Para ahli geosains telah menemukan mata rantai yang hilang dalam kisah misterius tentang bagaimana benua berkembang—sebuah kisah asal usul yang direvisi yang tidak memerlukan permulaan lempeng tektonik atau faktor eksternal apa pun untuk menjelaskan pembentukannya. Sebaliknya, temuan tersebut dipublikasikan di Komunikasi Alamhanya mengandalkan kekuatan geologi internal yang terjadi di dataran tinggi samudera yang terbentuk selama beberapa ratus juta tahun pertama sejarah Bumi.
Kendala utama dalam memahami bagaimana benua terbentuk selama Eon Archean (empat hingga 2,5 miliar tahun yang lalu) adalah mengidentifikasi bahan penyusun kerak bumi awal. Sebagian besar kerak Arkean “baru” yang terbentuk selama periode ini terdiri dari asosiasi yang sangat berbeda dari tiga jenis batuan granitoid—tonalit, trondhjemite, dan granodiorit (TTG).
Sulit untuk memahami apa yang menyebabkan TTG dan magma terbentuknya, karena begitu banyak proses geologis yang terjadi antara pencairan awal dan kristalisasi akhir. Peneliti sebelumnya fokus pada komposisi elemen jejak batuan ini, berharap menemukan petunjuk tentang magma TTG dan sumbernya.
“Kami melacak serangkaian elemen jejak tertentu yang tidak terpengaruh oleh perubahan dan secara alami mempertahankan ciri-ciri magma asli yang membentuk kerak TTG baru,” kata Dr. Matthijs Smit, profesor asosiasi dan Ketua Riset Kanada di University of British Columbia's ( UBC) Departemen Ilmu Bumi, Kelautan dan Atmosfer. “Elemen-elemen ini memungkinkan kita untuk melihat kembali perubahan kimia yang dialami magma TTG dan menelusuri komposisi lelehan kembali ke keadaan awal dan sumbernya—kemungkinan besar adalah sejenis gabbro.”
“Lucunya, banyak orang memiliki jenis batu ini sebagai meja dapur,” kata Dr. Smit. “Di satu sisi, banyak orang menyiapkan makan malam mereka di atas jenis batu yang menjadi penyebab terbentuknya benua modern kita.”
Kerak TTG Archean masih menjadi bagian dari benua saat ini. Misalnya, di Amerika Utara, mereka menempati sebagian besar wilayah pedalaman Kanada antara sabuk pegunungan Cordillera di barat dan sabuk pegunungan Grenville dan Appalachian di timur. Mayoritas Ontario, Quebec, Manitoba, Saskatchewan, Northwest Territories dan Nunavut terdiri dari fragmen kerak Archean yang didominasi oleh TTG dan granitnya yang sedikit lebih muda dan lebih berevolusi.
“Semua batuan ini—dan terutama kombinasinya—dapat dijelaskan melalui model yang kami hadirkan,” kata Dr. Smit. “Model kami adalah model sederhana di mana TTG, serta batuan muda yang biasanya dikaitkan dengan TTG, dihasilkan dari penguburan yang lambat, penebalan, dan pencairan kerak prekursor yang kemungkinan besar menyerupai dataran tinggi samudera. Kerak benua ditakdirkan untuk berkembang sebagaimana adanya, karena ia semakin terkubur dan batuan di dasarnya tidak punya pilihan selain mencair. Dengan melakukan hal tersebut, mereka menciptakan TTG yang terbukti menjadi resep terbaik bagi kelangsungan hidup dan pertumbuhan benua.”
Penemuan para peneliti UBC tentang mekanisme “intra-kerak” yang berdiri sendiri untuk membuat TTG menghilangkan teori lama bahwa TTG Archean terbentuk di zona subduksi pertama Bumi dan menandai dimulainya lempeng tektonik.
“Selalu ada pertanyaan 'ayam-dan-telur' tentang mana yang lebih dulu—permulaan lempeng tektonik atau magmatisme TTG yang membentuk kerak benua baru,” kata Dr. Smit. “Kami menunjukkan bahwa hal-hal tersebut sebenarnya mungkin tidak berhubungan langsung. Pengenalan jenis batuan induk memungkinkan lompatan ini dan juga menghilangkan kebutuhan akan mekanisme lain, seperti tumbukan meteorit, yang dapat menjelaskan pertumbuhan benua pertama yang sebenarnya.”
Studi yang dilakukan oleh Dr. Smit dan timnya yang berbasis di UBC menggunakan data dari semua sampel TTG yang pernah dianalisis—sampel dari fragmen kratonik Archean yang terekspos di seluruh dunia dan diteliti oleh para peneliti selama 30 tahun terakhir. Hal ini memungkinkan Dr. Smit dan timnya untuk menyaring anomali lokal dan masalah analitis, dan mendapatkan tren komposisi aktual yang ditangkap oleh batuan tersebut. Studi ini menggunakan sejumlah besar data, yang sekarang tersedia di repositori data geokimia Geokimia Batuan Samudera dan Benua sumber terbuka yang diselenggarakan oleh Georg-August-Universität, Göttingen.