Apakah supernova meninggalkan bekas di bumi? Bukti baru dari dasar laut menunjukkan demikian
Sebuah tim peneliti telah menemukan lonjakan yang tidak biasa di level Beryllium-10 di dasar laut Pasifik, yang berasal dari 10 juta tahun yang lalu.
Penyebabnya tetap menjadi misteri – apakah itu menggeser arus laut atau lonjakan radiasi kosmik dari ledakan bintang? Anomali ini mungkin berfungsi sebagai penanda waktu yang telah lama dicari, membantu para ilmuwan menyinkronkan sejarah kuno Bumi dengan ketepatan yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Berilium-10 dan Petunjuk Geologi Bumi
Beryllium-10, isotop radioaktif langka yang terbentuk ketika sinar kosmik bertabrakan dengan partikel-partikel di atmosfer Bumi, menawarkan petunjuk penting tentang masa lalu geologis planet ini. Tim peneliti dari Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), bekerja sama dengan Tud Dresden University of Technology dan Universitas Nasional Australia (Anu), telah menemukan konsentrasi yang luar biasa tinggi dari isotop ini dalam sampel sedimen dari dasar laut Pasifik.
Akumulasi tak terduga ini dapat dikaitkan dengan perubahan arus laut atau peristiwa kosmik yang berlangsung sekitar 10 juta tahun yang lalu. Jika dikonfirmasi, anomali ini dapat berfungsi sebagai penanda waktu global, secara signifikan meningkatkan penanggalan catatan geologis yang mencakup jutaan tahun. Temuan tim diterbitkan pada 10 Februari di Komunikasi Alam.
Peran radionuklida dalam kencan
Radionuklida adalah jenis inti atom (isotop) yang membusuk menjadi elemen lain dari waktu ke waktu. Mereka digunakan untuk mengencani sampel arkeologis dan geologis, dengan penanggalan radiokarbon menjadi salah satu metode yang paling terkenal.
Pada prinsipnya, penanggalan radiokarbon didasarkan pada fakta bahwa organisme hidup terus menyerap isotop radioaktif karbon-14 (14C) Selama hidup mereka. Setelah organisme mati, penyerapan berhenti, dan 14Konten C mulai berkurang melalui peluruhan radioaktif dengan waktu paruh sekitar 5.700 tahun. Dengan membandingkan rasio tidak stabil 14C ke karbon-12 yang stabil (12C), peneliti dapat menentukan tanggal kematian organisme.
Di luar kencan radiokarbon-kekuatan berilium-10
Temuan arkeologis, seperti tulang atau sisa -sisa kayu, dapat bertanggal cukup akurat dengan cara ini. “Namun, metode radiokarbon terbatas pada sampel kencan tidak lebih dari 50.000 tahun,” jelas fisikawan HZDR Dr. Dominik Koll. “Sampai saat ini sampel yang lebih tua, kita perlu menggunakan isotop lain, seperti kosmogenik berilium-10 (10Menjadi).”
Isotop ini dibuat ketika sinar kosmik berinteraksi dengan oksigen dan nitrogen di atmosfer atas. Itu mencapai bumi melalui presipitasi dan dapat menumpuk di dasar laut. Dengan waktu paruh 1,4 juta tahun, 10Bergesi meluruh menjadi boron, memungkinkan penanggalan geologis yang dapat kembali lebih dari 10 juta tahun.
Akumulasi misterius berilium
Beberapa waktu yang lalu, kelompok penelitian Koll memeriksa sampel geologi unik yang diambil dari Samudra Pasifik pada kedalaman beberapa kilometer. Sampel terdiri dari kerak Ferromangan, terutama terdiri dari besi dan mangan, yang telah terbentuk perlahan tapi mantap selama jutaan tahun.
Sampai saat ini sampel, tim menganalisis 10Konten menggunakan metode yang sangat sensitif – Accelerator Mass Spectrometry (AMS) di HZDR. Dalam proses ini, sampel dimurnikan secara kimia sebelum menjalani analisis untuk isotop jejak. Atom individu dari sampel dipercepat dengan tegangan tinggi, dibelokkan oleh magnet, dan kemudian didaftarkan oleh detektor khusus. Metode ini memungkinkan identifikasi yang tepat dari 10Jadilah, membedakannya dari isotop berilium lain serta molekul dan isotop dengan massa yang sama, seperti Boron-10.
