Tabrakan hebat di sabuk asteroid utama mungkin telah memicu gelombang dampak berkepanjangan di seluruh tata surya bagian dalam sekitar 800 juta tahun yang lalu, menurut sebuah penelitian yang dipimpin oleh Southwest Research Institute.
Para peneliti berpendapat bahwa pecahnya objek induk yang membentuk keluarga asteroid Eulalia mengirimkan sejumlah besar puing ke Bumi, Bulan, dan Mars. Jika kaitannya benar, peristiwa tersebut dapat menyebabkan perubahan geologis di beberapa dunia dan bahkan mempengaruhi iklim dan biosfer bumi.
Dampak kuno dan sejarah kehidupan
“Peran dampak terhadap asal usul dan evolusi kehidupan di tata surya kita masih kurang dipahami,” kata Dr. William Bottke, direktur eksekutif Divisi Sains dan Eksplorasi Tata Surya SwRI di Boulder, Colorado. Ia juga mengepalai Pusat Asal dan Evolusi Bulan (CLOE), tim SwRI di Institut Virtual Penelitian Eksplorasi Tata Surya NASA, dan merupakan penulis utama makalah yang menjelaskan penelitian ini. “Permukaan Bulan yang memiliki banyak kawah merupakan pengingat akan dampak signifikan dari masa lalu Bumi, namun sejauh ini hanya dampak Chicxulub 66 juta tahun yang lalu yang terkait erat dengan dampak spesifik terhadap kehidupan, yaitu kepunahan massal dinosaurus.”
Chicxulub adalah kawah tumbukan besar yang terkubur di bawah Semenanjung Yucatán, Meksiko. Tabrakan asteroid yang menciptakannya banyak dikaitkan dengan peristiwa kepunahan yang memusnahkan semua dinosaurus non-unggas dan banyak spesies lainnya.
Tabrakan yang jauh lebih tua jauh lebih sulit untuk direkonstruksi. Bukti geologis mengenai dampak yang berumur lebih dari 650 juta tahun jarang terjadi, karena permukaan bumi terus-menerus dimodifikasi dan didaur ulang.
Gunung berapi menciptakan batuan baru, lempeng tektonik membentuk kembali benua dan dasar laut, dan cuaca secara bertahap menghancurkan bentang alam yang terbuka. Bersama-sama, proses-proses ini menghapus atau mengubur banyak kawah tumbukan kuno.
Untuk menyelidiki bagian-bagian sejarah Bumi yang hilang ini, para ilmuwan dapat mempelajari hujan asteroid, periode ketika pecahan-pecahan tabrakan besar berulang kali menghantam planet-planet dan bulan-bulan di seluruh tata surya bagian dalam.
“Peristiwa langka ini, yang dipicu oleh tabrakan besar dan berlokasi strategis di sabuk asteroid utama, membombardir seluruh bagian dalam tata surya,” kata Bottke. “Dengan demikian, bukti yang tersimpan di permukaan statis Bulan dapat digunakan untuk menyimpulkan apa yang terjadi di Bumi dan Mars pada zaman kuno.”
Bulan menyimpan catatan dampak kuno
Tidak seperti Bumi, Bulan tidak memiliki lempeng tektonik aktif, aliran air, atau atmosfer substansial yang dapat dengan cepat menghapus kawah-kawah tua. Oleh karena itu, permukaannya merupakan arsip dampak kuno yang jauh lebih lengkap.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa Bulan mengalami peningkatan dampak besar yang signifikan sekitar 800 juta tahun yang lalu. Kesimpulan ini didasarkan pada perkiraan usia kawah utama bulan dan usia kaca tumbukan yang dikumpulkan selama misi Apollo.
Kaca tumbukan terbentuk ketika tumbukan menghasilkan panas yang cukup untuk melelehkan batu. Bahan cair tersebut berubah menjadi kaca, sehingga menyimpan petunjuk kimia dan kronologis yang dapat digunakan para ilmuwan untuk memperkirakan kapan dampak tersebut terjadi.
Meskipun bukti yang ada di bulan menunjukkan adanya lonjakan dampak, para peneliti masih harus mengidentifikasi peristiwa realistis di sabuk asteroid yang dapat menyebabkannya.
