Jakarta | Catatan geologi menunjukkan bahwa sumbu Bumi pernah mengalami pergeseran sebanyak empat kali dalam 320 juta tahun terakhir. Temuan ini mencakup masa ketika dinosaurus masih hidup, sehingga memperlihatkan bahwa perubahan posisi kutub bukan hanya gejala yang berkaitan dengan masa kini. Rekaman dari zaman purba tersebut menjadi dasar untuk menelusuri bagaimana orientasi Bumi berubah dalam rentang waktu yang sangat panjang.
Penelitian mengenai jejak pergeseran itu dilakukan oleh Matthew Domeier bersama timnya dari Universitas Oslo. Mereka menelusuri pergerakan yang dikenal sebagai true polar wander, atau TPW. Istilah tersebut merujuk pada pergeseran kutub relatif terhadap permukaan Bumi, sebagaimana terekam dalam data geologi dari masa lampau. Dengan meninjau rekaman tersebut, para peneliti dapat mengidentifikasi beberapa episode ketika sumbu Bumi berpindah dari posisi sebelumnya.
TPW menjadi penting karena perubahan posisi kutub berkaitan dengan perubahan letak bagian-bagian Bumi terhadap sumbu rotasinya. Dalam pembahasan ini, perhatian diarahkan pada hubungan pergeseran kutub dan pola naik-turunnya permukaan laut pada masa purba. Ketika posisi kutub berubah, distribusi wilayah terhadap sumbu Bumi juga mengalami perubahan, sehingga rekaman pergeseran tersebut dapat dibandingkan dengan catatan perubahan permukaan laut.
Pembahasan berikutnya akan berfokus pada rekaman empat kali pergeseran sumbu Bumi serta dampaknya terhadap perubahan permukaan laut. Dengan menelusuri TPW sejak zaman kuno, penelitian ini menawarkan kerangka untuk memahami keterkaitan dinamika kutub dan naik-turunnya permukaan laut dalam sejarah geologi. Fokus tersebut membantu menempatkan perubahan permukaan laut sebagai bagian dari catatan perubahan posisi kutub yang berlangsung selama ratusan juta tahun.
True Polar Wander (TPW) adalah perubahan orientasi sumbu rotasi Bumi terhadap bagian dalam planet yang berlangsung sangat lambat dalam skala geologi. Fenomena ini terjadi ketika redistribusi massa di mantel, kerak, atau permukaan Bumi mengubah keseimbangan momen inersia. Agar planet kembali berada dalam keadaan rotasi yang lebih stabil, sumbu rotasi dapat bergeser relatif terhadap permukaan Bumi. Dengan demikian, lokasi yang sebelumnya berada di dekat kutub dapat bergerak menuju lintang yang lebih rendah, sedangkan wilayah lain mengalami perpindahan ke arah kutub, tanpa memerlukan perubahan besar pada posisi Bumi di orbitnya.
Perpindahan tersebut turut mengubah arah gaya sentrifugal yang bekerja pada lautan. Karena air laut cenderung terdorong menjauhi sumbu rotasi, perubahan orientasi itu dapat memengaruhi distribusi massa air dan bentuk permukaan laut. Akibatnya, muka laut tidak naik atau turun secara seragam di seluruh dunia. Sejumlah wilayah dapat mengalami kenaikan relatif, sementara wilayah lain mengalami penurunan relatif. Perubahan ini tidak selalu menunjukkan bertambah atau berkurangnya volume air laut, melainkan perubahan kedudukan permukaan laut terhadap daratan akibat bergesernya pola gaya dan keseimbangan rotasi planet.
Dalam menganalisis dampak TPW, terdapat empat kutub yang perlu diperhitungkan: kutub utara dan kutub selatan geografis, serta dua kutub yang berada pada sumbu TPW. Sumbu tambahan tersebut membentang di dua titik berlawanan pada khatulistiwa. Pengaruh paling nyata muncul di lokasi yang paling jauh dari keempat kutub, yaitu wilayah pada garis lintang sekitar 45 derajat yang posisinya tegak lurus terhadap sumbu TPW. Di kawasan ini, perubahan gaya sentrifugal relatif lebih kuat, sehingga permukaan laut dapat meningkat atau menurun mengikuti arah dan laju pergeseran sumbu. Pola tersebut membantu menjelaskan mengapa rekonstruksi laut purba dapat menunjukkan kenaikan di satu wilayah dan penurunan di wilayah lain pada waktu yang sama.
