Geologi lahir sebagai ilmu yang bersistematika baru dua ratus tahun yang lalu,
sangat muda bila dibandingkan dengan ilmu-ilmu fisik lainnya (astronomi,
biologi, fisika, kimia) yang telah muncul sejak ratusan tahun sebelum Masehi.
Mungkin karena masih muda itulah, maka sejak lahirnya geologi telah membawa
kontroversi-kontroversi.
Anthony Hallam, penulis beberapa buku geologi terkenal (a.l. “A Revolution in
the Earth Sciences : from Continental Drift to Plate Tectonics” – Oxford
University Press, 1973) menyebutkan ada empat geokontroversi terbesar : (1)
neptunists vs. plutonists, (2) catasthrophists vs. uniformists, (3) young Earth
vs. old Earth, dan (4) fixists vs mobilists. Hallam menjelaskan keempat
kontroversi tersebut dalam bukunya “Great Geological Controversies” – Oxford
University Press, 1989.
Atas empat geokontroversi tersebut, boleh saya tambahkan geonontroversi ke-5,
yaitu (5) expanding Earth. Bila ada kontroversi lain yang sifatnya global dan
signifikan pengaruhnya kepada ilmu geologi, silakan kawan-kawan tambahkan.
Berikut ini adalah ringkasan kelima geokontroversi tersebut, sekadar
mengingatkan kembali. Beberapa kontroversi tersebut telah dianggap selesai,
meskipun sebenarnya belum tentu selesai bila pada masa yang akan datang
ditemukan bukti-bukti baru yang bertentangan lagi, maka boleh saja babak baru
geokontroversi tersebut digelar lagi.
Neptunists vs. Plutonists
Seorang pionir geologi Jerman, Abraham Gottlob Werner, pada abad akhir ke-18
mengeluarkan teori bernama neptunisme saat ia menafsirkan sebuah urutan batuan
yang ditemukannya yang disusun dari bawah ke atas oleh batuan beku, batuan
metamorf dan batuan sedimen. Menurutnya, Bumi dulu pernah ditutupi oleh lautan
asal (primeval ocean) yang mengatasi seluruh permukaannya bahkan
pegunungan-pegunungan tertinggi. Teorinya ini disebut neptunisme, mengambil
nama dewa lautan bangsa Latin : Neptunus. Batuan-batuan beku dan metamorf juga
ditafsirkannya sebagai hasil pengendapan dari air laut. Teorinya ini diterima
secara luas saat itu, tetapi kesulitan pun segera muncul ketika harus
menjelaskan asal lava basal dan gunungapi. Akhirnya, Werner mengatakan bahwa
aktivitas volkanik dan lava basal itu sebagai akibat pembakaran lapisan
batubara di tambang-tambang bawah tanah. Tetapi jawaban Werner ini tak
memuaskan ketika dilakukan penelitian di banyak tempat di Eropa. Maka,
pandangan berlawanan pun segera diajukan James Hutton yang mengatakan bahwa
tak semua granit itu primordial sebab ia menemukan banyak intrusi granit di
Skotlandia yang menerobos batuan sedimen yang menutupinya. Artinya, intrusi
granit ini lebih muda daripada batuan sekelilingnya. Teori Hutton ini disebut
plutonisme. Neptunisme Werner kehilangan penganut, memasuki abad ke-19
plutonisme banyak dianut orang. Demikian, tulis Hallam (1989, 2000).
Kini, kita tahu neptunisme hanya benar untuk sedimen karbonat in-situ; sisanya
semua batuan adalah plutonisme dan modifikasinya melalui proses-proses daur
batuan. Meskipun demikian, masih ada masalah tentang granitisasi batuan sedimen
yaitu bahwa granit tak semuanya dihasilkan oleh plutonisme, ada proses
migmatisasi dan magmatisasi batuan sedimen yang akan mengubahnya menjadi
granit, lahirlah I-type dan S-type granite.
