Evolusi kehidupan di Bumi adalah salah satu misteri sains terbesar, tetapi kita mungkin telah bergerak selangkah lebih maju dalam memecahkannya, dan dua supermountain purba mungkin telah memainkan peran penting selama dua titik belok biologis kehidupan yang paling penting.
Dalam sebuah studi baru yang diterbitkan bulan ini di jurnal Earth and Planetary Science Letters (terbuka di tab baru)para peneliti dari Universitas Nasional Australia (ANU) membuat kasus bahwa gunung super Nuna dan Transgondwana primordial menyemai mineral penting dan sumber daya atmosfer di permukaan planet yang memulai perkembangan sel eukariotik dan, kemudian, ledakan Kambrium.
Ketika lempeng tektonik di kerak bumi bertabrakan, pegunungan terbentuk saat kerak runtuh seperti kap mobil saat terjadi kecelakaan. Prosesnya mungkin memakan waktu puluhan juta tahun, namun hasil akhirnya adalah beberapa gunung tertinggi di dunia, seperti yang ada di pegunungan Himalaya.
Sekitar 2 miliar tahun yang lalu, pembentukan superbenua Nuna tampaknya menghasilkan pegunungan besar yang disebut supermountain Nuna. Hal yang sama juga terjadi selama pembentukan superbenua Gondwana, sekitar 600 juta tahun lalu, menghasilkan supermountain Transgondwana.
“Tidak ada yang seperti dua supermountain hari ini,” Ziyi Zhu, Ph.D. kandidat di ANU dan penulis utama studi tersebut, mengatakan dalam sebuah pernyataan universitas (terbuka di tab baru). “Bukan hanya tinggi badan mereka – jika Anda dapat membayangkan pegunungan Himalaya sepanjang 2.400 km berulang tiga atau empat kali, Anda dapat membayangkan skalanya.”
Mekanisme pembentukan gunung super
Supermountain ini sudah tidak ada lagi, karena saat terbentuk, proses erosi dari siklus air Bumi dan angin atmosfer perlahan-lahan menggiling supermountain ke bawah. Lalu, bagaimana kita tahu bahwa gunung-gunung ini pernah ada?
Para peneliti menggunakan zirkon dengan kandungan lutetium rendah, mineral yang hanya terbentuk di bawah tekanan besar di akar pegunungan tinggi, sebagai penanda gunung. Penanda ini dapat diidentifikasi dalam catatan geologis dan dapat diberi tanggal, memungkinkan ahli geologi untuk melacak pertumbuhan dan evolusi gunung-gunung besar ini dari waktu ke waktu.
Elemen penting lainnya dalam proses ini adalah sifat lempeng tektonik itu sendiri.
Peredaran batuan semi-cair di mantel bumi yang menggerakkan lempeng tektonik membawa mineral dan unsur-unsur yang ditemukan jauh di dalam Bumi dekat ke permukaan.
Batuan di sepanjang perbatasan dengan kerak bumi ini mendingin dan menjadi bagian dari kerak bumi.
Saat lempeng bertabrakan untuk membentuk gunung, batu ini – biasanya sebanyak 30 mil di bawah permukaan – dapat terdorong ke atas permukaan laut sebagai akar gunung yang paling dalam.
Saat gunung terkikis dari waktu ke waktu, akar interior itu akhirnya terbuka dan terkikis juga, memasukkan mineral yang dikandungnya ke udara dan lautan di permukaan bumi.
Memberi evolusi uluran tangan
Proses yang menyebabkan mineral ini beredar di permukaan mungkin sangat penting untuk pengembangan kehidupan kompleks di Bumi karena sebagian besar oksigen di Bumi tidak ada di atmosfer kita, melainkan terkunci dalam silikat dan oksida di planet ini. mantel.
Dengan membawa batuan yang kaya oksigen itu ke permukaan, kedua gunung super itu mungkin telah membantu menyemai sejumlah besar oksigen ke atmosfer dan lautan, serta memicu peristiwa evolusioner besar dalam prosesnya.
