Dinosaurus Musnah oleh Asteroid dari Luar Jupiter

Bukti baru menunjukkan bahwa asteroid berkarbon dari tata surya bagian luar adalah penyebab kepunahan massal terakhir Bumi. Benda ini mengandung semacam karbon atau senyawa kaya akan karbon dan organik.

Sebuah asteroid seukuran gunung jatuh dari langit dengan kecepatan kilometer per detik, menghantam laut dangkal di lepas pantai yang sekarang menjadi bagian Meksiko dari Semenanjung Yucatán. Hantaman itu melepaskan energi setara dengan 100 juta bom nuklir.

Dampak dari jatuhnya asteroid itu membuat cekungan selebar 200 kilometer dengan kedalaman mencapai 20 kilometer di kerak Bumi. Selain itu mengakibatkan gempa bumi, tsunami, dan badai api yang dahsyat.

Suhu global anjlok dan rantai makanan runtuh saat gumpalan jelaga dan batu yang menguap menutupi Matahari. Semua ini menyebabkan lebih dari separuh spesies yang masih ada saat itu termasuk dinosaurus menuju kepunahan.

Para penyintas yang tersebar yang bangkit dari abu termasuk nenek moyang mamalia, yang menyiapkan panggung bagi era kehidupan baru di Bumi. Bencana planet ini tetap diselimuti misteri hingga salah satu fisikawan bernama Walter Alvarez menyusun garis besarnya pada tahun 1970-an dan 1980-an.

Alvarez dan rekan-rekannya menemukan lapisan puing yang terbentuk di bebatuan berusia 66 juta tahun di seluruh dunia yang secara aneh diperkaya dengan unsur-unsur seperti iridium yang sangat langka di kerak Bumi tetapi berlimpah di asteroid dan komet.

Mereka akhirnya menghubungkan asal lapisan tersebut dengan dampak yang membunuh dinosaurus dan bekas lubang raksasa yang sekarang terendam yaitu sebuah situs bernama Chicxulub yang dijuluki Alvarez dan teman-temannya sebagai "Kawah Malapetaka".

Namun selama beberapa dekade, para ilmuwan telah memperdebatkan detail yang lebih rinci terkait beberapa hal seperti apakah penumbuk itu adalah asteroid, bukan komet, dan jika ya, jenis apa dan dari mana asalnya di luar angkasa yang luas itu? Dan mungkinkah iridium yang menjadi pertanda dan kepunahan massal global sama-sama terjadi secara alami, yang muncul bukan dari dampaknya melainkan dari letusan gunung berapi besar yang memuntahkan magma yang mengandung unsur langka dari reservoir di mantel Bumi?

Sebuah studi yang diterbitkan di Science pada tanggal 15 Agustus kini menawarkan jawaban yang paling pasti. Studi memetakan asal-usul mendalam peristiwa penting ini melalui pengukuran yang sangat tepat terhadap isotop rutenium yang ditemukan di puing-puingnya.

Penelitian tersebut secara meyakinkan menunjukkan bahwa, seperti iridium dan unsur langka lainnya di lapisan Alvarez, rutenium ini tidak berasal dari vulkanisme melainkan berasal dari sumber yang jelas-jelas dari luar Bumi.

Variasi kecil dalam kelimpahan antara isotop-isotop tersebut secara kuat menunjukkan bahwa penumbuk yang menghasilkan kawah Chicxulub yang mengirimkannya bukanlah sebuah komet atau batu angkasa raksasa biasa, namun asteroid yang secara mencolok mengandung karbon, atau senyawa kaya akan karbon dan organik.

"Saya merasa hasil ini sangat meyakinkan," kata Steve Desch, seorang astrofisikawan di Arizona State University, yang tidak terlibat dalam penelitian ini, seperti dikutip oleh Scientific American. "Hasil ini sangat cocok dengan banyak bukti lain," tegas dia.

Bukti tersebut mencakup pengukuran awal isotop dan mineral lain di lapisan Alvarez, serta studi geokimia dari beberapa pecahan murni dari penumbuk yang hancur yang berhasil ditemukan oleh para ilmuwan dalam keadaan utuh dari sedimen dan fosil purba.

"Secara keseluruhan, bukti yang tersedia menunjukkan bahwa penumbuk itu mungkin bukan komet. Namun, kepastian mutlak akan membutuhkan studi isotop yang lebih rinci dari sejumlah besar material komet murni yang belum diperoleh para peneliti," kata Desch,

"Penafsiran makalah baru ini bukanlah hal baru," kata ahli geokimia Richard J Walker dari University of Maryland, yang tidak berafiliasi dengan penelitian ini, terutama merujuk pada studi tahun 1998 yang mencapai kesimpulan serupa berdasarkan analisis isotop kromium. "Namun, penelitian ini memberi kepastian yang jauh lebih kuat bahwa penumbuk Chicxulub adalah asteroid karbon," imbuh dia.