Catastrophists vs. uniformists
Istilah-istilah katasrofisme dan uniformitarianisme diciptakan oleh William
Whewell pada tahun 1832. Tokoh utama katastrofisme pada awal abad ke-19 adalah
para ilmuwan Prancis : Georges Cuvier dan Leonce Elie de Beaumont. Teori
katastrofisme mereka didasarkan atas pekerjaan stratigrafi Tersier di Cekungan
Paris. Cuvier melihat urutan stratigrafi tersebut sebagai akibat
peristiwa-peristiwa bencana besar atau malapetaka (katastrofi) yang tak hanya
mengganggu urutan lapisan dan menyebabkan perubahan muka laut yang dramatik
tetapi juga menyebabkan kepunahan massa fauna. Elie de Beaumont mengikuti
Cuvier bahwa lapisan-lapisan yang miring dan terlipat yang diamatinya
mengartikan suatu gangguan yang mendadak, bukan akibat proses yang lambat dan
berangsur (gradual). Di pihak lain, berdiri Charles Lyell, seorang pengikut
James Hutton, yang membela perubahan lambat dan gradual dalam proses-proses
geologi yang disebut prinsip uniformitarianisme. Perdebatan sengit
pun terjadi di Inggris selama tahun 1820-an dan 1830-an. Di pihak
katastrofisme ada William Buckland dan Adam Sedgwick yang mengajukan teori
katastrofik bernama teori diluvial, yaitu bahwa banyak fenonema geologi terjadi
sebagai akibat banjir zaman Nuh. Meskipun teori diluvial tak bertahan lama,
para pembela katastrofik mengatakan bahwa sejarah Bumi itu punya arah,
“direction” tertentu, semakin maju; bukan keadaan yang tetap sama di semua
zaman, “steady state” seperti yang dibela Charles Lyell. Begitulah ringkasan
perdebatan tersebut, seperti ditulis Hallam (1989, 2000).
Kini, kita melihat bahwa proses-proses dalam sejarah Bumi terjadi baik melalui
uniformitarianisme maupun katastrofisme. Gejala sedimentasi yang kini terjadi
di muara sungai atau pantai membentuk struktur-struktur sedimen yang persis
sama yang kita amati terdapat di batuan-batuan berumur Kapur atau Miosen
misalnya. Proses modern ternyata sama dengan proses puluhan juta tahun yang
lalu –uniform atau seragam. Kita juga melihat proses kompaksi dan litifikasi
sedimen menjadi batuan yang lama, berangsur atau gradual. Tetapi, kita melihat
juga bahwa terdapat “directionalism” dalam perkembangan makhluk hidup dari masa
yang lebih lama ke masa yang lebih baru berdasarkan peninggalan-peninggalan
fosil. Alam tak tinggal tetap, tidak steady state. Bencana-bencana besar yang
memunahkan massa fauna dan flora pun rutin terjadi, yang terbesar misalnya pada
akhir Perem dan akhir Kapur. Kombinasi konsep-konsep uniformists dan
catasthropists-lah yang terjadi.
