Kawah asteroid tertua yang tersisa di dunia berada di sebuah tempat yang bernama Yarrabubba, sebelah tenggara kota Meekatharra di Australia Barat.
Studi baru kami menempatkan usia yang tepat pada bencana benturan – menunjukkan bahwa Yarrabubba adalah kawah tertua yang diketahui dan menentukan waktu pada saat yang tepat untuk memicu akhir periode dari glasial kuno dan pemanasan dari seluruh planet.
Apa yang kami temukan di Yarrabubba
Yarrrabubba menyimpan sisa-sisa kawah selebar 70 kilometer yang pertama kali dideskripsikan pada tahun 2003, berdasarkan pada mineral yang berada di lokasi yang menunjukkan tanda-tanda benturan meteor yang unik. Namun usia sebenarnya tidak diketahui saat itu.
Kami mempelajari kristal kecil yang “terguncang akibat benturan” yang ditemukan di situs tersebut, yang menunjukkan bahwa kawah terbentuk 2,229 miliar tahun lalu.
Penanggalan terbaru dan akurat ini menetapkan bahwa Yarrabubba sebagai sebuah struktur benturan meteor tertua yang diketahui di Bumi. Sekitar 200 juta tahun lebih tua daripada yang tertua berikutnya, benturan meteor Vredefort di Afrika Selatan.
Lebih menarik, catatan geologis menunjukkan bahwa Bumi memiliki es gletser sebelum terjadinya benturan – tetapi setelah itu terjadi, es menghilang selama ratusan juta tahun. Apakah benturan Yarrabubba menjadi pemicu perubahan iklim global?
Para peneliti menganalisis zirkon ‘shock crystallized’ untuk menentukan usia Yarrabubba yang tepat Credit: Curtin University
Bagaimana cara menentukan penentuan usia asteroid
Serangan asteroid adalah salah satu peristiwa geologis yang paling ganas. Dalam sekejap, kerak bumi diperas hingga mencapai tekanan yang tak terbayangkan, sebelum meledak dan meluluhlantahkan sepanjang lanskap. Benturan besar ini meninggalkan bekas luka seukuran kota kecil.
Cekungan yang terbentuk oleh benturan sebagian akan terisi oleh batuan cair dan ditumbuk dari Bumi dan dari asteroid itu sendiri. Tepi kawah membentuk cincin gunung; Seiring waktu, erosi secara bertahap menghapus cerita.
Hari ini, Yarrabubba telah menjadi fitur minor pada sebuah lanskap yang tandus.
Untuk menempatkan peristiwa Yarrabubba dalam konteks geologis, kami harus menemukan usianya. Untuk mengetahui usianya, kami harus menelaah dengan lebih cermat terhadap mineral-mineral yang terdapat di bebatuan yang ‘dikejutkan’ oleh benturannya.
Ahli geologi memperkirakan peristiwanya menggunakan “jam isotop” dalam mineral seperti zirkon dan monasit. Mineral-mineral ini mengandung sejumlah kecil uranium, yang lambat laun terurai menjadi timbal pada laju yang telah diketahui.
Serangan asteroid meningkatkan suhu di bebatuan yang terkena benturan, menyebabkan mineralnya kehilangan timbal yang terakumulasi, yang menyetel ulang jam. Setelah benturan terjadi, jam isotop mulai berdetak lagi saat timbal baru terakumulasi.
Jadi dengan mengukur isotop uranium dan timbal dalam mineral ini, kita dapat menghitung berapa lama waktu berlalu sejak terjadinya benturan.
Di Yarrabubba, kami telah mengidentifikasi kristal kecil dari zirkon dan monasit – masing-masing sekitar selebar rambut manusia – dengan tekstur yang menunjukkan bahwa keduanya telah terpapar panas oleh benturan yang masif.
Kami menganalisis jumlah isotop timbal dan uranium dalam kristal ini menggunakan spektrometri massa, dan menemukan jamnya telah diatur ulang sejak 2,229 miliar tahun yang lalu. Saat itulah kami menyadari Yarrabubba bertepatan dengan perubahan besar dalam iklim Bumi.
Lokasi kawah
Bumi yang berbeda
Benturan asteroid di Yarrabubba terjadi selama periode dalam sejarah Bumi yang disebut Proterozoic eon. Jauh sebelum terciptanya tumbuhan, ikan, atau dinosaurus, kehidupan pada saat ini hanya terdiri dari organisme multiseluler yang sederhana.
Bakteri sederhana ini sudah mulai mengubah komposisi udara. Sebelumnya didominasi oleh karbon dioksida dan metana, atmosfer bumi berangsur-angsur teroksidasi oleh kehidupan sekitar 2,4 miliar tahun yang lalu.
Ketika kadar oksigen meningkat, batuan mulai mengalami pelapukan, dan atmosfer menjadi lebih dingin. Dan kemudian es datang, menjerumuskan Bumi ke dalam kondisi yang sangat dingin secara global.
Bumi telah berulangkali berada dalam kondisi gletser selama 4,5 miliar tahun terakhir. Kita tahu tentang periode-periode ini karena endapan batuan dan lumpur yang dipadatkan oleh gletser ketika membuldozer di permukaan bumi.
Penelitian telah menemukan beberapa periode dalam sejarah Bumi di mana endapan glasial terjadi pada batuan dengan usia yang sama di banyak benua. Simpanan ini dapat mewakili suatu kondisi gletser di seluruh dunia yang sering disebut sebagai peristiwa “Bola Salju Bumi”.
Pada periode-periode ini, es terbentuk dari kutub hingga ke daerah tropis, meliputi hampir seluruh Bumi.
Ada bukti geologis bahwa Bumi berada dalam fase es selama benturan di Yarrabubba. Batuan di Afrika Selatan menunjukkan bahwa gletser hadir pada saat ini. Tetapi tidak jelas apakah jumlah esnya mirip dengan hari ini, atau apakah itu menutupi dunia.
Api dan es
Jadi kami menemukan bahwa kawah benturan tertua yang terlestarikan di Bumi, dan berhasil ketika asteroid menghantam. Kita juga tahu Bumi memiliki es pada saat itu, tetapi tidak seberapa.
Untuk memahami berbagai benturan asteroid di dunia yang areanya tertutup es, kami menggunakan model komputer berdasarkan fisika gelombang kejut untuk memperkirakan berapa banyak es yang akan berakhir di atmosfer sebagai uap air. Ternyata, itu cukup banyak.
Model kami menunjukkan bahwa jika asteroid Yarrabubba menabrak lapisan es setebal 5 kilometer (bukan perkiraan yang tidak masuk akal), lebih dari 200 miliar ton uap air akan melesat ke atmosfer. Itu sekitar 2% dari jumlah total uap air di atmosfer hari ini, tetapi akan menjadi fraksi yang jauh lebih besar saat itu.
Uap air adalah gas rumah kaca yang serius. Bertanggung jawab atas sekitar setengah dari penyerapan panas dari radiasi matahari hari ini.
Model iklim global belum ada untuk Bumi Proterozoikum, jadi kita belum tahu pasti apakah benturan di Yarrabubba mendorong planet melewati titik kritisnya yang menyebabkan lebih banyak pemanasan dan kemungkinan berakhirnya Bumi Bola Salju.
