Fosil kayu berumur 300 juta tahun menjadi jam geologi sejarah bumi
Meskipun penemuan tulang dan gigi hewan prasejarah cenderung menarik perhatian para peneliti, sebuah publikasi baru-baru ini menyoroti pentingnya fosil kayu dalam memahami jutaan tahun sejarah geologi bumi. Sisa-sisa tumbuhan sangat penting untuk mengungkap evolusi planet kita.
Penelitian yang berfokus pada fosil kayu yang ditemukan di Pegunungan Kyffhäuser, yang terletak di lembah Sungai Saale, di Jerman utara, menunjukkan bahwa kayu memiliki afinitas kimia tertinggi terhadap mineralisasi di antara jaringan organik yang resisten.
Contoh spesifik kayu ini berasal dari pohon-pohon besar di hutan yang tumbuh subur pada zaman Karbon, jauh sebelum zaman dinosaurus. Pepohonan tersebut terkubur di dasar sungai di kawasan tropis superbenua Pangaea, tempat yang mengalami siklus musim kemarau dan banjir.
Menurut penelitian, setelah terkubur, kayu tersebut mengalami empat tahap mineralisasi selama jutaan tahun. Setiap siklus menghasilkan jenis kuarsa yang berbeda, memberikan data penting tentang cekungan tempat tumbuhnya vegetasi.
Steffen Trümper dari Universitas Münster di Jerman berkomentar dalam sebuah pernyataan bahwa “sangat mengherankan bahwa sebuah fosil, seringkali seukuran telapak tangan, dapat mencatat sejarah geologi suatu wilayah selama ratusan juta tahun.”
Selengkapnya tentang topik ini: Kawah berusia 50.000 tahun yang ditemukan di Arizona mengungkap rahasia mengejutkan dari masa lalu Bumi
Proses fosilisasi yang mengungkap masa lalu bumi
Penelitian tersebut merinci bahwa, antara 304 juta dan 299 juta tahun yang lalu, kondisi tertentu memungkinkan asam silikat memasuki kayu yang terkubur. Hal ini mengakibatkan terbentuknya opal yang berhasil mengawetkan struktur dinding sel bahan tanaman.
Kemudian, pada periode antara 299 dan 290 juta tahun yang lalu, fosil-fosil tersebut tertutup oleh sedimen dan terkena suhu antara 50°C dan 70°C. Pemanasan ini mengubah kayu opal menjadi kristal kuarsa yang halus. Peristiwa ini sangat penting bagi pelestarian garis keturunan evolusi yang sudah tidak ada lagi saat ini, dengan tumbuhan runjung menjadi kerabat terdekat mereka yang masih hidup, seperti yang dilaporkan oleh Trümper dan timnya, meskipun perubahan lain pada fosil kurang teramati.
Tim ilmuwan menemukan bahwa, ketika cukup banyak lapisan strata terakumulasi di atas kayu yang sudah termineralisasi, kombinasi panas, tekanan dan salinitas menyebabkan sebagian besar kristal kuarsa halus digantikan oleh kristal kuarsa-hematit yang lebih tebal. Namun proses ini mengakibatkan hilangnya pelestarian struktur anatomi di daerah yang terkena dampak.
Para peneliti menggambarkan periode tidak aktif berikutnya dan berkepanjangan, sebelum terpapar suhu tinggi, berkisar antara 170°C dan 290°C. Kondisi ini memunculkan jenis kuarsa lain, yaitu kristal euhedral, yang berbentuk balok.
Fase transformasi terakhir mencakup pembentukan barium kuarsa, yang diidentifikasi oleh emisi cahaya biru ketika dibombardir oleh elektron, sebuah fenomena yang dikenal sebagai cathodoluminescence.
Aspek paling relevan dari keempat transformasi kuarsa ini adalah bahwa masing-masing transformasi memerlukan kondisi suhu dan tekanan tertentu. Yang lebih penting lagi, fosil kayu mampu menyimpan bukti yang tepat mengenai kapan setiap tahap geologi ini terjadi, sehingga menjadi catatan waktu yang sesungguhnya.