Young Earth vs. Old Earth
Menjelang pertengahan abad ke-19 terdapat dua pengutuban pendapat tentang
berapa umur Bumi. Para fundamentalis Kristen dan Katolik berdasarkan penafsiran
mereka atas Alkitab menganggap Bumi ini umurnya hanya 6000 tahun. Para ahli
geologi, mengikuti Charles Lyell mengatakan bahwa umur Bumi jauh lebih tua dari
itu, tetapi mereka tak dapat mengatakan lebih detail seberapa tua yang
dikatakan tua itu. Mendapatkan tantangan itu, lalu dimulailah berbagai usaha
mengukur umur Bumi. Usaha serius pertama dilakukan John Phillips yang mengukur
kumulasi lapisan-lapisan batuan dan dengan mengacu kepada kecepatan sedimentasi
per tahun, akhirnya ia mendapatkan angka 96 juta tahun untuk umur pembentukan
kerak Bumi. Beberapa tahun kemudian, seorang ahli fisika Skotlandia William
Thompson (kemudian lebih terkenal dengan nama Lord Kelvin) mengukur umur Bumi
menggunakan metode berbeda. Lord Kelvin menggunakan asumsi yang saat itu telah
diyakini banyak orang bahwa Bumi pada
mulanya merupakan bola lebur yang panas yang mendingin secara perlahan. Dari
perhitungan-perhitungan yang dilakukannya, keluarlah angka 98 juta tahun
sebagai umur Bumi. Umur Bumi hasil perhitungan Phillips dan Kelvin mirip,
sehingga semula diyakini para ahli geologi. Tetapi umur tersebut terlalu muda
bagi keseluruhan evolusi, begitu menurut Charles Darwin dan para pengikutnya.
Perdebatan pun dimulai, metode Kelvin dipertanyakan, dan perdebatan semakin
sengit karena gaya Lord Kelvin yang dogmatik, bahkan lalu ia merevisi
hitungannya lagi pada tahun 1897 menjadi hanya 24 juta tahun. Thomas
Chamberlain, ahli geologi Amerika berspekulasi bahwa mungkin ada sumber energi
yang terkunci di dalam atom yang oleh para ahli fisika abad ke-19 belum
disadari. Sumber energi ini barangkali bisa digunakan untuk menghitung umut
Bumi. Penemuan radioaktivitas pada 1896 oleh Henry Bacquerel membetulkan
pendapat Chamberlain ini dan pengukuran umur menggunakan radioaktivitas
pun segera dimulai dan segera meruntuhkan semua pendapat Lord Kelvin. Pada
awal abad ke-20 telah umum disepakati bahwa umur Bumi harus beberapa ribu juta
tahun, jauh lebih tua dari hitungan siapa pun. Begitu, ringkasan dari Hallam
(1989, 2000).
Umur Bumi yang sebenarnya harus diukur di intinya yang paling dalam sebab
itulah bagian tertua Bumi. Tentu saja tak ada materi daripadanya yang bisa
diambil untuk diukur umurnya. Tetapi para ilmuwan mengetahui bahwa inti Bumi
tersusun dari nikel dan besi, suatu susunan yang mirip dengan meteorit besi.
Dari astronomi, kita pun tahu bahwa Bumi semula terbentuk dari puing-puing di
Alam Semesta semacam meteorit tersebut yang saling berbenturan lalu
berakumulasi menjadi materi debu dan gas yang panas lalu memadat lagi.
Berdasarkan hal itu, maka umur meteorit yang jatuh di Bumi adalah umur Bumi
juga sebab sumber meteor dan materi pembentuk Bumi dilahirkan bersamaan. Ahli
fisika Amerika pertama yang mengukur umur Bumi dengan cara mengukur umur
meteorit adalah Claire Patterson pada tahun 1956 dan menemukan bahwa umur Bumi
adalah 4550 juta tahun atau 4,55 milyar tahun (Luhr et al., 2003; menurut
Gradstein et al. 2004 : 4560 juta tahun). Umur Bumi setua itu
mungkin benar bila kita mempercayai metode perhitungan umur menggunakan
radioaktivitas sebab sampel batuan paling tua saat ini adalah ortogenes Acasta
yang ditemukan di Inti Benua Slave di Canada yang umurnya 4031 juta tahun
(Bowring dan Williams, 1999). Mineral tertua yang terukur adalah detrital
zircon dari metakonglomerat di Australia Barat yang umurnya 4408 juta tahun
(Wilde et al, 2001). Pembentukan Bumi sendiri harus lebih tua dari batuan dan
mineral tertua itu. Berapa persisnya umur Bumi itu kita tak akan tahu sebab
sampel di inti Bumi tak akan pernah didapatkan, tetapi umur 4560 juta tahun
diterima banyak pihak. Meskipun demikian, para kreasionis, yaitu golongan yang
menolak eolusi, sampai saat ini masih meyakini bahwa Bumi hanyalah beberapa
ribu tahun umurnya, bukan beberapa ribu juta tahun; dan menurut mereka metode
perhitungan menggunakan radioaktivitas adalah salah.
