Peregangan Benua Telah Memicu Peristiwa Pemanasan Global Kuno

Para ilmuwan di University of Southampton telah menemukan bahwa peregangan benua kemungkinan telah menyebabkan salah satu episode pemanasan global yang paling ekstrem dan mendadak dalam sejarah Bumi.

Para peneliti yang bekerja sama dengan rekan-rekan di University of Edinburgh, University of Leeds, University of Oldenburg, University of Florence, dan Chinese Academy of Sciences, mempelajari efek dari kekuatan tektonik global dan letusan gunung berapi selama periode perubahan lingkungan yang ekstrem sekitar 56 juta tahun yang lalu.

Selama waktu ini, beberapa rangkaian peristiwa menyebabkan planet memanas 5-8 derajat Celsius, yang berpuncak pada 'Palaeocene-Eocene Thermal Maximum' atau PETM, yang berlangsung sekitar 170.000 tahun. Hal ini menyebabkan kepunahan banyak organisme laut dalam, serta membentuk kembali jalannya evolusi kehidupan di Bumi.

Tim mengusulkan bahwa peregangan ekstensif lempeng benua di belahan bumi utara—agak seperti menarik batang permen yang menipis dan akhirnya terpisah—secara besar-besaran mengurangi tekanan di bagian dalam bumi. Ini kemudian mendorong pencairan yang intens, tetapi berumur pendek di mantel, yaitu lapisan batuan cair yang lengket tepat di bawah kerak planet. Tim menunjukkan bahwa aktivitas vulkanik yang dihasilkan bertepatan dengan, dan kemungkinan penyebab, ledakan besar pelepasan karbon ke atmosfer terkait dengan pemanasan PETM.

Temuan para peneliti ini dipublikasikan di jurnal Nature Geoscience pada 23 Juni 2022 dengan judul "Transient mobilization of subcrustal carbon coincident with Palaeocene–Eocene Thermal Maximum".

Kecepatan dan besarnya pemanasan yang luar biasa berarti bahwa peristiwa PETM sering dianggap sebagai analog kuno untuk memahami pemanasan masa kini, meskipun mekanismenya sama sekali berbeda.

"Terlepas dari pentingnya dan relevansi PETM yang lebih luas terhadap perubahan global saat ini, penyebab yang mendasarinya sangat diperdebatkan," kata Tom Gernon, Associate Professor atau Lektor Kepala Ilmu Bumi di University of Southampton dan penulis utama studi tersebut. "Secara umum disepakati bahwa pelepasan tiba-tiba dan masif dari gas rumah kaca, karbon, dari interior bumi pasti telah mendorong peristiwa ini, tetapi skala dan kecepatan pemanasan sangat sulit dijelaskan oleh proses vulkanik konvensional."

Dengan menggunakan arsip batuan yang dibor di bawah dasar laut dekat tepi Samudra Atlantik, tim menemukan bukti penting untuk episode aktivitas gunung berapi yang tiba-tiba dan meluas melintasi Samudra Atlantik Utara yang berlangsung lebih dari 200.000 tahun, sangat mirip dengan durasi PETM.

Temuan ini mendorong tim untuk menyelidiki wilayah Atlantik Utara yang lebih luas, termasuk Greenland dan Kepulauan Faroe. Di sini, mereka menemukan bahwa tumpukan lava setebal satu kilometer yang mulai meletus tepat sebelum PETM menunjukkan komposisi yang tidak biasa yang menunjukkan peningkatan signifikan dalam jumlah pencairan bagian padat paling atas dari mantel bumi di bawah benua.

"Temuan ini penting, karena kita tahu bahwa bagian dari mantel benua di wilayah ini diperkaya dengan karbonat, sumber utama karbon," jelas Gernon. "Peningkatan pencairan mantel yang cepat ini kemungkinan melepaskan volume karbon yang sangat besar—tentu saja lebih dari yang kami duga sebelumnya."

Aktivitas vulkanik yang intens terjadi tepat ketika daratan benua yang menyatukan Greenland dan Eropa teregang paling kuat oleh kekuatan tektonik lempeng. Akhirnya, Amerika Utara dan Greenland berpisah dari Eropa, menyebabkan lahirnya Samudra Atlantik Utara. Para ilmuwan percaya bahwa fase terakhir peregangan inilah yang menyebabkan pencairan substansial di mantel bumi, yang menyebabkan pelepasan karbon besar-besaran, dan pada gilirannya, pemanasan global.

Tim menggunakan berbagai model berbeda untuk memperkirakan berapa banyak karbon yang bisa dilepaskan melalui proses ini. "Menggunakan perkiraan realistis secara fisik dari karakteristik utama sistem vulkanik ini, kami menunjukkan bahwa jumlah karbon yang dibutuhkan untuk mendorong pemanasan dapat dicapai dengan meningkatkan pencairan," kata Thea Hincks, Peneliti Senior di University of Southampton dan anggota tim penulis pada studi.

Para ilmuwan menyimpulkan bahwa pelepasan gas yang cepat dari Bumi padat memainkan peran utama dalam mendorong peristiwa pemanasan mendadak seperti PETM, yang sangat mungkin terjadi selama banyak waktu lain dalam sejarah Bumi. "Peristiwa cepat seperti itu menyebabkan reorganisasi mendasar dari lingkungan permukaan bumi, sehingga mengubah ekosistem yang luas," simpul Gernon.