Bagaimana penanggalan uranium-timbal mengungkap zaman geologis
Kristal kuarsa menyerap uranium dari lingkungan selama pembentukannya, tetapi tidak menyerap timbal. Seiring waktu, uranium perlahan terurai menjadi timbal, dan rasio unsur-unsur ini memungkinkan ahli geologi menentukan periode sejak kristal terbentuk. Meskipun timbal dapat dimasukkan ke dalam atau dikeluarkan dari kristal melalui rute lain, sehingga memerlukan kehati-hatian, Trümper mengatakan timnya mempertimbangkan faktor-faktor ini. Peneliti lebih lanjut menyatakan: “Faktanya, kami cukup terkejut bahwa jam yang dimulai dengan mineralisasi awal pada akhir Zaman Karbon tidak sepenuhnya mundur selama proses selanjutnya.”
Lihat Juga
Mantan petarung Prichard Colón meninggal pada usia 33 tahun setelah satu dekade dalam keadaan vegetatif
Lelang global senilai US$ 11,9 juta menyoroti koin langka Brasil senilai hingga US$ 292 ribu pada tahun 2026
Berlangganan layanan Xbox menjadi lebih murah setelah perubahan strategi
Baca selengkapnya: Penemuan meteorit bulan: tumbukan asteroid 3,5 miliar tahun lalu terkait dengan awal mula kehidupan di bumi
Metodologi ini menawarkan sains alat baru dan ampuh untuk melacak evolusi dan perpindahan benua selama ribuan tahun.
Dengan menganalisis usia kristal yang tersisa dari setiap fase pembentukan, Trümper dan timnya membuat kronologi transformasi. Mereka mengidentifikasi pembentukan hematit-kuarsa antara 257 juta dan 260 juta tahun lalu, kuarsa euhedral dari 180 juta hingga 150 juta tahun lalu, dan barit-kuarsa sekitar 100 juta tahun lalu.
Perubahan geologi menuntut kondisi suhu dan tekanan yang tepat, yang terkait langsung dengan kedalaman lokasi kayu pada setiap periode. Dengan demikian, tim mampu merekonstruksi sejarah jumlah material yang menutupi kayu purba pada waktu yang berbeda. Konversi akhir, misalnya, memerlukan kedalaman antara 3 dan 5,5 kilometer.
Saat ini, fosil kayu tersebut ditemukan di permukaan, di lokasi yang aneh, di depan Monumen Kyffhäuser, yang merupakan salah satu patung tertinggi di Jerman. Posisi dangkal ini menunjukkan kepada para ahli geologi terjadinya pengangkatan tanah secara signifikan pada masa geologis yang lalu. Semua peristiwa ini bersama-sama mengungkap sejarah geologi wilayah tersebut selama 300 juta tahun.
Trümper menjelaskan dalam sebuah catatan bahwa “inklusi cairan kecil dalam kuarsa sangat mengungkap, karena mereka menyimpan informasi tentang kondisi sebenarnya selama pertumbuhan kristal.” Dia menambahkan bahwa “karena fosil kayu terdapat di banyak formasi batuan di seluruh dunia, hal ini membuka sumber informasi yang berharga. Ini memberikan ilmu pengetahuan alat baru untuk melacak evolusi benua.”
Namun, karena tidak semua hutan berubah menjadi kayu yang membatu, sebagian besar proses fosilisasi tidak menyelesaikan seluruh langkah yang diamati di Kyffhäuser. 80 kilometer ke arah selatan, di Manebach, batang tumbuhan runjung juga telah mengalami mineralisasi.
Liputan lengkap: Berita Terbaru (ID)
Penulis penelitian mencatat bahwa di Manebach, “pelestarian struktur seluler yang rumit jauh lebih baik daripada di Kyffhäuser, dan bahkan jamur intraseluler dapat ditemukan.” Meskipun demikian, upaya untuk menganalisis inklusi cairan dan menentukan umur fosil Manebach menggunakan sistem isotop uranium-timbal tidak membuahkan hasil yang efektif.
Trümper menjelaskan bahwa dengan menerapkan laser pada sampel Manebach, “potongan yang lebih besar akan terpecah dari sampel, bukan potongan kecil yang diperlukan untuk menganalisis komposisi isotop.” Tim belum yakin seberapa umum masalah ini terjadi pada analisis fosil kayu lainnya.
Namun, Trümper menyebutkan bahwa penelitian terbaru terhadap fosil kayu di Tiongkok menggambarkan sebuah situs yang “tampak menjanjikan” untuk mendokumentasikan serangkaian transformasi serupa dengan yang terlihat di Kyffhäuser.
