Bumi Tanpa Oksigen 4 Miliar Tahun Lalu Begini Cara Memahami Zaman Arkaekum

Menilik sejarah pembentukan planet kita, zaman arkaekum adalah periode krusial yang menandai fase awal pengerasan kerak Bumi setelah fase pembentukan yang masif. Memahami era purba ini membantu kita melihat bagaimana planet yang awalnya berupa bola gas panas berevolusi menjadi tempat tinggal yang ramah bagi makhluk hidup.

Sebagai praktisi yang sering mengkaji materi sejarah alam, saya mendapati banyak orang keliru mengira Bumi langsung memiliki daratan stabil sejak awal. Fakta geologis menunjukkan kondisi awal planet kita justru sangat ekstrem dan tidak ramah bagi kehidupan modern.

Mari kita bedah secara mendalam langkah demi langkah cara mengidentifikasi, memetakan, dan memahami karakteristik utama dari pembagian waktu geologis tertua di dunia ini.

Langkah pertama untuk memahami era ini adalah dengan mengunci koordinat waktunya secara tepat dalam skala sejarah geologi. Zaman Arkaikum atau Arkaekum diperkirakan terjadi pada rentang waktu sekitar 4 miliar hingga 2,5 miliar tahun yang lalu.

Berdasarkan catatan literatur, titik awal masa ini biasanya dianggap berlangsung sejak 3.800 juta tahun yang lalu. Penulis Iriani dalam buku Prasejarah Indonesia menyebutkan bahwa zaman Arkaekum adalah zaman tertua di muka Bumi. Periode purba ini kemudian dilanjutkan oleh zaman Paleozoikum, Mesozoikum, hingga Neozoikum.

Dalam pengamatan lapangan terarah, para geolog membagi kurun waktu ini menjadi beberapa bagian berdasarkan sisa batuan yang ditemukan. Jika digabung dengan masa sesudahnya yaitu Proterozoikum, rentang waktunya bisa mencakup kurun 4.500 hingga 600 juta tahun lalu.

Langkah 2 Menganalisis Suhu ekstrem dan Aliran Panas Bumi

Langkah kedua adalah menganalisis tingkat energi termal planet pada masa tersebut. Muncul pertanyaan di kalangan pelajar mengenai "bagaimana kondisi bumi pada zaman arkaikum" yang sebenarnya?

Pada awal eon Arkaean, aliran panas Bumi tercatat hampir 3 kali lebih tinggi daripada kondisi yang kita rasakan sekarang. Tingginya suhu ini disebabkan oleh sisa-sisa panas dari pembentukan planet serta peluruhan radioaktif yang sangat aktif di dalam mantel Bumi.

Bahkan dari pengalaman saya memeriksa data transisi geologi, panas planet ini masih bertahan di tingkat 2 kali lipat dari tingkat saat ini pada masa transisi menuju Proterozoikum sekitar 2.500 juta tahun lalu. Kondisi ini membuat kerak bumi sangat dinamis, tipis, dan sering kali hancur kembali akibat aktivitas vulkanik yang masif.

Langkah 3 Menelusuri Jejak Batuan Purba di Penjuru Dunia

Langkah ketiga adalah melacak keberadaan fisik atau material yang tersisa dari zaman purba tertua ini. Kerak bumi yang terbentuk pada masa ini sebagian besar telah hancur atau terdaur ulang oleh aktivitas tektonik lempeng selama miliaran tahun.

Namun, para ilmuwan berhasil menemukan beberapa fragmen kerak benua kuno yang selamat. Batuan tertua yang tercatat di Bumi saat ini berumur kira-kira 3.800.000.000 tahun.

Melalui metode penanggalan radiometrik modern, usia periode awal yang disebut Eoarkhaean berhasil diprediksi lewat batuan tua di barat daya Greenland. Formasi batuan legendaris ini dikenal luas oleh para peneliti dengan nama Isua Greenstone Belt.

Selain di Greenland, sisa-sisa kerak bumi dari eon Arkaean ini juga terdistribusi secara terbatas di beberapa lokasi global. Kita bisa menemukan sisa kraton purba ini di wilayah-wilayah berikut:

• Siberia dan Perisai Baltik di Eropa Utara.
• Perisai Kanada, Montana, dan Wyoming (Kraton Wyoming) di Amerika Utara.
• Massif Rhodope dan wilayah Skotlandia.
• Kraton tua di India, Brasil, dan Afrika Selatan.
• Wilayah Australia Barat yang kaya akan mineral purba.