Fixists vs. Mobilists
Pada akhir abad ke-19, para ahli geologi umumnya telah bersepakat bahwa Bumi
itu secara perlahan mendingin dan berkontraksi dengan berjalanya waktu, dan
banyak yang berpendapat bahwa jalur-jalur pegunungan adalah sebagai akibat
kontraksi ini (sering dibandingkan dengan kisut kulit jeruk yang sudah
mengering). Para ahli geologi di Eropa dan Amerika saat itu percaya bahwa
jalur-jalur pegunungan ini seluruhnya disebabkan gaya-gaya geologi vertikal di
bawah pegunungan ini. Tak ada yang memikirkan kemungkinan bahwa
pegunungan-pegunungan ini disebabkan gaya lateral sebab model ini akan sangat
bertentangan dengan model Bumi yang stabil. Tetapi ternyata ada juga yang
berani menantang para stabilists ini, yang mengatakan bahwa
pegunungan-pegunungan tersebut disebabkan gaya lateral melalui pergerakan benua
yang hanyut (continental drift), dialah Alfred Wegener, seorang ahli
meteorologi dan geofisika Jerman. Wegener memang bukan orang pertama yang
mengemukakan
bahwa benua-benua kemungkinan bergerak, sebelumnya ada Snyder di Prancis dan
Taylor di Amerika, tetapi Wegener-lah yang mengemukakannya secara sistematik
dan dengan bukti-bukti yang kuat. Wegener menantang teori pembentukan
pegunungan melalui pendinginan dan kontraksi Bumi. Misalnya, mengapa kerutan
pegunungan itu tidak tersebar seragam di mana-mana di permukaan Bumi, tetapi
hanya di jalur-jalur tertentu yang sempit memanjang. Teori Bumi mendingin
karena panasnya hilang terpancar ke angkasa luar juga bertentangan dengan
penemuan baru saat itu bahwa produksi panas justru terus terjadi melalui
radioaktivitas di batuan-batuan penyusun Bumi. Wegener bahkan berteori bahwa
dulu pada masa Mesozoikum ada superbenua besar yang disebutnya Pangaea, yang
kemudian retak dan pecah lalu fragmen-fragmennya bergerak menjauh membuka
Samudera Atlantik dan Hindia. Gerak fragmen-fragmen benua ini akhirnya
bertubrukan satu sama lain dan membentuk jalur-jalur pegunungan.
Pegunungan Alpina dan Himalaya terbentuk karena konvergensi Afrika dan India
dengan Eurasia. Wegener mengajukan bukti-bukti bahwa benua-benua yang sekarang
terpisah itu dulu pernah bersatu, misalnya bukti kesamaan fosil, jalur
pegunungan yang terputus, kesamaan lapisan es di benua-benua belahan Bumi
bagian selatan, dsb. Tetapi Wegener tak menemukan mekanisme penyebab hanyutan
benua itu. Rotasi Bumi pernah dikemukakannya sebagai penyebabnya, tetapi tidak
diterima.
Perlawanan atas teori hanyutan benua Wegener semula tidak sengit, tetapi
menjadi sengit pada waktu jeda di antara dua Perang Dunia. Perlawanan utama
berasal dari para ahli geofisika yang mengatakan bahwa Bumi memiliki kekuatan
terlalu besar untuk membiarkan benua-benua bermigrasi hanyut ke sana ke mari di
atas permukaannya. Meskipun demikian, Wegener mendapat dukungan dari beberapa
tokoh geologi seperti Emile Argand, Alexander du Toit dan Arthur Holmes. Dan
Arthur Holmes-lah yang menemukan mekanisme yang memuaskan untuk terjadinya
hanyutan benua tersebut, yaitu gerak konveksi di mantel Bumi bagian atas.
