Penemuan Grand Canyon Baru Dapat Menulis Ulang Buku Teks Geologi

Penelitian kolaboratif yang mengintegrasikan teknik analisis inovatif dengan geologi lapangan tradisional, yang dilakukan di salah satu laboratorium geologi terkemuka di dunia, telah memberikan wawasan segar mengenai ledakan kehidupan di Kambrium.

Sejarah bumi selama 4,6 miliar tahun telah didominasi oleh kehidupan bersel tunggal sejak tidak lama setelah pembentukan planet ini. Namun, sekitar 500 juta tahun yang lalu, sebuah peristiwa dramatis yang dikenal sebagai “ledakan” Kambrium terjadi. Selama periode ini, keanekaragaman bentuk kehidupan yang luar biasa muncul dan terawetkan dalam catatan fosil. Fosil-fosil ini mencakup kelompok besar beragam hewan yang berevolusi menjadi kelompok hewan yang masih hidup hingga saat ini (termasuk manusia).

Makalah terbaru yang ditulis oleh para peneliti UNM dan tim kolaboratif yang diperluas ditampilkan sebagai artikel sains utama di GSA Today edisi November 2024 berjudul The Cambrian of the Grand Canyon: Refinement of a Classic Stratigraphic Model.

“Grup Tonto di Grand Canyon menyimpan harta karun berupa lapisan sedimen dan fosil yang mencatat Ledakan Kambrium sekitar 500 juta tahun yang lalu, ketika hewan pertama bercangkang keras berkembang biak dengan cepat dan permukaan laut naik hingga menyelimuti benua dengan munculnya kehidupan laut,” kata Carol Dehler, profesor di Universitas Negeri Utah.

Dehler adalah penulis utama bersama profesor dan ahli paleontologi UNM Fred Sundberg sebagai rekan penulis, dan rekan penulis termasuk Profesor Terhormat UNM Karl Karlstrom dan Laurie Crossey, James Hagadorn dari Museum Alam dan Sains Denver, Mark Schmitz dari Boise State University, dan Steve Rowland dari Universitas Nevada Las Vegas.

Menyempurnakan Model Pelanggaran Laut McKee

Selain kemajuan penelitian, makalah ini juga memuat kemajuan pendidikan geosains yang dibangun berdasarkan model klasik pelanggaran laut (kemajuan laut melintasi benua) yang dikembangkan 50 tahun lalu pada batuan yang sama oleh Eddy McKee. Model McKee, yang diajarkan kepada banyak mahasiswa geologi di seluruh dunia, mengemukakan adanya pendalaman bertahap dan pergeseran bertahap dalam lingkungan sedimen.

“Model baru kami untuk pengendapan Grup Tonto jauh lebih bernuansa, menunjukkan campuran kondisi laut dan non-laut, retakan atau ketidakselarasan ketika tidak ada sedimen yang diendapkan, dan tempo evolusi yang jauh lebih cepat. Bahkan lebih dari sebelumnya, Tonto Group di Grand Canyon tetap menjadi salah satu bagian tipe Kambrium yang paling penting di dunia karena paparannya yang lengkap,” kata Profesor Karl Karlstrom dari UNM.

Divisi Ilmu Bumi National Science Foundation mendukung pekerjaan ini. “Temuan kami adalah pengingat bahwa sains adalah sebuah proses,” kata Hagadorn. “Pekerjaan kami di Grand Canyon, salah satu lanskap paling terkenal dan dicintai di dunia, menghubungkan orang-orang dengan ilmu pengetahuan ini dengan cara yang sangat pribadi.”

Lebih lanjut, peralatan canggih memberikan wawasan baru tentang kecepatan sedimentasi batuan dan memberikan petunjuk tentang seberapa cepat proses sedimentasi di laut jenisseperti trilobita dan hewan purba lainnya, terdiversifikasi.

“Metode penanggalan U-Pb tandem baru kami menyempurnakan usia yang tepat untuk setiap lapisan dalam suksesi dan untuk transisi antara biozon trilobita,” kata Schmitz, “kami menemukan bahwa spesies trilobita berbeda memancar, kemudian punah dalam waktu yang sangat cepat, sub -juta tahun, tempo.”

Metode ini melibatkan penggilingan sampel batuan sedimen dan memisahkan ratusan kristal zirkon seukuran pasir yang tersimpan di dalam sedimen. Rasio U-Pb dari butiran pertama-tama diperoleh dengan menggunakan metode pendahuluan untuk penanggalan cepat, kemudian butiran termuda diberi penanggalan secara tepat dengan metode laboratorium yang lebih rumit (dan tepat).

Kerangka Kerja Baru bagi Mahasiswa dan Peneliti

“Batuan sedimen sulit untuk ditentukan penanggalannya,” kata Crossey, “tetapi pengendapan sedimen dan fosil yang terkubur di dalamnya, harus lebih muda dari umur butiran termuda sehingga dengan banyak penanggalan kita dapat mengelompokkan umur sedimen.”

Dehler mengatakan model baru yang dikembangkan tim, dibandingkan dengan model McKee, menawarkan jalur utama bagi mahasiswa dan peneliti untuk mencapai pemahaman lebih dalam tentang ledakan Kambrium.

“Dari lapisan setebal 500 meter milik Tonto Group, kami belajar tentang kenaikan permukaan laut dan dampak bencana badai tropis – yang mungkin lebih dahsyat dibandingkan badai dahsyat yang terjadi saat ini. Hal ini terjadi di dunia tanpa tumbuhan darat dan selama periode suhu yang sangat panas ketika bumi bebas es,” kata Dehler. “Permukaan air laut sangat tinggi sehingga sedimen seperti Tonto Group mengendap di sebagian besar benua dalam lingkungan yang memungkinkan keanekaragaman hewan di Bumi berkembang pesat.”

Referensi: “The Cambrian of the Grand Canyon: Refinement of a Classic Stratigraphic Model” oleh Carol Dehler, Frederick Sundberg, Karl Karlstrom, Laura Crossey, Mark Schmitz, Stephen Rowland dan James Hagadorn, 23 Oktober 2024, GSA Hari Ini.
DOI: 10.1130/GSATG604A.1