Langkah 4 Mengidentifikasi Munculnya Benua Pertama

Langkah keempat adalah mempelajari proses koalesensi atau penggabungan kerak-kerak bumi mini menjadi daratan yang lebih masif. Pada masa ini, aktivitas magma yang intens mulai membentuk proto-benua atau benua purba berukuran kecil.

Berdasarkan garis waktu perkiraan benua purba, daratan luas pertama tidak langsung terbentuk sekaligus. Proses pembentukan kraton-kraton ini memakan waktu hingga ratusan juta tahun di bawah tekanan mantel bumi yang sangat bergolak.

Data geologi mencatat bahwa Benua Vaalbara terbentuk pada rentang 3.600 juta tahun lalu. Setelah fase tersebut, aktivitas tektonik kembali menyatukan daratan baru hingga membentuk Benua Ur pada 3.100 juta tahun lalu.

Langkah 5 Menemukan Bukti Kehidupan Zaman Purba Tertua

Langkah kelima sekaligus yang paling menakjubkan adalah memvalidasi sisa-sisa organik yang membuktikan adanya kehidupan zaman purba tertua. Di tengah kondisi atmosfer yang beracun tanpa lapisan ozon, kehidupan ternyata mampu bersemi secara primitif.

Bentuk kehidupan yang ada saat itu bukanlah hewan makroskopis atau tumbuhan berbunga. Hewan yang hidup di zaman arkaekum sama sekali tidak ada karena kondisi lingkungan yang belum mendukung metabolisme organisme kompleks.

Fosil tertua yang ditemukan di Bumi adalah fosil stromatolit dan Cyanobacteria dengan perkiraan umur mencapai 3.500.000.000 (3,5 miliar) tahun. Mikroorganisme bersel tunggal ini hidup di lingkungan perairan dangkal dan membentuk koloni berlapisan yang mengeras menjadi batu.

Kesalahan umum yang sering saya lihat di materi sekolah adalah menyamakan mikroorganisme purba ini dengan bakteri modern yang rapuh. Cyanobacteria purba merupakan organisme tangguh yang mampu bertahan di tengah paparan radiasi ultraviolet ekstrem.

Langkah 6 Menghitung Volume Oksigen Pertama di Atmosfer

Langkah terakhir dalam memahami evolusi zaman Arkaekum adalah dengan menganalisis perubahan kimia besar-besaran di atmosfer bumi. Perubahan ini dipicu langsung oleh aktivitas biologis organisme fotosintetik mikroskopis.

Banyak orang penasaran mengenai "kapan oksigen pertama kali ada di bumi?" secara bebas di atmosfer. Jawabannya berakar pada aktivitas metabolisme koloni mikroba purba yang mendiami lautan purba miliaran tahun lalu.

Melalui proses fotosintesis purba, Cyanobacteria menghasilkan oksigen secara perlahan namun konsisten selama jutaan tahun. Gas hasil sekresi ini awalnya diserap oleh zat besi di lautan, namun lambat laun mulai terlepas ke lapisan udara.

Hingga akhir zaman Arkaekum, akumulasi gas ini membuat jumlah oksigen di atmosfer mencapai 1% dari tingkat saat ini. Sebagai perbandingan, tingkat oksigen atmosfer modern yang kita hirup hari ini berada di kisaran 21%.

Karakteristik Fisik dan Kimia Zaman Arkaekum

Untuk mempermudah visualisasi data ilmiah dari fase awal pembentukan planet ini, kita bisa melihat rangkuman parameter geologis yang berhasil dihimpun oleh para ahli dari situs kumparan dan idntimes berikut.

Mempelajari batuan dari Isua Greenstone Belt atau sisa kraton di Australia Barat memberi kita kepastian bahwa transformasi bumi berjalan melalui proses kimia yang rigid. Melalui sisa fosil stromatolit berusia 3,5 miliar tahun, kita tahu bahwa kehidupan selalu menemukan cara untuk bertahan bahkan di lingkungan yang paling ekstrem sekalipun.