Lempengan Purba Farallon Ditemukan Menarik Kerak Amerika Utara ke Dalam Mantel Bumi

SEBUAH lempengan kuno dari kerak Bumi yang terkubur jauh di bawah wilayah Midwest Amerika Serikat, menarik bagian besar kerak Amerika Utara masa kini ke dalam mantel Bumi, demikian menurut para peneliti.

Tarikan dari lempengan ini menciptakan “tetesan raksasa” yang menggantung dari bagian bawah benua hingga kedalaman sekitar 640 kilometer di dalam mantel, menurut sebuah studi terbaru. Tetesan ini terletak di bawah area yang membentang dari Michigan hingga Nebraska dan Alabama, namun keberadaannya tampaknya berdampak pada seluruh benua Amerika Utara.

Wilayah tetesan tersebut tampak seperti corong besar, dengan batuan dari berbagai penjuru Amerika Utara tertarik secara horizontal menuju area tersebut sebelum tersedot ke bawah. Akibatnya, bagian besar dari Amerika Utara kehilangan material dari bagian bawah keraknya, kata para peneliti.

Baca juga : Temuan Baru Ungkap Usia Pulau Benua di Mantel Bumi yang Bisa Lebih dari Satu Miliar Tahun

“Wilayah yang sangat luas mengalami penipisan,” kata penulis utama studi ini, Junlin Hua, seorang ahli geosains yang melakukan penelitian ini saat menjalani program postdoctoral di University of Texas (UT) di Austin. 

“Untungnya, kami juga menemukan gagasan baru tentang apa yang menyebabkan penipisan ini,” lanjut Hua, yang kini menjadi profesor di University of Science and Technology of China.

Para peneliti menemukan bahwa tetesan tersebut dihasilkan dari tarikan ke bawah oleh potongan kerak samudra yang terlepas dari lempeng tektonik kuno yang disebut lempeng Farallon.

Baca juga : Penemuan “Dunia yang Hilang”, Peneliti Ungkap Adanya Struktur Misterius di Mantel Bumi

Dahulu, lempeng Farallon dan lempeng Amerika Utara membentuk zona subduksi di sepanjang pantai barat benua, di mana lempeng Farallon bergerak masuk ke bawah lempeng Amerika Utara dan mendaur ulang materialnya ke dalam mantel. Lempeng Farallon pecah karena pergerakan lempeng Pasifik sekitar 20 juta tahun lalu, dan potongan-potongan sisanya secara perlahan terdorong ke bawah lempeng Amerika Utara.

Salah satu potongan tersebut kini berada di perbatasan antara zona transisi mantel dan mantel bawah pada kedalaman sekitar 660 km di bawah wilayah Midwest. Dikenal sebagai lempengan Farallon dan pertama kali terlihat melalui pencitraan pada 1990-an, potongan kerak samudra ini menjadi penyebab dari proses yang disebut penipisan kratonik (cratonic thinning), menurut studi yang dipublikasikan pada 28 Maret di jurnal Nature Geoscience.

Penipisan kratonik merujuk pada pengikisan kraton — wilayah kerak benua dan mantel atas Bumi yang telah bertahan utuh selama miliaran tahun. Meskipun sangat stabil, kraton dapat mengalami perubahan. Fenomena ini belum pernah diamati secara langsung karena berlangsung dalam skala waktu geologis yang sangat panjang.

Kini, untuk pertama kalinya, para peneliti berhasil mendokumentasikan proses penipisan kratonik saat sedang terjadi. Penemuan ini dimungkinkan melalui proyek pemetaan bawah tanah Amerika Utara yang dipimpin oleh Hua, menggunakan teknik pencitraan seismik resolusi tinggi yang disebut “full-waveform inversion”. Teknik ini menggunakan berbagai jenis gelombang seismik untuk menggali semua informasi fisik yang tersedia dari bawah permukaan tanah.

“Hal seperti ini penting jika kita ingin memahami bagaimana planet ini berevolusi selama waktu yang sangat lama,” kata Thorsten Becker, salah satu penulis studi dan profesor geofisika di UT Austin. “Berkat metode full-waveform ini, kita kini punya representasi yang lebih baik dari zona penting antara mantel dalam dan litosfer bagian atas [kerak dan mantel atas].”

Untuk menguji hasil temuan mereka, para peneliti mensimulasikan dampak dari lempengan Farallon terhadap kraton di atasnya menggunakan model komputer. Area tetesan terbentuk saat lempengan ada, namun menghilang ketika lempengan tidak dimasukkan, membuktikan lempengan yang tenggelam dapat menyeret batuan di area yang luas ke bagian dalam Bumi.

Namun, proses tetesan yang terjadi di bawah Midwest ini tidak akan menyebabkan perubahan di permukaan dalam waktu dekat, kata para peneliti. Bahkan, proses ini bisa berhenti seiring dengan semakin dalamnya lempengan Farallon masuk ke mantel bawah dan pengaruhnya terhadap kraton mulai melemah.

Temuan ini dapat membantu para ilmuwan menyusun kembali teka-teki besar tentang bagaimana rupa Bumi bisa terbentuk seperti sekarang. “Ini membantu kita memahami bagaimana benua terbentuk, bagaimana mereka pecah, dan bagaimana mereka didaur ulang,” kata Becker. (Space/Z-2)