Para ilmuwan mengungkap misteri iklim berusia 700 juta tahun

Ahli geologi Australia telah mengidentifikasi berkurangnya emisi karbon dioksida vulkanik dan pelapukan batuan di Kanada sebagai faktor utama di balik intensnya zaman es 700 juta tahun lalu. Penelitian mereka, berdasarkan model lempeng tektonik dan bukti geologi dari Australia Selatan, menyoroti sensitivitas iklim bumi dan mekanisme pengaturan panas alami, yang membedakan lambatnya perubahan iklim geologis dengan perubahan cepat yang disebabkan oleh aktivitas manusia. Kredit: NASA

Emisi karbon vulkanik mencapai titik terendah sepanjang masa, memicu zaman es global yang berlangsung selama 57 juta tahun.

Ahli geologi Australia telah menggunakan pemodelan lempeng tektonik untuk menentukan penyebab paling mungkin dari iklim Zaman Es ekstrem di bumi, yang terjadi lebih dari 700 juta tahun yang lalu.

Studi yang dipublikasikan di geologi, membantu kita memahami cara kerja termostat yang terpasang di lantai yang mencegah lantai terjebak dalam mode panas berlebih. Hal ini juga menunjukkan betapa sensitifnya iklim global terhadap konsentrasi karbon di atmosfer.

“Bayangkan Bumi hampir sepenuhnya membeku,” kata penulis utama studi tersebut, ARC Future Fellow Dr. Adriana Dutkiewicz. “Inilah yang terjadi sekitar 700 juta tahun yang lalu; planet ini tertutup es dari kutub hingga khatulistiwa dan suhu turun. Namun, penyebab hal ini masih menjadi pertanyaan terbuka.”

Endapan glasial Formasi Sturt dari Glasiasi Sturt sekitar 717-664 juta tahun yang lalu di bagian utara Flinders Ranges, Australia, dekat Suaka Margasatwa Arkarola. Penulis utama Dr Adriana Dutkiewicz dari Fakultas Ilmu Bumi Universitas Sydney menunjuk pada lapisan endapan glasial yang tebal. Kredit: Profesor Dietmar Müller/Universitas Sydney

“Kami sekarang berpikir bahwa kami telah memecahkan teka-teki ini: penurunan emisi karbon dioksida vulkanik dalam sejarah, yang dibantu oleh pelapukan tumpukan besar batuan vulkanik di tempat yang sekarang disebut Kanada, sebuah proses yang menyerap karbon dioksida di atmosfer.

Wawasan geologi dari Flinders Ranges

Proyek ini terinspirasi oleh puing-puing glasial yang ditinggalkan oleh glasiasi kuno dari periode ini yang dapat diamati dengan jelas di Pegunungan Flinders di Australia Selatan.

Kunjungan lapangan geologi baru-baru ini ke pegunungan, dipimpin oleh rekan penulis Profesor Alan Collins dari Universitas Adelaide, mendorong tim untuk menggunakan… Universitas Sydney Model komputer EarthByte untuk menyelidiki penyebab dan durasi yang sangat lama dari zaman es ini.

Antara 717 dan 660 juta tahun yang lalu, bumi tertutup salju dan es, zaman es berlangsung selama 57 juta tahun. Ahli geologi Universitas Sydney, yang dipimpin oleh Dr. Adriana Dutkiewicz dan Profesor Dietmar Müller, telah menemukan kemungkinan penyebabnya: rendahnya tingkat karbon dioksida vulkanik di atmosfer. Video ini memperlihatkan pergerakan benua (abu-abu) dan batas lempeng (oranye) 850 hingga 540 juta tahun lalu. (Kepingan salju muncul selama periode “bola salju Bumi”.) Kredit: Ben Mather dan Dietmar Müller/University of Sydney

Glasiasi Sturtian dan lempeng tektonik

Zaman Es yang Diperpanjang, juga disebut Gletser Sturtian, diambil dari nama penjelajah kolonial Eropa abad ke-19 di Australia tengah, Charles Sturt, berlangsung dari 717 hingga 660 juta tahun yang lalu, periode sebelum kehadiran dinosaurus dan kehidupan tumbuhan kompleks di Bumi.

