Selama beberapa dekade, para ahli geologi telah berjuang untuk menjelaskan paradoks aneh dalam sejarah bumi: glasiasi Sturtian, yang terjadi sekitar 720 juta tahun yang lalu, berlangsung selama 56 juta tahun. Model iklim standar menunjukkan bahwa ketika peristiwa “Bumi Bola Salju” dimulai—saat es menutupi seluruh planet—peristiwa tersebut akan berakhir dengan cepat atau tetap membeku tanpa batas waktu. Durasi puluhan juta tahun bertentangan dengan prediksi ini.
Penelitian baru dari Universitas Harvard menawarkan solusi menarik: Bumi tidak terkunci dalam satu titik beku yang tidak terputus. Sebaliknya, planet ini kemungkinan besar melakukan siklus berulang kali antara kondisi Bumi Bola Salju (beku) dan Bumi Rumah Kaca (bebas es) sepanjang zaman Neoproterozoikum. Osilasi ini membantu menjelaskan tidak hanya garis waktu terjadinya glasiasi tetapi juga bagaimana kehidupan yang kompleks berhasil bertahan dalam ketidakstabilan lingkungan yang ekstrem tersebut.
Siklus Karbon sebagai Termostat
Penelitian yang dipimpin oleh mahasiswa pascasarjana Harvard, Charlotte Minsky dan diterbitkan dalam Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), menggunakan model gabungan antara iklim kuno dan siklus karbon global. Para peneliti mengidentifikasi pemicu geologis tertentu: Provinsi Beku Besar Franklin, wilayah vulkanik besar di Kanada utara.
Berikut cara kerja siklus tersebut, berdasarkan simulasi:
- Pemicunya: Letusan gunung berapi di provinsi Franklin melepaskan sejumlah besar batuan basal segar.
- Pendinginan: Seiring dengan pelapukan (penguraian) basal ini saat terpapar ke atmosfer, ia menyerap sejumlah besar karbon dioksida ($CO_2$). Penurunan gas rumah kaca ini memicu glasiasi global.
- Pencairan: Seiring berjalannya waktu, aktivitas gunung berapi dan proses lainnya perlahan-lahan mengembalikan tingkat $CO_2$ di atmosfer. Ketika efek rumah kaca menguat, es mencair, memperlihatkan permukaan basal baru.
- Pengulangan: Paparan batuan segar menyebabkan pelapukan baru, menarik $CO_2$ kembali turun dan memicu pembekuan lagi.
Lingkaran pembekuan dan pencairan yang berkelanjutan ini secara alami dapat mempertahankan perubahan glasial-interglasial selama puluhan juta tahun, menyelesaikan kesenjangan antara catatan geologi dan model iklim sebelumnya.
Mengapa Ini Penting bagi Sejarah Kehidupan
Implikasi dari penelitian ini melampaui fisika iklim; mereka menyentuh kelangsungan hidup awal kehidupan. Zaman Neoproterozoikum menandai periode sebelum ledakan kehidupan hewan. Jika Bumi tetap berada dalam kondisi Bola Salju permanen, tingkat oksigen di atmosfer mungkin akan turun, sehingga menyulitkan organisme aerobik (yang bergantung pada oksigen) untuk bertahan hidup.
Studi ini menunjukkan bahwa kembalinya suhu secara berkala ke kondisi yang lebih hangat dan bebas es memungkinkan oksigen di atmosfer menjadi stabil. “Pernafasan” dalam siklus iklim ini mungkin telah memberikan stabilitas lingkungan yang diperlukan agar kehidupan dapat bertahan dan pada akhirnya berkembang menjadi bentuk yang lebih kompleks.
“Glasiasi global menjelang awal kehidupan hewan… merupakan salah satu gangguan iklim paling ekstrem dalam sejarah bumi dan kemungkinan besar memberikan pengaruh kuat pada evolusi biologis,” kata para peneliti. “Ini bisa membantu menjelaskan bagaimana kehidupan aerobik bertahan melalui interval yang ekstrim.”
Menyelesaikan Teka-teki Geologi yang Sudah Lama Ada
Model ini selaras dengan beberapa observasi yang sebelumnya membingungkan dalam catatan geologi:
- Pola Sedimen: Lapisan batuan dari zaman ini menunjukkan tanda-tanda pembasahan dan pengeringan berulang kali, yang konsisten dengan siklus pencairan dan pembekuan, bukan lapisan es statis.
- Stabilitas Oksigen: Meskipun terjadi gejolak iklim ekstrem, kadar oksigen tetap relatif stabil, suatu pencapaian yang sulit dijelaskan dalam skenario lapisan es permanen.
- Durasi: Garis waktu glasiasi Sturtian selama 56 juta tahun sangat sesuai dengan perkiraan durasi osilasi yang dipicu oleh siklus karbon ini.
Kesimpulan
Dengan melihat glasiasi Sturtian bukan sebagai peristiwa tunggal namun sebagai siklus dinamis, para ilmuwan telah menjembatani kesenjangan antara pemodelan iklim dan bukti geologi. Pemahaman ini menyoroti keseimbangan siklus karbon bumi dan menggarisbawahi bagaimana mekanisme iklim planet memainkan peran penting dalam membentuk kondisi yang diperlukan bagi munculnya kehidupan yang kompleks.