Meskipun demikian, yang percaya teori hanyutan benua dianggap sebagai
orang-orang aneh, maka menjelang tahun 1950 teori hanyutan benua Alfred Wegener
dilupakan orang dan ditolak banyak ahli ilmu kebumian. Namun selepas Perang
Dunia II yang terjadi justru sebaliknya ketika banyak riset geomarin dilakukan
atas dasar lautan terutama pada magnetisme batuan
dan topografi dasar lautan. Banyak sekali para ahli geologi dan geofisika yang
terlibat dalam penelitian-penelitian selama akhir tahun 1950-an dan sepanjang
tahun 1960-an yang lalu akhirnya dengan yakin membenarkan teori hanyutan benua
Wegener dan menghasilkan teori elegan tektonik global yang baru atau yang lebih
dikenal sebagai teori tektonik lempeng. Benua-benua sungguh bergerak. Inilah
kemenangan para mobilists atas para fixists yang mengatakan bahwa benua-benua
terikat ke akarnya tak mungkin bergerak. Demikian, ringkasan dari Hallam (1973,
1989, 2000 yang juga ikut membidani kelahiran teori tektonik lempeng).
Kini, empat puluh tahun setelah kelahiran teori tektonik lempeng, teori ini dan
hanyutan benua telah menjadi fakta. Pengukuran-pengukuran dengan GPS
menunjukkan bahwa benua-benua ini memang bergerak. Paleomagnetik menunjukkan
bahwa benua-benua ini punya riwayat yang panjang di berbagai posisi di atas
permukaan Bumi. Sebagai contoh, posisi Kalimantan, Papua, Banggai, Jawa, dll.
pada beberapa puluh juta tahun yang lalu tidak di posisinya sekarang. Mantle
tomography menunjukkan bahwa konveksi sebagai penyebab benua-benua ini bergerak
adalah benar. Teori tektonik lempeng pun semakin berkembang, antara lain dengan
terrane concept yang mengatakan bahwa benua pun tersusun atas fragmen-fragmen
(terranes) yang lebih kecil yang masing-masing bisa berbeda geologinya dan
asalnya yang lalu saling bergerak beradu membentuk benua. Meskipun faktanya
gamblang, beberapa ilmuwan masih mempunyai keberatan atas teori tektonik
lempeng. Dalam beberapa hal, memang ada beberapa
fenomena geologi yang bila diterangkan dengan gerak lateral lempeng tidak
memuaskan, dengan mekanisme isostasi vertikal lebih memuaskan; tetapi mekanisme
tersebut hanyalah a companion terhadap tektonik lempeng, jauh dari menolaknya.
Expanding Earth (Bumi Mengembang)
Teori expanding Earth muncul sebelum Perang Dunia I sezaman dengan Wegener
mengemukakan teorinya tentang hanyutan benua. Teori ini muncul sebagai
perlawanan atas sebuah teori bahwa Bumi menciut melalui kontraksi. Pada
awalnya, teori ini mengatakan bahwa Bumi mengembang akibat perubahan struktur
molekul dan atom di dalam inti Bumi dan mantel bagian bawah. Sekalipun
mengembang, massanya tetap sebab terjadi perubahan densitas. Teori ini pun
mendapatkan inspirasinya dari teori expanding Universe (Hubble, 1920). Siapa
tokoh utamanya tidaklah jelas, tetapi saat teori ini berkembang kembali mulai
tahun 1950-an terdapat beberapa tokoh utamanya yaitu Carey, Wesson dan Steiner.