Dr Dutkiewicz berkata: 'Berbagai alasan telah dikemukakan sebagai pemicu dan berakhirnya zaman es ekstrem ini, namun aspek yang paling misterius adalah mengapa hal itu berlangsung selama 57 juta tahun – suatu periode waktu yang sulit dibayangkan oleh kita sebagai manusia.'

Tim kembali ke model lempeng tektonik yang menunjukkan evolusi benua dan cekungan samudera beberapa saat setelah pecahnya benua super kuno Rodina. Mereka menghubungkannya ke model komputer yang menghitung karbon dioksida₂ Gunung berapi bawah air mengeluarkan gas di sepanjang punggung tengah laut – tempat di mana lempeng-lempengnya menyimpang dan menghasilkan kerak laut baru.

Dr Adriana Dutkiewicz dari Fakultas Geosains Universitas Sydney di Flinders Ranges, Australia Selatan. Kredit: Universitas Sydney

Peran karbon dioksida dan perubahan iklim geologis

Mereka segera menyadari bahwa permulaan Zaman Es Sturtian justru terkait dengan karbon dioksida vulkanik terendah yang pernah tercatat₂ emisi. Selain itu, Inc₂ Arus keluar tetap relatif rendah sepanjang zaman es.

“Saat ini, tidak ada hewan multiseluler atau tumbuhan darat di Bumi,” kata Dr. Dutkiewicz. “Konsentrasi gas rumah kaca di atmosfer hampir seluruhnya ditentukan oleh karbon dioksida.”₂ Pelepasan gas dari gunung berapi dan melalui proses pelapukan batuan silikat, yang mengkonsumsi karbon dioksida₂“.

Rekan penulis Profesor Dietmar Müller dari Universitas Sydney mengatakan: “Geologi mengatur iklim saat ini. Kami percaya bahwa Zaman Es Sturtian diawali oleh pukulan ganda: reorganisasi lempeng tektonik mengurangi pelepasan gas gas vulkanik ke tingkat minimum. , sementara provinsi vulkanik kontinental dimulai.” Di Kanada terjadi erosi, yang mengakibatkan konsumsi karbon dioksida di atmosfer.₂.

Pemandangan ke arah Suaka Margasatwa Arkarola, Flinders Ranges, tempat endapan glasial Formasi Sturt dari Gletser Sturt sekitar 717-664 juta tahun yang lalu membentuk punggung bukit yang menonjol di tengah gambar di sebelah kiri. Kredit: Profesor Dietmar Müller/Universitas Sydney

“Hasilnya adalah karbon dioksida di atmosfer₂ Tingkat ini turun ke tingkat awal glasiasi, yang kami perkirakan kurang dari 200 ppm, kurang dari setengah tingkat saat ini.

Pekerjaan tim ini menimbulkan pertanyaan menarik tentang masa depan bumi dalam jangka panjang. A Teori modern yang diusulkan Bahwa dalam 250 juta tahun ke depan, Bumi akan berevolusi menuju Pangea Ultima, sebuah benua super yang sangat panas sehingga mamalia bisa punah.

Namun, Bumi juga saat ini berada pada jalur penurunan karbon dioksida vulkanik₂ Emisi, dengan meningkatnya tumbukan benua dan perlambatan lempeng. Jadi, mungkin saja Pangea Ultima akan kembali berubah menjadi bola salju.

“Apa pun yang terjadi di masa depan, penting untuk dicatat bahwa perubahan iklim geografis, seperti yang dipelajari di sini, terjadi sangat lambat,” kata Dr. Dutkiewicz. NASAPerubahan iklim yang disebabkan oleh aktivitas manusia terjadi sepuluh kali lebih cepat dibandingkan yang pernah kita lihat sebelumnya.

Referensi: “Durasi glasiasi ‘bola salju terestrial’ Sturtian yang terkait dengan pelepasan gas di tengah laut yang sangat rendah” oleh Adriana Dutkiewicz, Andrew S. Meredith, dan Alan S. Collins, Ben Mather, Lauren Elano, Sabine Zahirovic, dan R. Dietmar Muller.

Studi ini didanai oleh Dewan Riset Australia.