“Tim forensik kosmik kami menggunakan model tumbukan dan dinamis untuk menghubungkannya dengan pembentukan asteroid keluarga Eulalia, ketika sebuah benda primitif yang menyerupai kondrit berkarbon bertabrakan dengan benda lain,” kata Bottke. “Lokasi asteroid induk adalah kuncinya: ia pecah di tepi resonansi gravitasi gerak rata-rata 3:1 dengan Jupiter.”
Kondrit berkarbon adalah meteorit primitif kaya karbon yang mengandung beberapa bahan tertua yang terbentuk di tata surya. Mereka mungkin juga mengandung mineral yang mengandung air dan senyawa organik.
Rute pelarian gravitasi Jupiter
Daerah orbital yang dijelaskan oleh Bottke disebut resonansi J3:1. Dalam konfigurasi ini, sebuah asteroid mengelilingi Matahari tiga kali dalam setiap orbit yang dilakukan Jupiter.
Dorongan gravitasi Jupiter yang berulang-ulang secara bertahap dapat menggoyahkan asteroid di wilayah ini. Akibatnya, resonansi bertindak sebagai jalan keluar dari sabuk asteroid utama, mendorong benda-benda ke dalam orbit memanjang yang memotong jalur planet-planet.
Banyak asteroid yang saat ini ditemukan di dekat Bumi diyakini keluar dari sabuk asteroid melalui wilayah J3:1.
Menurut simulasi, posisi tubuh induk Eulalia membuat perpecahan tersebut menjadi sangat signifikan. Sekitar setengah dari fragmen segera memasuki resonansi J3:1.
Resonansi tersebut kemudian menyebarkan puing-puing planet ini ke seluruh tata surya bagian dalam, meningkatkan jumlah dampak pada Bulan, Bumi, Mars, dan mungkin dunia berbatu lainnya.
Pengeboman tidak berakhir dengan cepat. Selama 100 hingga 150 juta tahun berikutnya, tambahan 25% fragmen secara bertahap beresonansi melalui efek Yarkovsky.
Efek Yarkovsky adalah kekuatan halus yang disebabkan oleh panas. Asteroid menyerap sinar matahari dan kemudian melepaskan energi tersebut dalam bentuk radiasi infra merah. Karena panas yang dipancarkan tidak merata, hal ini menghasilkan gelombang kecil yang secara perlahan dapat mengubah orbit asteroid selama jutaan tahun.
Sebuah penghalang melintasi tata surya bagian dalam
Pemodelan menunjukkan bahwa pecahnya Eulalia dapat menjelaskan peningkatan kawah bulan yang terjadi sekitar 800 juta tahun yang lalu. Hal ini juga menunjukkan bahwa tabrakan tersebut mungkin menghasilkan efek yang jauh lebih luas di seluruh bagian dalam tata surya.
Bumi akan menerima dampak yang lebih besar dibandingkan Bulan karena ukurannya jauh lebih besar dan gravitasinya lebih kuat. Para peneliti memperkirakan bahwa untuk setiap benda besar yang menabrak Bulan, sekitar dua puluh benda berukuran sama atau lebih besar akan menabrak Bumi.
Sebagian besar bukti fisik dampak ini telah hilang dari muka bumi. Namun, waktu pemboman tersebut bertepatan dengan periode pendinginan yang meluas dan perubahan biologis yang besar, yang menunjukkan bahwa dampaknya berdampak pada lingkungan planet ini.
Studi ini tidak menetapkan bahwa serangan asteroid menyebabkan perubahan ini, namun kebetulan tersebut merupakan target yang menarik untuk penelitian di masa depan.
“Mengingat puncak bendungan ini bertepatan dengan periode pendinginan yang meluas dan perubahan besar dalam biosfer kita, maka kita tergoda untuk berasumsi bahwa pendinginan ini menghasilkan pendinginan yang kedua,” kata Bottke. “Di Mars, dampak ini akan memicu episode guncangan seismik yang signifikan dan mungkin terkait dengan peningkatan aktivitas gunung berapi. Secara keseluruhan, hal ini menunjukkan bagaimana tabrakan dahsyat tertentu di sabuk utama bisa berdampak besar pada sejarah planet kebumian.”