Pada perkembangan selanjutnya, expanding Earth ini dihubungkan dengan pemekaran
dasar samudera dan perpindahan benua atau teori tektonik lempeng. Di antara
para tokohnya, terdapat perbedaan pendapat tentang laju pengembangan Bumi, yang
terbagi ke dalam (1) slow expansion –radius Bumi
bertambah lebar kurang daripada 1 mm/tahun), (2) rapid expansion (dengan laju
pertambahan sekitar 4-10 mm/tahun), (3) expansion-contraction bergantian
terjadi dengan laju bervariasi.
Slow expansion Earth mendapatkan dukungan dari beberapa ilmuwan seperti Arthur
Holmes (1965) yang menghitung bahwa laju ekspansi tersebut sebesar 0,24-0,6
mm/tahun berdasarkan perpanjangan lama hari sebesar 2 milidetik per abad. Rapid
expansion Earth terutama didukung oleh penelitian-penelitian Carey pada tahun
1950-an yang merekonstruksi Pangaea dan Samudera Pasifik dan menemukan bahwa
agar rekonstruksi itu sesuai/benar diperlukan laju ekspansi radius Bumi sebesar
4,5 mm/tahun. Owen (1976) juga berdasarkan rekonstruksi benua dan pemekaran
dasar samudera menghitung laju sebesae 6,7 mm/tahun dalam 180-200 juta tahun
terakhir. Berdasarkan laju pemekaran dasar samudera dan subduksi serta peta
anomali magnetik di dasar samudera, Steiner (1978) menemukan laju 5,2-7,8
mm/tahun. Alternating expansion and contraction didasarkan pada fakta bahwa
sepanjang sejarah Bumi terjadi transgresi dan regresi global (Phanerozoic
cycles of global sea level).
Teori expanding Earth mendapatkan perlawanan dari beberapa ahli ilmu kebumian
yang mengatakan bahwa mekanisme pemekaran dasar-samudera tidak berkonotasi
dengan pemekaran radius Bumi sebab materi samudera yang dikembangkan itu akan
kembali ke dalam mantel Bumi melalui subduksi sebagai bagian siklus yang
dikenal sebagai siklus Wilson. Para pembela expanding Earth mengatakan bahwa
diameter Bumi masa lalu tak mungkin sama dengan diameternya masa kini sebab
awal Bumi terjadi melalui collision berbagai puing kosmik yang lalu bersatu
membentuk inti Bumi lalu berdiferensiasi membentuk mantel lalu akhirnya kerak
Bumi dengan diameter yang makin melebar. Matahari kelak akan membesar menjadi
raksasa merah (red giant star) oleh pengembangannya, maka tak mengherankan Bumi
pun memekarkan diameternya sepanjang evolusinya. Dengan fast expanding Earth,
maka diameter Bumi sekarang 18 % lebih lebar daripada saat Pangaea ada. Namun
pengukuran terbaru yang akurat menggunakan
paleomagnetik atas radius Bumi 400 juta tahun yang lalu menemukan bahwa radius
Bumi tersebut 102 % daripada yang sekarang (McElhinney et al, 1978).
Penghitungan momen inersia untuk Bumi dalam 620 juta tahun terakhir pun
mengindikasikan bahwa radius Bumi tak berubah (Williams, 2000). Mekanisme yang
tak memuaskan dan pengukuran yang menunjukkan tidak adanya perubahan dalam
diameter Bumi untuk beberapa ratus juta tahun terakhir telah menyebabkan teori
expanding Earth ditolak banyak komunitas sains.
Demikianlah beberapa kontroversi dalam geologi yang berjalan melalui
perdebatan-perdebatan di antara para pendukungnya.
“Cor sapientis quaerit doctrinam” – Inti kebijaksanaan adalah mencari ajaran
pokoknya
salam,
Awang
Bersenang-senang di Yahoo! Messenger dengan semua teman. Tambahkan mereka
dari email atau jaringan sosial Anda sekarang!
http://id.messenger.yahoo.com/invite/
