Pada awalnya, Bumi itu cuma bola lengket setengah cair.

Saat Tata Surya baru lahir, Bumi muda lebih mirip bola becek dari batuan setengah leleh yang lunak. Entah gimana caranya, setelah ratusan juta tahun, sebagian dari sup batuan itu akhirnya mengental dan membentuk benua pertama—pondasi dari semua lanskap yang kita kenal sekarang.

Kebanyakan ilmuwan menduga jawabannya ada di bawah kaki kita, tersimpan dalam geologi Bumi yang tak kenal diam.

Tapi menurut tim yang dipimpin geolog Chris Kirkland dari Curtin University di Australia, Bumi mungkin nggak sendirian dalam proses ini.

Mereka berpendapat bahwa pertumbuhan benua dipengaruhi sesuatu yang jauh lebih besar: perjalanan panjang Tata Surya menembus lengan spiral Bima Sakti.

Kedengarannya berani—tapi menurut para peneliti, jejaknya terukir di beberapa mineral tertua Bumi, yaitu kristel-kristel kecil zirkon yang terbentuk miliaran tahun lalu.

“Geologi mungkin selama ini membatasi dirinya terlalu sempit dalam lingkup sistem Bumi saja,” kata Kirkland ke ScienceAlert.

“Pertanyaan sebenarnya bukan apakah Bumi terhubung dengan galaksi yang lebih luas, tapi apakah koneksi itu meninggalkan sinyal geologis yang cukup kuat untuk kita deteksi.”

Sejarah Bumi nggak berlangsung dalam ruang hampa.

Setiap mengorbit pusat Bima Sakti sekitar 250 juta tahun, Tata Surya berulang kali melewati lengan spiral galaksi yang bergerak lebih lambat, kira-kira setiap 150 sampai 200 juta tahun. Lengan spiral ini adalah struktur galaksi yang lebih padat, tempat gas dan debu berkumpul dan bintang-bintang baru lahir.

Perjumpaan itu mungkin meninggalkan bekas di Bumi.

Tata Surya kita dikelilingi Awan Oort, cangkang bola raksasa berisi benda-benda es yang jaraknya ribuan kali lebih jauh dari Matahari dibanding Pluto. Banyak komet periode panjang di Tata Surya diduga berasal dari sana.

Saat Tata Surya bergerak menembus lengan spiral, interaksi gravitasi bisa mengusik benda-benda di Awan Oort dan melontarkannya ke Tata Surya bagian dalam sebagai komet.

Para peneliti menduga, hantaman-hantaman raksasa itulah yang mungkin membantu menciptakan fragmen kerak benua pertama yang stabil—”benih” yang kelak tumbuh menjadi benua-benua modern.

“Mungkin terdengar luar biasa, tapi nggak terlalu mustahil begitu catatan geologisnya mulai selaras,” kata Kirkland.

“Kami mulai serius ketika berbagai dataset independen mulai menunjuk ke arah yang sama: pergeseran berulang pada isotop hafnium zirkon di beberapa kraton Arkean, perubahan distribusi isotop oksigen zirkon, dan puncak usia hantaman di Bumi serta Bulan yang waktunya cocok dengan prediksi perlintasan lengan spiral.”

Bumi menyimpan sangat sedikit catatan tentang masa bayinya. Erosi, daur ulang kerak, dan berbagai proses geologis lainnya sudah mengikis atau mengubah sebagian besar kerak purba sampai tak bisa dikenali.

Satu pengecualian: mineral super tangguh bernama zirkon. Di formasi batuan purba tertentu, kristel-kristel kecil zirkon bertahan, membawa catatan isotopik dari lingkungan kimia tempat mereka terbentuk.

Dengan mengukur perubahan halus pada isotop unsur seperti hafnium dan oksigen di dalam kristel ini, para geolog bisa merekonstruksi kapan dan bagaimana kerak benua berevolusi di lokasi tertentu.

