Hasil Studi Baru Mengungkap dari Mana Oksigen di Bumi Berasal

David Mole, Laurentian University; Adam Charles Simon, University of Michigan, dan Xuyang Meng, University of Michigan

Jumlah oksigen di atmosfer Bumi membuat Bumi menjadi planet yang layak huni.

Dua puluh satu persen atmosfer terdiri dari elemen pemberi kehidupan ini. Namun, di masa lampau - pada era Neoarkhaikum tepatnya 2,8 hingga 2,5 miliar tahun yang lalu - oksigen hampir tidak ada.

Jadi, bagaimana atmosfer Bumi menjadi memiliki oksigen?

Penelitian kami yang diterbitkan di Nature Geoscience, menunjukkan sebuah kemungkinan baru yang menarik: bahwa setidaknya sebagian oksigen awal Bumi berasal dari sumber tektonik melalui pergerakan dan penghancuran kerak Bumi.

Bumi Zaman Arkean

Zaman Arkean mewakili sepertiga sejarah planet kita, dari 2,5 miliar tahun yang lalu hingga 4 miliar tahun yang lalu.

Bumi yang asing ini merupakan sebuah dunia air yang diselimuti lautan hijau, kabut metana, dan sama sekali tidak memiliki kehidupan multi sel. Aspek lain yang asing dari dunia ini adalah sifat aktivitas tektoniknya.

Di era Bumi saat ini, aktivitas tektonik yang dominan disebut lempeng tektonik, di mana kerak samudra - lapisan terluar Bumi di bawah lautan - tenggelam ke dalam mantel Bumi (area antara kerak Bumi dan intinya) pada titik-titik pertemuan yang disebut zona subduksi. Namun, ada perdebatan yang cukup besar mengenai apakah lempeng tektonik beroperasi pada era Arkean.

Salah satu ciri dari zona subduksi modern adalah keterkaitannya dengan magma yang teroksidasi.

Magma ini terbentuk ketika sedimen teroksidasi dan air dasar - air dingin dan padat di dekat dasar laut - dimasukkan ke dalam mantel bumi. Proses ini menghasilkan magma dengan kandungan oksigen dan air yang tinggi.

Penelitian kami bertujuan untuk menguji apakah ketiadaan bahan yang teroksidasi di perairan dan sedimen dasar era Arkean dapat mencegah pembentukan magma yang teroksidasi. Identifikasi magma semacam itu dalam batuan magmatik Neoarkean dapat memberikan bukti bahwa subduksi dan lempeng tektonik terjadi 2,7 miliar tahun yang lalu.

Eksperimen untuk Mencari Asal Oksigen

Kami mengumpulkan sampel batuan granitoid berusia 2750 hingga 2670 juta tahun dari seluruh subprovinsi Abitibi-Wawa di Provinsi Superior - benua Arkean terbesar yang diawetkan yang membentang lebih dari 2.000 km dari Winnipeg, Manitoba ke timur jauh Quebec, Kanada. Hal ini memungkinkan kami untuk menyelidiki tingkat oksidasi magma yang dihasilkan di seluruh era Neoarkean.

Untuk mengukur kondisi oksidasi batuan magmatik ini yang terbentuk melalui pendinginan dan kristalisasi magma atau lava merupakan hal yang menantang. Peristiwa pasca-kristalisasi mungkin telah memodifikasi batuan ini melalui deformasi, penguburan, atau pemanasan di kemudian hari.