil.
Sidik Jari Kosmik: Cara Kerjanya
Bumi terus-menerus dibombardir oleh sinar kosmik – partikel berenergi tinggi dari bintang yang meledak. Ketika sinar ini bertabrakan dengan atom dalam mineral di dekat permukaan, “ledakan” mikroskopis menciptakan unsur baru yang disebut nuklida kosmogenik. Mengukur nuklida ini telah lama digunakan untuk memperkirakan perubahan lanskap, namun banyak yang membusuk terlalu cepat untuk garis waktu kuno.
Penelitian ini memanfaatkan kripton kosmogenik yang disimpan di dalam kristal zirkon. Krypton tidak membusuk, menyimpan informasi selama ratusan juta tahun. Dengan menguapkan ribuan butiran zirkon dengan laser dan mengukur kripton yang dilepaskan, para ilmuwan menentukan berapa lama setiap kristal terekspos di permukaan sebelum terkubur. Semakin banyak kripton, semakin lama paparannya.
Masa Lalu Australia yang Sangat Stabil
Sekitar 40 juta tahun yang lalu, Australia bagian selatan hangat, basah, dan berhutan. Namun, erosi bentang alam berlangsung sangat lambat – kurang dari satu meter per juta tahun. Kecepatan ini lebih lambat dibandingkan di wilayah pegunungan yang dinamis, namun sebanding dengan lingkungan paling stabil di bumi saat ini, seperti Gurun Atacama atau Antartika.
Studi ini juga melacak pergerakan pasir pantai yang kaya zirkon: sebuah proses yang sangat lambat yang memakan waktu sekitar 1,6 juta tahun mulai dari erosi hingga penguburan. Gerakan lambat ini secara alami menyaring mineral yang kurang tahan lama, memusatkan zirkon yang tangguh. Hasilnya? Deposit bernilai ekonomi yang kini dimasukkan ke dalam keramik sehari-hari.
Masa Depan Penelitian Lanskap
“Jam kosmik” ini menawarkan cara baru untuk memahami sejarah permukaan bumi. Hal ini menjelaskan kekayaan mineral di sepanjang Dataran Nullarbor, termasuk tambang Jacinth-Ambrosia, yang memasok sekitar 25% pasar zirkon global. Dengan membaca sidik jari sinar kosmik di zirkon, para peneliti telah membuka kunci alat geologi untuk mengukur proses kuno.
Teknik ini dapat disempurnakan dengan mempelajari lanskap modern dengan proses permukaan yang diukur secara independen, namun potensinya sangat besar. Hal ini dapat diterapkan pada periode sejarah Bumi ratusan juta tahun yang lalu, yang berpotensi mengungkap bagaimana munculnya tanaman darat mengubah permukaan dan atmosfer planet.
Bentang alam bumi menyimpan kenangan dalam mineral yang dibentuk oleh sinar kosmik. Dengan belajar membaca “jam kosmik” ini, kita memperoleh pemahaman baru tentang masa lalu – dan cetak biru perubahan yang mungkin terjadi di masa depan.