Asteroid semacam itu relatif jarang. Diperkirakan terbentuk di tata surya bagian luar letaknya di luar Jupiter sebelum dunia sendiri menyatu. Benda tersebut baru mencapai sabuk asteroid tata surya bagian dalam setelah terlempar ke sana secara massal oleh interaksi orbital di antara planet-planet raksasa lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu, hanya beberapa juta tahun setelah Matahari mulai bersinar.

Menurut para ilmuwan, impor massal bahan organik dari tata surya bagian luar yang dingin itu mungkin telah menyediakan Bumi yang baru lahir dengan bahan penyusun kimia penting bagi biologi, serta sebagian besar air yang sekarang mengisi lautannya.

Dalam pengertian yang agung dan hampir puitis, kehancuran dinosaurus dan munculnya mamalia terjadi ribuan tahun yang lalu oleh proses yang sama yang membantu memulai kehidupan di planet Bumi sejak awal.

"Dampak ini benar-benar mengubah gambaran planet kita dan menyebabkan munculnya kehidupan mamalia," kata penulis utama studi baru Mario Fischer-Gödde, seorang ahli geokimia di Universitas Cologne di Jerman.

"Dan ini merupakan kelanjutan dari serangkaian peristiwa yang dimulai pada hari-hari awal tata surya sehingga, lebih dari empat miliar tahun kemudian, hingga Anda dan saya dapat duduk di sini dan berdiskusi tentang hal ini," imbuh dia.

Isotop Unsur Rutenium

Salah satu unsur yang ditemukan di puing-puing dalam asteroid yang menabrak Bumi di Semenanjung Yucatán, Meksiko, yang disebut dengan kawah Chicxulub adalah ruthenium. Seperti iridium dan unsur langka lainnya di lapisan Alvarez, rutenium ini tidak berasal dari vulkanisme melainkan berasal dari sumber yang jelas-jelas dari luar Bumi.

"Pada dasarnya kita dapat berasumsi bahwa 100 persen rutenium yang ditemukan di lapisan batas global berasal dari penumbuk itu sendiri," terang penulis utama studi baru Mario Fischer-Gödde, seorang ahli geokimia di Universitas Cologne di Jerman, tentang peristiwa Chicxulub.

"Rutenium sendiri sangat berguna, karena menawarkan lebih banyak isotop untuk diteliti daripada kebanyakan kerabatnya dalam golongan platina," ujarnya dia dikutip dari Scientific American.

Pada gilirannya, isotop-isotop ini dikaitkan dengan rute produksi astrofisika yang berbeda beberapa. Misalnya, terbentuk dengan cepat melalui ledakan supernova bintang-bintang masif berumur pendek sementara yang lain berkumpul lebih bertahap di bagian dalam bintang-bintang berukuran sedang yang mendidih perlahan.

Untuk penelitian mereka, Fischer-Gödde dan rekan-rekannya menguji tujuh isotop rutenium secara keseluruhan menggunakan teknik canggih yang disebut spektrometri massa plasma induktif multikolektor. Mereka mengambil sampel dari lapisan penghancur dinosaurus yang terkenal di tiga lokasi berbeda di seluruh dunia, serta dari dua meteorit karbon dan lima kawah lain dari berbagai dampak yang terjadi selama setengah miliar tahun terakhir.

"Dengan mengukur ketujuh isotop rutenium dan memeriksa apakah rasionya cocok dengan pola yang diharapkan dari proses astrofisika, kami dapat membedakan dan mengesampingkan efek terestrial," kata Fischer-Gödde.

Rasio rutenium dari dampak paling kuno menunjukkan penumbuk karbon juga sebuah temuan yang konsisten dengan banyak bukti lain bahwa Bumi dibombardir dengan material dari tata surya luar selama sekitar satu miliar tahun pertama sejarahnya.

Hal ini, menurut sebagian besar ahli, muncul dari ketidakstabilan dinamis aneh yang mengatur ulang orbit planet-planet raksasa tak lama setelah tata surya terbentuk, mengirimkan hujan penumbuk ke arah Matahari.

Pekerjaan di masa mendatang, kata Fischer-Gödde dan yang lainnya, dapat melibatkan studi rutenium dan isotop tambahan dari berbagai sumber termasuk komet dan kawah Bulan untuk lebih memperjelas peristiwa tumbukan utama dalam sejarah panjang Bumi dan untuk menentukan subtipe asteroid karbon yang bertanggung jawab atas kepunahan dinosaurus. hay/I-1