Salah satu contoh penting hubungan pergeseran sumbu Bumi dan perubahan permukaan laut terjadi sekitar 100 hingga 90 juta tahun lalu, pada pertengahan Zaman Kapur atau Cretaceous. Periode ini berlangsung ketika iklim global relatif hangat dan sejumlah wilayah benua memiliki konfigurasi yang berbeda dari sekarang. Pada masa tersebut, Spinosaurus dan Argentinosaurus masih hidup. Keduanya menjadi penanda paleontologis yang membantu membayangkan rentang waktu ketika perubahan geologi dan biologis berlangsung secara bersamaan.
Rekonstruksi yang dibahas menunjukkan pola permukaan laut yang sejalan dengan pergerakan true polar wander (TPW). Permukaan laut tercatat mengalami kenaikan di Amerika Utara dan Eropa. Sebaliknya, penurunan teridentifikasi di Amerika Selatan, Afrika Selatan, hingga Asia Timur. Pola yang berlawanan antarkawasan ini tidak sekadar menggambarkan perubahan volume air laut, tetapi juga berkaitan dengan perubahan posisi benua terhadap sumbu rotasi Bumi. Ketika sumbu tersebut bergeser, distribusi relatif daratan dan lautan terhadap rotasi planet dapat berubah, sehingga menghasilkan perbedaan regional pada catatan permukaan laut.
Pada interval ini, sumbu TPW diperkirakan bergerak berlawanan arah jarum jam sebesar 53 derajat bujur timur. Arah dan besaran tersebut memberikan kerangka untuk membandingkan rekonstruksi sumbu dengan pola naik-turunnya permukaan laut yang tersimpan dalam catatan geologi. Hasilnya sejalan dengan prediksi ahli geologi yang disusun sedikit lebih awal berdasarkan pergerakan benua. Kesesuaian itu menunjukkan bahwa arah pergeseran yang direkonstruksi berada dalam hubungan yang konsisten dengan model geologi sebelumnya, tanpa dengan sendirinya memperluas kesimpulan di luar periode dan data yang dianalisis. Contoh pertengahan Cretaceous ini menjadi salah satu dari empat periode ketika perubahan permukaan laut tampak mengikuti pola yang selaras dengan TPW.
Peneliti menemukan pola perubahan permukaan laut yang berkaitan dengan true polar wander (TPW) dalam empat periode geologis. Temuan paling kuat terlihat pada rentang 100–90 juta tahun lalu, ketika perpindahan sumbu rotasi Bumi tampak berhubungan dengan naik-turunnya permukaan laut secara teratur. Pola tersebut menunjukkan bahwa perubahan posisi sumbu dapat memengaruhi distribusi air laut dan menciptakan jejak yang masih terbaca dalam lapisan batuan. Hubungan ini tidak berarti bahwa TPW menjadi satu-satunya penyebab perubahan muka laut, tetapi memberikan petunjuk penting mengenai keterkaitan dinamika interior Bumi, rotasi planet, dan lingkungan permukaan.
Pola hampir serupa ditemukan pada 150–140 juta tahun lalu, yaitu pada Jura Akhir. Dalam interval ini, sumbu Bumi bergerak searah jarum jam sekitar 58 derajat bujur timur. Pergerakan tersebut diikuti perubahan permukaan laut yang memiliki kemiripan dengan pola pada periode 100–90 juta tahun lalu. Kesamaan itu memperkuat dugaan bahwa TPW meninggalkan dampak yang dapat dikenali melalui rekaman geologi dari waktu yang berbeda. Namun, tidak semua periode menunjukkan bukti dengan tingkat ketegasan yang sama. Dua interval lainnya, 200–190 juta tahun lalu dan 30–20 juta tahun lalu, memperlihatkan indikasi yang lebih lemah atau kurang jelas.
Ketidakjelasan pada periode 200–190 juta tahun lalu dan masa yang lebih baru mungkin disebabkan oleh terhapusnya sebagian catatan geologis. Erosi, penguburan, daur ulang kerak melalui subduksi, serta perubahan tektonik dapat menghilangkan bukti perubahan permukaan laut yang pernah terjadi. Selain itu, laju TPW yang cukup rendah pada interval tertentu mungkin menghasilkan pola yang lebih sulit dibedakan dari pengaruh lain. Secara umum, TPW terjadi ketika distribusi massa Bumi berubah sehingga sumbu rotasinya menyesuaikan posisi relatif terhadap kerak dan mantel. Tektonik lempeng merupakan salah satu mekanisme yang dapat mengubah distribusi massa tersebut, bersama proses lain di dalam planet. Karena perubahan massa tidak berlangsung seragam, kecepatan TPW juga dapat berbeda-beda dari satu periode dan wilayah ke periode serta wilayah lainnya.
Baca juga: Pemerintah Menilai Daya Beli Tetap Terjaga di Tengah Pergeseran Pola Konsumsi
