Sebuah studi baru memberikan gambaran yang lebih jelas tentang sejarah oksigen di atmosfer Bumi selama 3,5 miliar tahun terakhir, menunjukkan bahwa peningkatan bertahap dalam kadar gas ini secara langsung terkait dengan ekspansi kehidupan di planet ini. Di sisi lain, proses geologis yang terkait dengan pergerakan lempeng tektonik berperan dalam menciptakan fluktuasi periodik dalam kadar oksigen sepanjang waktu geologis yang panjang.
Lempeng tektonik adalah bagian besar dari kerak Bumi yang bergerak sangat lambat di atas lapisan mantel di dalam Bumi, yang menyebabkan pergerakan benua selama jutaan tahun, kadang-kadang menyatu menjadi satu benua raksasa dan kemudian terpisah kembali.
Detail Penelitian
Studi ini, yang dipublikasikan pada 16 Maret di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS), menggabungkan teknik pembelajaran mesin dengan analisis komposisi kimia mineral kuno yang terawetkan dalam batuan sedimen. Penggabungan ini memungkinkan para peneliti untuk merekonstruksi sejarah oksigen di atmosfer dengan akurasi temporal yang lebih tinggi dibandingkan studi sebelumnya.
Oksigen dianggap sebagai salah satu elemen terpenting yang membentuk sejarah kehidupan di Bumi. Sebelum terakumulasi dalam jumlah besar di atmosfer, kehidupan sebagian besar terbatas pada organisme mikroskopis sederhana yang mampu bertahan hidup di lingkungan yang hampir tanpa oksigen. Dengan meningkatnya kadar gas ini, terjadi perubahan besar dalam kimia planet, yang membuka jalan bagi penyebaran organisme multiseluler.
Latar Belakang & Konteks
Meski fase ini sangat penting dalam sejarah Bumi, para ilmuwan menghadapi kesulitan dalam menentukan bagaimana dan kapan kadar oksigen meningkat sepanjang sejarah geologis. Hal ini disebabkan oleh catatan geokimia kuno yang menyimpan jejak perubahan ini terbatas dan tersebar dalam batuan tua, seperti yang dijelaskan oleh penulis utama studi ini, Jean G. Gang, profesor ilmu Bumi di Universitas Cina untuk Ilmu Bumi.
Untuk mengatasi masalah ini, para peneliti fokus pada mineral yang disebut pirite sedimen, yang terbentuk di lingkungan laut kuno. Mineral ini dikenal dengan warnanya yang kuning mengkilap, dan menyimpan sejumlah kecil unsur kimia yang dikenal sebagai unsur langka, yang menyimpan informasi penting tentang kondisi kimia lautan dan atmosfer pada waktu mineral tersebut terbentuk.
Dampak & Konsekuensi
Hasil studi menunjukkan bahwa kadar oksigen di atmosfer meningkat secara bertahap sepanjang waktu geologis yang panjang, yang dikenal sebagai oksigenasi bertahap Bumi. Para peneliti mengaitkan tren ini dengan ekspansi biomassa di planet ini, terutama dengan penyebaran organisme hidup yang mampu melakukan fotosintesis.
Selama proses ini, beberapa mikroorganisme seperti bakteri biru menggunakan cahaya matahari untuk mengubah karbon dioksida dan air menjadi bahan organik, dengan melepaskan oksigen sebagai produk sampingan. Dengan meningkatnya jumlah organisme ini, produksi oksigen meningkat dan terakumulasi secara bertahap di atmosfer, yang menyebabkan perubahan lingkungan besar yang memungkinkan penyebaran bentuk kehidupan yang lebih kompleks.
Signifikansi Regional
Studi ini memiliki signifikansi khusus untuk wilayah Arab, di mana banyak negara menghadapi tantangan lingkungan terkait perubahan iklim dan sumber daya alam. Memahami sejarah oksigen dan perubahannya dapat membantu dalam mengembangkan strategi yang efektif untuk beradaptasi dengan perubahan lingkungan saat ini.
Sebagai penutup, studi ini membentuk kembali pemahaman kita tentang sejarah planet Bumi, dan menyoroti hubungan kompleks antara kehidupan dan proses geologis dalam membentuk atmosfer yang kita huni saat ini.