Kapan Pergerakan Lempeng Tektonik Dimulai?

Permukaan Bumi ditutupi oleh lempeng-lempeng kaku yang bergerak, saling bertabrakan dan menukik ke bagian dalam planet. Namun kapan proses ini dimulai?

Pergerakan lempeng tektonik adalah salah satu dari banyak hal unik tentang Bumi. Tidak seperti planet lain yang diketahui di alam semesta, permukaan Bumi terdiri dari lempengan-lempengan kaku yang bergeser, saling bertabrakan, dan menukik ke bagian dalam planet.

Teori lempeng tektonik menyatakan litosfer Bumi terdiri dari sejumlah lempeng tektonik besar yang bergerak perlahan. Model ini dibangun berdasarkan konsep pergeseran benua, sebuah gagasan yang dikembangkan selama dekade pertama abad ke-20.

Pergeseran lempeng tektonik terjadi sangat lambat, biasanya hanya beberapa sentimeter per tahun. Dampak dari pergerakan lempeng itu adalah terjadinya gempa bumi di mana-mana yang terjadi setiap hari.

Namun kapan permukaan Bumi terpecah menjadi lempeng tektonik? Dan kapan lempengan-lempengan itu mulai bergerak? Ini adalah pertanyaan penting karena lempeng tektonik tampaknya memicu evolusi dan kompleksitas kehidupan.

Anehnya, sejauh ini para ahli geologi tidak memiliki jawaban yang tepat mengenai kapan lempeng tektonik muncul. Perkiraannya berkisar antara 700 juta tahun yang lalu hingga sebelum 4 miliar tahun yang lalu, ketika Bumi masih dalam masa pertumbuhan.

“Bukti tertua yang jelas mengenai lempeng tektonik modern berasal dari Neoproterozoikum (1 miliar hingga 541 juta tahun yang lalu),” kata Robert Stern, ahli geosains di Universitas Texas, Dallas, kepada Live Science.

Saat itulah catatan geologi mengungkapkan banyak ofiolit potongan kerak samudera yang terdorong ke benua dan sekis biru, yaitu batuan metamorf yang terbentuk di zona subduksi, atau area tempat lempeng bertabrakan dan menukik ke bagian dalam planet.

Subduksi sendiri merupakan salah satu ciri dari lempeng tektonik. Oleh karenanya batuan yang tersebar luas ini menunjukkan dengan pasti bahwa lempeng-lempeng tersebut bertabrakan dan meluncur di bawah satu sama lain.

Namun banyak ahli geologi menganggap pandangan Stern terlalu konservatif. Para kritikus sepakat bahwa batuan yang mengindikasikan lempeng tektonik tersebar luas untuk pertama kalinya pada 700 miliar hingga 900 juta tahun yang lalu. Namun batu-batuan ini mungkin sudah ada lebih awal dan raib ditelan oleh waktu, kata mereka.

“Misalnya, anak benua India bertabrakan dengan Asia bagian selatan sekitar 55 juta tahun yang lalu, dan banyak dari batuan tersebut telah terkikis,” kata Mark Harrison, profesor ahli geosains emeritus di University of California Los Angeles (UCLA). “Tumbukan antara Tibet-India hingga kini bahkan belum berakhir,” imbuh dia.

Jika bukti tektonik menghilang bahkan ketika terjadi tumbukan antar lempeng, apa harapan untuk menemukan batuan yang sama dari masa lalu yang jauh lebih jauh? Stern menyatakan bahwa ada bukti episode kecil subduksi 1,8 miliar tahun yang lalu yang tidak terlalu berpengaruh, memperkuat pandangannya bahwa jika terdapat lempeng tektonik secara konsisten sebelum sekitar 800 juta tahun yang lalu, maka hal tersebut akan lebih jelas terlihat pada rekaman batuan.

Sedangkan ilmuwan lain melihat perubahan ini sebagai bukti bahwa lempeng tektonik sudah berjalan dengan baik pada saat itu. Banyak peneliti memperkirakan peralihan ke lempeng tektonik jauh lebih awal.

Belum Ada Konsensus

Ada banyak tanda-tanda semacam pergeseran geologi selama Eon Arkean (4 miliar hingga 2,5 miliar tahun yang lalu), dengan perkiraan waktu tepatnya berkisar antara 2,5 miliar hingga 3,8 miliar tahun yang lalu. Misalnya, setidaknya satu ofiolit yang diawetkan saat ini berasal dari 2,5 miliar tahun yang lalu.

Bukti lain ada pada sifat kimia kerak Bumi. Jika kerak bumi merupakan batuan vulkanik baru, kandungan kimianya akan terlihat seperti mantel asal mulanya. Jika dilebur kembali dan didaur ulang oleh lempeng tektonik, sifat kimianya akan bergeser.

“Sebuah studi berpengaruh pada tahun 2012 menemukan bahwa lebih banyak kerak Bumi mulai didaur ulang sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Hal ini dapat menandai peralihan ke penghancuran subduksi dan pengerjaan ulang kerak Bumi,” ungkap rekan penulis studi Chris Hawkesworth, seorang profesor geosains emeritus di Universitas St Andrews di Inggris.

Penelitian tentang zirkon mineral yang bertahan bahkan ketika batuan di sekitarnya mencair dan terbentuk kembali menunjukkan bahwa kerak Bumi bergeser lebih awal, sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu.

“Kita mulai melihat struktur zirkon yang mulai terlihat semakin mirip dengan apa yang kita lihat di zona subduksi saat ini,” kata penulis studi Nadja Drabon, ilmuwan bumi dan planet di Universitas Harvard, kepada Live Science. Kerak juga berumur lebih pendek pada waktu itu, yang sekali lagi menunjukkan adanya proses daur ulang subduksi.

Namun apakah transisi ini mencerminkan lempeng tektonik yang sebenarnya? Penelitian zirkon yang diterbitkan pada tahun 2023, yang menyelidiki kondisi medan magnet di Bumi ketika mineral-mineral tersebut terbentuk, menunjukkan bahwa butiran-butiran ini kurang lebih tetap berada di tempat pembentukannya hingga 3,4 miliar tahun yang lalu. Hal ini mengisyaratkan bahwa daratan belum bergerak hingga saat itu.

“Ada kemungkinan bahwa aspek-aspek lempeng tektonik yang berbeda muncul pada waktu yang berbeda,” ujar Drabon. “Mungkin subduksi dimulai 3,8 miliar tahun yang lalu, namun butuh waktu bagi benua untuk mulai bergerak mengelilingi Bumi,” tutur dia.

Gagasan yang lebih baru dan lebih kontroversial menunjukkan bahwa Bumi mengembangkan lempeng tektonik di Hadean (4,5 miliar hingga 4 miliar tahun lalu). Gagasan ini muncul dari semakin banyaknya bukti bahwa Bumi yang baru lahir adalah tempat yang tampak sangat modern dengan lautan dan benua kesimpulan yang diambil dari penelitian zirkon dan kimia batuan tertua yang masih ada di Bumi.hay/I-1