Pembentukan Planet Bumi

Pembentukan dan evolusi planet Bumi adalah kisah detektif ilmiah yang telah mengambil banyak penelitian bagi para astronom dan ilmuwan planet. Memahami proses pembentukan dunia kita tidak hanya memberikan wawasan baru ke dalam struktur dan formasinya, tetapi juga membuka jendela wawasan baru tentang penciptaan planet di sekitar bintang-bintang lain.

Bumi tidak ada di awal alam semesta. Faktanya, sangat sedikit dari apa yang kita lihat di kosmos saat ini sekitar ketika alam semesta terbentuk sekitar 13,8 miliar tahun yang lalu. Namun, untuk sampai ke Bumi, penting untuk memulai di awal, ketika alam semesta masih muda.

Semuanya dimulai dengan hanya dua elemen: hidrogen dan helium, dan sedikit lithium. Bintang-bintang pertama terbentuk dari hidrogen yang ada. Begitu proses itu dimulai, generasi bintang dilahirkan dalam awan gas. Ketika mereka menua, bintang-bintang itu menciptakan unsur-unsur yang lebih berat di inti mereka, unsur-unsur seperti oksigen, silikon, besi, dan lainnya. Ketika generasi pertama bintang mati, mereka menyebarkan elemen-elemen itu ke luar angkasa, yang menebar generasi bintang berikutnya. Di sekitar beberapa bintang itu, unsur yang lebih berat membentuk planet.

Sekitar lima miliar tahun yang lalu, di tempat yang sangat biasa di galaksi, sesuatu terjadi. Itu mungkin ledakan supernova yang mendorong banyak reruntuhan elemen beratnya ke awan gas hidrogen dan debu antarbintang di dekatnya. Atau, bisa jadi itu adalah tindakan bintang yang lewat yang mengaduk awan menjadi campuran yang berputar-putar. Apapun awal mulanya, itu mendorong cloud untuk beraksi yang akhirnya menghasilkan kelahiran tata surya. Campuran itu menjadi panas dan terkompresi karena gravitasinya sendiri. Di pusatnya, sebuah objek protostellar terbentuk. Itu muda, panas, dan bersinar, tetapi belum bintang penuh. Di sekelilingnya berputar-putar piringan dari bahan yang sama, yang tumbuh semakin panas ketika gravitasi dan gerakan menekan debu dan bebatuan awan bersamaan.

Protobintang muda yang panas itu akhirnya "menyala" dan mulai menyatukan hidrogen menjadi helium di intinya. Matahari lahir. Piringan panas yang berputar-putar adalah tempat lahirnya Bumi dan planet-planet lain terbentuk. Itu bukan pertama kalinya sistem planet seperti itu terbentuk. Bahkan, para astronom bisa melihat hal semacam ini terjadi di tempat lain di alam semesta.

Sementara Matahari tumbuh dalam ukuran dan energi, mulai menyalakan api nuklirnya, cakram panas itu perlahan-lahan menjadi dingin. Ini membutuhkan jutaan tahun. Selama waktu itu, komponen-komponen piringan mulai membeku menjadi butiran-butiran berukuran debu kecil. Logam besi dan senyawa silikon, magnesium, aluminium, dan oksigen muncul pertama kali dalam suasana berapi-api itu. Bit ini disimpan dalam meteorit chondrite, yang merupakan bahan kuno dari nebula matahari. Perlahan-lahan butiran-butiran ini menetap bersama dan dikumpulkan menjadi rumpun, lalu potongan, lalu batu besar, dan akhirnya benda yang disebut planetesimal cukup besar untuk mengerahkan gravitasi mereka sendiri.

Seiring berjalannya waktu, planetesimal bertabrakan dengan benda lain dan tumbuh lebih besar. Ketika mereka melakukannya, energi dari setiap tabrakan luar biasa. Pada saat mereka mencapai ukuran seratus kilometer, tumbukan planetesimal cukup energik meleleh dan menguap banyak materi yang terlibat. Batuan, besi, dan logam lain dalam dunia yang bertabrakan ini menyortir diri menjadi lapisan. Besi padat itu menetap di tengah dan batu yang lebih ringan dipisahkan menjadi mantel di sekitar besi, dalam miniatur Bumi dan planet-planet bagian dalam lainnya saat ini. Ilmuwan planet menyebut proses penyelesaian ini diferensiasi. Itu tidak hanya terjadi dengan planet-planet, tetapi juga terjadi di bulan-bulan yang lebih besar danasteroid terbesar. Meteorit besi yang terjun ke Bumi dari waktu ke waktu berasal dari tabrakan antara asteroid ini di masa lalu.

