Jakarta –
Mantel Bumi terbelah oleh Cincin Api Pasifik, perpecahan kuno yang mencerminkan penciptaan dan penghancuran superbenua Pangaea, demikian menurut studi terbaru.
Salah satu bagian ini berisi sebagian besar daratan Bumi. Disebut domain Afrika, wilayah ini membentang dari pantai timur Asia dan Australia melintasi Eropa, Afrika, dan Atlantik hingga pantai barat Amerika Utara.
Bagian lainnya, domain Pasifik, meliputi Samudra Pasifik. Di bawah domain Afrika, mantel Bumi penuh dengan banyak unsur dan variasinya (disebut isotop), dengan keanekaragaman yang jauh lebih banyak daripada domain Pasifik.
“Hal ini mencerminkan dua siklus superbenua terakhir selama sekitar satu miliar tahun terakhir,” kata rekan penulis studi Luc Doucet, peneliti senior di bidang ilmu Bumi dan planet di University of Curtin di Australia, dikutip dari Live Science.
Dalam kurun waktu tersebut, terdapat dua superbenua: pertama, Rodinia, yang terbentuk sekitar 1,2 miliar tahun lalu dan terpecah sekitar 750 juta tahun lalu, dan Pangaea, yang terbentuk sekitar 335 juta tahun lalu dan terpecah sekitar 200 juta tahun lalu.
“Apa yang kita amati saat ini pada dasarnya adalah apa yang terjadi selama transisi dari Rodinia ke Pangea dan kemudian terpecahnya Pangea,” kata Doucet.
Benua-benua super ini bersatu di atas wilayah yang sekarang menjadi wilayah Afrika. Saat samudra-samudra menutup di antara mereka, kerak samudra bergeser di bawah benua-benua, sebuah proses yang dikenal sebagai subduksi, terkadang menyeret batuan benua ke bawah bersamanya. Hal ini menarik unsur-unsur dan isotop dari kerak benua ke dalam mantel di bawah superbenua yang sedang berkembang.
Sabuk pengangkut geologi ini berlanjut dalam bentuk yang sedikit berbeda setelah benua-benua super terbentuk. Kerak samudra di tepi Rodinia, dan kemudian Pangaea, tersubduksi di bawah kerak benua, yang kembali mengikis sebagian batuan benua saat lempeng tektonik saling bergesekan.
“Hal ini menciptakan efek corong, memusatkan segala sesuatu di bawah superbenua,” katanya.
Bahkan setelah Pangaea pecah, tanda-tanda ini tetap ada di mantel dalam dan dangkal. Dalam tindak lanjut penelitian tahun 2020 tentang magma dari mantel dalam, Doucet dan Zheng-Xiang Li, seorang profesor emeritus di Curtin University, berfokus pada magma mantel dangkal dalam studi baru tersebut.
Mereka memeriksa kimia dari 3.983 sampel dari punggungan tengah samudra, tempat lempeng tektonik menyebar dan magma dari mantel dangkal merembes dan mengeras menjadi batuan vulkanik, atau basal.
Para peneliti kemudian menggunakan pembelajaran mesin (machine learning) untuk membandingkan komposisi unsur dan isotop basal dari seluruh dunia dan dari periode waktu yang sama. Seperti pada magma dari sumber mantel dalam, mereka menemukan bahwa mantel dangkal terbagi menjadi wilayah Afrika dan Pasifik.
Temuan tersebut menjelaskan lebih lanjut tentang proses yang menghubungkan mantel dan permukaan. Mengapa superbenua terpecah belum sepenuhnya dipahami, tetapi diperkirakan melibatkan material mantel panas yang naik dari daerah mantel dalam yang disebut large low-shear velocity provinces (LLSVPs), atau ‘gumpalan’ mantel. Ada dua gumpalan: satu di bawah wilayah Pasifik dan satu di bawah wilayah Afrika.
“Komposisi domain mantel mencerminkan apa yang terjadi di permukaan, tetapi juga apa yang terjadi di kedalaman yang sangat dalam,” kata Doucet.
Memahami proses ini dapat membantu ahli geosains menentukan di mana material mantel yang berguna mungkin terkonsentrasi, khususnya unsur-unsur tanah jarang yang merupakan unsur-unsur logam yang diperlukan untuk sebagian besar teknologi yang kita gunakan setiap hari.
Proses tektonik lempeng juga bertanggung jawab atas siklus unsur-unsur yang penting bagi kehidupan, seperti karbon dan seng, dari dalam Bumi hingga ke permukaan, yang menunjukkan bahwa planet yang aktif penting untuk mengembangkan dan mempertahankan kehidupan.
“Bumi adalah satu-satunya planet dengan lempeng tektonik yang kita ketahui sejauh ini, dan kami ingin memahami bagaimana keseluruhan sistem ini bekerja dan mengapa sistem ini begitu unik,” kata Doucet.
(rns/rns)