“Kami menyebut contoh pertama Nuna Supermountain,” kata Zhu. “Ini bertepatan dengan kemungkinan munculnya eukariota, organisme yang kemudian memunculkan tumbuhan dan hewan.
“Yang kedua, dikenal sebagai Transgondwana Supermountain, bertepatan dengan kemunculan hewan besar pertama 575 juta tahun lalu dan ledakan Cambrian 45 juta tahun kemudian, ketika sebagian besar kelompok hewan muncul dalam catatan fosil.”
Proses pengoksigenan atmosfer Bumi dan lautan tidak stabil, kata para peneliti ANU. Sebaliknya, itu datang dalam semburan dan dua aliran terbesar dalam proses itu bertepatan dengan penciptaan dan erosi dua gunung super ini.
Studi ini memberi kita penanda, sehingga kita dapat lebih memahami evolusi kehidupan awal yang kompleks.
Profesor ANU Ian Campbell
“Atmosfer awal Bumi hampir tidak mengandung oksigen,” kata Zhu. “Tingkat oksigen atmosfer diperkirakan telah meningkat dalam serangkaian langkah, dua di antaranya bertepatan dengan supermountains.
“Peningkatan oksigen atmosfer yang terkait dengan erosi Gunung Super Transgondwana adalah yang terbesar dalam sejarah Bumi dan merupakan prasyarat penting bagi kemunculan hewan.”
Sama pentingnya dengan oksigen, itu bukan satu-satunya mineral penting yang mungkin diperkenalkan oleh proses ini ke permukaan.
Unsur-unsur seperti fosfor dan besi sangat penting untuk perkembangan kehidupan yang kompleks, dan unsur-unsur ini juga dibawa ke permukaan melalui pembentukan gunung. Erosi supermountain ini akan memperkenalkan sejumlah besar mineral ini ke permukaan juga.
“Interval waktu antara 1.800 dan 800 juta tahun yang lalu dikenal sebagai Miliaran Membosankan, karena hanya ada sedikit atau tidak ada kemajuan dalam evolusi,” kata rekan penulis studi dan profesor ANU Ian Campbell.
“Perlambatan evolusi dikaitkan dengan tidak adanya gunung super selama periode itu, mengurangi pasokan nutrisi ke lautan.”
Jadi tidak hanya pembentukan supermountain berkorelasi kuat dengan kemajuan evolusi besar, kurangnya formasi supermountain juga tumpang tindih dengan periode stagnasi evolusioner, memberikan bukti kuat adanya hubungan antara keduanya.
“Penelitian ini memberi kita penanda, sehingga kita bisa lebih memahami evolusi kehidupan awal yang kompleks,” kata Campbell.
Mungkinkah itu hanya kebetulan?
Sangat mungkin bahwa kehadiran supermountain dalam catatan geologis dan kemajuan evolusioner utama selama periode yang sama tentu saja tidak berhubungan. Korelasi tidak sama dengan sebab-akibat.
Namun, buktinya meyakinkan, dan ketika berurusan dengan titik waktu sejauh ini di masa lalu planet kita, fakta bahwa kita bahkan memiliki bukti sama sekali adalah masalah besar.
Ini juga memberikan penjelasan logis untuk keanekaragaman hayati yang kita lihat dengan membangun apa yang sudah kita ketahui. Kita mungkin tidak pernah tahu dengan kepastian 100%. Namun, jika ternyata ini masalahnya dan gunung super merupakan faktor penting dalam evolusi kehidupan, maka itu tidak hanya membantu menjelaskan bagaimana kita sampai di sini, tetapi juga dapat membantu kita dalam mencari kehidupan di tempat lain di alam semesta.
Saat kita mempelajari fitur exoplanet dengan instrumen generasi mendatang yang akan online dalam dekade mendatang, memilih planet dengan lempeng tektonik yang dapat diidentifikasi – exoplanet dengan pegunungan, kurang lebih – dapat membantu kita mempersempit kandidat exoplanet untuk studi lebih lanjut dengan keterbatasan sumber daya yang kita miliki.
Dan, jika tidak ada yang lain, mempelajari dan membayangkan rumah kita yang berkembang dari waktu ke waktu adalah cara yang bagus untuk tetap rendah hati.
