Diposting Rabu, 13 April 2011 jam 6:32 pm oleh Evy Siscawati

Teknik Baru mengungkapkan Bagaimana Glasier memahat Lembah

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Rabu, 13 April 2011 -


 

Walaupun jelas kalau glasier yang mengikir batuan selama jutaan tahun, seperti apa lansekap sebelum glasier muncul dan bagaimana glasier mengubah lansekap tersebut seiring waktu, tetap menjadi misteri. Glasiernya telah menghapus semua bukti.

Sekarang, para ilmuan dari Pusat Geokronologi Berkeley (BGC) dan Universitas California di Berkeley telah mengembangkan teknik cerdas untuk merekonstruksi sejarah pembentukan lahan dari daerah seluas 768 km persegi di Fiordland, Selandia Baru, dari masa Pleistosen awal sekitar 2,5 juta tahun lalu, ketika dunia mendingin dan glasier terbentuk, sepanjang periode interglasial hangat masa kini.

“Pertanyaan pertama yang kami tanyakan adalah, seberapa banyak lansekap dan relief masa kini merupakan hasil dari erosi glasial?” kata David Shuster, yang mengembangkan teknik baru ini, yang disebut termokronometri helium-4/helium-3. “Jawabannya adalah, semuanya.”

Shuster adalah asisten profesor ilmu bumi dan planet di UC Berkeley dan seorang geokimiawan di Pusat Geokronologi Berkeley.

“Ahli geologi telah beertanya, seperti apa lansekap ini 200 ribu tahun lalu atau 400 ribu tahun lalu, atau sebelum glasiasi Pleistosen terjadi?” kata ahli glasiologi Kurt Cuffey, professor dan kepala geografi serta profesor ilmu bumi dan planet di UC Berkeley. “Apakah lembahnya berawal dari lembah berbentuk V yang tenggelam dalames, dan glasier hanya melebarkan atau memperdalamnya? Atau mungkin reliefnya dipahat glasiasi, dan tidak peduli seperti apa lansekap batuannya sebelumnya.”

“Karya David membuka dunia penyelidikan baru untuk memberi tahu kita bagaimana lansekap alpin terbentuk, dengan implikasi pada bagaimana glasier masa kini bertindak pada lansekap,” katanya.

Shuster, Cuffey, mahasiswa pasca sarjana UC Berkeley, Johnny Sanders dan peneliti BGC Greg Balco melaporkan kesimpulannya dalam edisi 1 April jurnal Science.

Glasier memahat mulutnya pertama lalu kepalanya

Mereka menemukan kalau di Fiordland, sebuah tujuan wisata terkenal di Alpen selatan Selandia Baru, batuan yang saat ini berada di permukaan dahulu berada 2 kilometer di bawah tanah ketika glasier mulai terbentuk sekitar 2,5 juta tahun lalu. Sejak itu, pegunungan naik sebagai hasil aktivitas tektonik, sementara glasier mengalir turun gunung, membentuk lansekap dan membentuk lembah berbentuk U dalam perjalanannya ke laut.

Apa yang mengejutkan ahli geologi adalah sebagian pembuatan lembah terjadi di aliran turun mulut glasier selama sejuta tahun pertama, pada dasarnya berhenti sekitar 1,5 juta tahun lalu. Untuk sejuta tahun kemudian, hingga sekitar 500 ribu tahun lalu, erosi terjadi terutama di kepala glasier, yang secara tetap memakan dinding kepala, yang dicirikan oleh cirque terjal mirip amphiteater. Sebagai hasilnya, lembah dalam menaikkan cekungan drainasenya menuju celah pegunungan, membentuk sisi punggung silet dalam prosesnya.

“Tampaknya, kepala glasier akan langsung bertemu satu sama lain di sisi lain gunung, dan erosi yang lebih cepat di dinding kepala menyebabkan glasier memakan jalannya menuju gerigi pegunungan, lebih jauh dari outlet glasier,” kata Cuffey.