Kirkland dan rekan-rekannya mulai penasaran ketika pola isotop yang mirip muncul di banyak kraton yang letaknya berjauhan—kraton adalah “tulang punggung” benua yang padat dan purba.

“Kita nggak bisa cuma melihat satu puncak usia zirkon dan langsung mencapnya sebagai ‘hantaman’. Pembalikan mantel, plume, subduksi, dan tabrakan benua semua bisa menghasilkan perubahan besar pada catatan isotop zirkon,” jelasnya.

“Bedanya ada pada pola yang lebih luas. Pemicu yang berasal dari dalam Bumi seharusnya mencerminkan evolusi geologis satu kawasan tertentu. Tapi pemicu eksternal punya potensi memengaruhi beberapa kraton yang saling berjauhan pada waktu yang hampir bersamaan, dan waktunya cocok dengan bukti independen soal peningkatan bombardemen di Bumi maupun Bulan.”

Tim ini mengumpulkan catatan zirkon dari 11 kraton Arkean di seluruh dunia, khususnya memfokuskan pada atom hafnium dan oksigen yang terperangkap di dalam kristel. Isotop hafnium bisa mengungkap episode pembentukan kerak baru, sementara isotop oksigen menyimpan petunjuk soal pengerjaan ulang kerak dan keterlibatan material yang pernah tersentuh permukaan.

“Mungkin terdengar luar biasa, tapi nggak terlalu mustahil begitu catatan geologisnya mulai selaras.” – geolog Chris Kirkland

Para peneliti lalu membandingkan catatan itu dengan waktu prediksi perlintasan lengan spiral, plus catatan usia hantaman dari Bumi dan Bulan yang sudah ditanggali secara independen.

“Untuk studi ini, kamu cuma perlu keluar malam hari dan lihat Bulan,” kata Kirkland.

“Permukaannya yang babak belur adalah rekaman hidup dari bombardemen yang dialami Tata Surya bagian dalam. Bumi mengalami lingkungan hantaman yang sama, tapi erosi, tektonik, dan daur ulang kerak sudah menghapus banyak bukti fisiknya.”

Kalau disatukan, semua catatan berbeda ini mengungkap episode berulang pembentukan kerak benua dan peningkatan bombardemen yang waktunya berulang kali cocok dengan prediksi perlintasan Tata Surya menembus lengan spiral Bima Sakti.

Para peneliti menekankan bahwa temuan mereka belum membuktikan hubungan antara perlintasan lengan spiral dengan evolusi benua.

Merekonstruksi orbit Bima Sakti miliaran tahun ke masa lalu itu sangat rumit, kata Kirkland, dan pengiriman komet dari Awan Oort bisa sulit diprediksi. Proses geologis lain mungkin juga memengaruhi kristel zirkon.

Tapi seperti yang ditemukan di studi terbaru yang juga ditulis Kirkland, sebagian besar energi yang sampai ke Bumi purba berasal dari bombardemen, bukan dari aktivitas geologis internal—temuan yang konsisten dengan ide bahwa hantaman kosmik memang punya peran besar membentuk planet muda ini.

Terkait: Kawah Asteroid Tertua di Dunia Berusia 3 Miliar Tahun, Studi Konfirmasi

Untuk mengonfirmasi model ini, kita mungkin perlu melihat ke luar Bumi—apakah tanda waktu yang sama muncul di catatan mineral benda langit seperti Mars dan Bulan.

Tapi mungkin kita nggak perlu terlalu kaget kalau memang menemukannya.

“Kalau perubahan lingkungan galaksi bisa membantu memicu pembentukan bintang, akan mengejutkan kalau perjalanan berulang Tata Surya menembus lingkungan itu sama sekali nggak berefek,” pungkas Kirkland.

“Pertanyaan ilmiahnya adalah apakah efek itu cukup kuat untuk meninggalkan catatan geologis yang bisa terdeteksi di Bumi.”

Penelitian ini telah dipublikasikan di Earth and Planetary Science Letters.