Penemuan yang tidak terduga
Ketika kelompok penelitian mengevaluasi data yang dikumpulkan, mereka berada dalam kejutan. “Sekitar 10 juta tahun, kami menemukan hampir dua kali lipat 10Jadilah seperti yang telah kami perkirakan, ”lapor Koll. “Kami menemukan anomali yang sebelumnya belum ditemukan.” Untuk menghilangkan kemungkinan kontaminasi, para ahli menganalisis sampel tambahan dari Pasifik, yang juga menunjukkan anomali yang sama. Konsistensi ini memungkinkan tim untuk menyimpulkan bahwa itu memang merupakan fenomena nyata.
Penjelasan yang mungkin – Samudra atau Kosmik?
Tetapi bagaimana peningkatan konsentrasi yang mencolok terjadi sekitar 10 juta tahun yang lalu? Koll, yang menyelesaikan gelar doktor di Tu Dresden dan ANU, mengusulkan dua penjelasan yang mungkin. Salah satunya terkait dengan sirkulasi laut di dekat Antartika, yang diperkirakan telah berubah secara drastis 10 menjadi 12 juta tahun yang lalu.
“Ini bisa menyebabkan 10Harus didistribusikan secara tidak merata di seluruh Bumi untuk jangka waktu tertentu karena perubahan arus laut, ”jelas fisika. “Sebagai akibat, 10Menjadi bisa menjadi sangat terkonsentrasi di Samudra Pasifik. ”
Hipotesis kedua bersifat astrofisik. Ini menunjukkan bahwa efek setelah supernova dekat-bumi dapat menyebabkan radiasi kosmik menjadi sementara lebih kuat 10 juta tahun yang lalu. Atau, Bumi mungkin telah kehilangan pelindung untuk sementara perisai matahari – heliosfer – karena tabrakan dengan awan interstellar yang padat, membuatnya lebih rentan terhadap radiasi kosmik.
“Hanya pengukuran baru yang dapat menunjukkan apakah anomali berilium disebabkan oleh perubahan arus laut atau memiliki alasan astrofisika,” kata Koll. “Itulah sebabnya kami berencana untuk menganalisis lebih banyak sampel di masa depan dan berharap bahwa kelompok penelitian lain akan melakukan hal yang sama.” Jika anomali ditemukan di seluruh dunia, hipotesis astrofisika akan didukung. Di sisi lain, jika terdeteksi hanya di daerah tertentu, penjelasan yang melibatkan perubahan arus laut akan dianggap lebih masuk akal.
Penanda waktu untuk catatan geologis
Anomali bisa sangat berguna untuk penanggalan geologis berilium. Saat membandingkan arsip yang berbeda untuk berkencan, satu masalah mendasar muncul. Penanda waktu umum harus diidentifikasi dalam semua set data sehingga dapat disinkronkan dengan benar satu sama lain. Dominik Koll menjelaskan, “Untuk periode yang mencakup jutaan tahun, penanda waktu kosmogenik seperti itu belum ada. Namun, anomali beryllium ini memiliki potensi untuk melayani sebagai penanda seperti itu. ”
Referensi: “A Cosmogenic 10Menjadi anomali selama Miosen akhir sebagai penanda waktu independen untuk Arsip Marinir ”oleh Dominik Koll, Johannes Lachner, Sabrina Beutner, Sebastian Fichter, Silke Merchel, Georg Rugel, Zuzana Slavkovská, Carlos Vivo-Vilches, Stella Winkler dan Anton Wallnerká, Carlos Vivo-Vilches, Stella Winkler dan Anton Wallnerká, Carlos Vivo-Vilches, Stella Winkler dan Anton Wallnerá, Carlos Vivo-Vilches, Stella Winkler dan Anton Wallnerká, 8 Februari Komunikasi Alam.
Doi: 10.1038/s41467-024-55662-4