Pada titik tertentu selama waktu ini, Matahari tersulut. Meskipun Matahari hanya sekitar dua pertiganya seterang saat ini, proses penyalaan fase yang disebut T-Tauri) cukup energik untuk meledakkan sebagian besar gas disk protoplanet. Potongan-potongan, batu-batu besar, dan planetesimal yang tertinggal terus mengumpulkan ke dalam segelintir benda-benda besar yang stabil dalam orbit yang berjarak baik. Bumi adalah yang ketiga di antaranya, dihitung dari Matahari. Proses akumulasi dan tabrakan adalah kekerasan dan spektakuler karena potongan-potongan kecil meninggalkan kawah besar pada yang lebih besar. Studi dari planet lain menunjukkan dampak ini dan buktinya kuat bahwa mereka berkontribusi pada kondisi bencana di bumi bayi.

Pada satu titik di awal proses ini, sebuah planetesimal yang sangat besar menghantam Bumi dengan pukulan di luar pusat dan menyemprotkan banyak mantel batu muda Bumi ke ruang angkasa. Planet ini mendapatkan sebagian besar dari itu kembali setelah periode waktu tertentu, tetapi beberapa di antaranya terkumpul menjadi planetesimal kedua yang mengelilingi Bumi. Sisa-sisa makanan itu dianggap sebagai bagian dari cerita pembentukan Bulan.

Batuan tertua yang masih hidup di Bumi diletakkan sekitar lima ratus juta tahun setelah planet ini pertama kali terbentuk. Itu dan planet-planet lain menderita melalui apa yang disebut "pemboman berat akhir" dari planetesimal tersesat terakhir sekitar empat miliar tahun yang lalu). Batuan kuno telah ditanggalkan oleh metode timbal uranium dan berusia sekitar 4,03 miliar tahun. Kandungan mineralnya dan gas yang tertanam menunjukkan bahwa ada gunung berapi, benua, pegunungan, lautan, dan lempeng kerak bumi di Bumi pada masa itu.

Beberapa batu yang sedikit lebih muda (sekitar 3,8 miliar tahun) menunjukkan bukti kehidupan yang menggiurkan di planet muda ini. Selagi ribuan tahun kemudian penuh dengan cerita-cerita aneh dan perubahan besar, pada saat kehidupan pertama muncul, Struktur bumi terbentuk dengan baik dan hanya atmosfir purba yang diubah oleh permulaannya hidup. Panggung ditetapkan untuk pembentukan dan penyebaran mikroba kecil di seluruh planet. Evolusi mereka pada akhirnya menghasilkan dunia penampung kehidupan modern yang masih dipenuhi dengan gunung, lautan, dan gunung berapi yang kita kenal sekarang. Ini adalah dunia yang terus berubah, dengan wilayah di mana benua saling berpisah dan tempat-tempat lain di mana tanah baru sedang dibentuk. Tindakan-tindakan ini mempengaruhi tidak hanya planet ini, tetapi kehidupan di dalamnya.

Bukti untuk kisah pembentukan dan evolusi Bumi adalah hasil dari pengumpulan bukti pasien dari meteorit dan studi geologi dari planet lain. Ini juga berasal dari analisis tubuh yang sangat besar dari data geokimia, studi astronomi daerah pembentuk planet di sekitar bintang-bintang lain, dan beberapa dekade diskusi serius di antara para astronom, geolog, ilmuwan planet, ahli kimia, dan... ahli biologi. Kisah Bumi adalah salah satu kisah ilmiah paling menarik dan kompleks di sekitar, dengan banyak bukti dan pemahaman untuk mendukungnya.

Diperbarui dan ditulis ulang oleh Carolyn Collins Petersen.