Perubahan utama pada topografi pengunungan pada dasarnya berhenti sekitar setengah juta tahun lalu. Periode interglasial masa kini bermula 12 ribu tahun lalu, setelah suhu yang lebih hangat menyebabkan glasier meleleh dan berkurang. Fakta kalau lembah Fiordland sekarang bebas es memungkinkan para peneliti mengumpulkan sampel batuan permukaan dari 33 lokasi di empat lembah glasial selama enam hari dengan bantuan helikopter. Ujung lembah ada di Milford Sound atau Danau Te Anau.

Suhu merupakan proksi kedalaman

Shuster mengembangkan termokronometri helium-4/helium-3 saat menjadi mahasiswa pasca sarjana di Caltech, dimana ia memperoleh PhD nya di tahun 2005. Teknik yang digunakan memungkinkan untuk menemukan suhu sebuah mineral saat ia mendingin sepanjang waktu geologi. Karena suhu meningkat seiring kedalaman, sejarah temperatur mineral memberi tahu seberapa dalam ia terkubur dalam periode jutaan tahun.

“Teknik ini memungkinkan kami mengumpulkan sampel dari permukaan masa kini dan, berdasarkan pengamatan, menarik kesimpulan bagaimana mereka mendingin dari 80 derajat Celsius menjadi 20 derajat Celsius dalam beberapa juta tahun terakhir, dan karenanya, seberapa dalam mereka saat mereka mulai mendingin,” kata Shuster.

Saat ini, teknik ini hanya bekerja pada kristal apatit, sebuah mineral kalsium fosfat yang ditemukan terutama dalam batuan plutonik, seperti granit, yang memadat dari magma jauh dibawah tanah. Kristal apatit mengandung uranium dan thorium, yang selama jutaan tahun meluruh secara radioaktif, menghasilkan helium-4. Helium secara perlahan bocor dari kristal menuju batuan sekitarnya, namun laju kebocoran menurun saat kristal mendingin.

Menggunakan perangkat khusus di BGC, ahli geologi mampu menentukan usia pendinginan mineral dengan mengukur jumlah uranium dan thorium di tiap kristal dan jumlah total helium-4. Teknik baru ini melibatkan iradiasi kristal dengan berkas proton untuk menciptakan helium-3, lalu mengukur keluarnya gas dari kedua isotop helium untuk memperoleh penampang lintang konsentrasi helium-4 di dalam kristal. Mereka lalu menghitung sejarah pendinginan kristal berdasarkan laju difusi helium.

Semua sampel lebih muda dari 2,5 juta tahun, menunjukkan jangkauan suhu yang besar, dan berarti sejarah kedalamannya. Cuffey dan Shuster menggunakan model komputer untuk menguji berbagai skenario dan menyimpulkan kalau hanya satu saja yang sesuai dengan data: Glasier pada awalnya memahat lembah berbentuk U di flank pegunungan, dan hanya kemudian mulai memakan daerah kepala air, termasuk cirque dan belahan drainase.

“… morfologi ini mewakili analog modern di Norwegia dan Antartika, dimana lembah terjal berlari turun ke lantai dsar,” kata para penulis.

Pemahaman umum adalah kalau batuan terkikis lebih cepat ketika es berada di lereng terjal, kata mereka. Karenanya, laju erosi glasier paling besar terjadi ketika sungai es yang mengalir turun secara tajam.

“Skenario ini konsisten dengan laju erosi subglasial yang tergantung kecepatan turun air, namun tidak pelepasan es,” kata Shuster.

Penelitian ini didukung oleh Yayasan Sains Nasional. Penelitian BGC didukung oleh Yayasan Ann dan Gordon Getty.

Sumber berita :

University of California – Berkeley.

Referensi jurnal :

D. L. Shuster, K. M. Cuffey, J. W. Sanders, G. Balco. Thermochronometry Reveals Headward Propagation of Erosion in an Alpine Landscape. Science, 2011; 332 (6025): 84 DOI: 10.1126/science.1198401

 

 

 

 

Evy Siscawati
Facts are the air of scientists. Without them you can never fly (Linus Pauling). Berjalan di pantai, dud dud, berjalan di pantai, dud dud (ESW).
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.