Jakarta | Penelitian yang dilakukan Matthew Domeier bersama timnya dari Universitas Oslo mengungkap bahwa sumbu Bumi telah bergeser sebanyak empat kali dalam 320 juta tahun terakhir. Temuan ini menunjukkan bahwa perubahan tersebut bukan hanya bagian dari masa geologi yang sangat jauh, tetapi juga berlangsung ketika dinosaurus masih hidup. Kajian itu memberikan gambaran mengenai jejak pergerakan sumbu Bumi yang tercatat dalam rentang waktu panjang.
Fokus penelitian tersebut adalah pergerakan yang dikenal sebagai true polar wander atau TPW. Secara ringkas, TPW merupakan perubahan posisi sumbu rotasi Bumi relatif terhadap permukaannya. Dengan demikian, pergerakan ini ditelusuri melalui hubungan posisi sumbu rotasi dan permukaan Bumi pada masa lampau. Istilah tersebut digunakan untuk menggambarkan perubahan yang menjadi perhatian utama dalam kajian Domeier dan timnya.
Untuk menelusuri pola pergerakan itu, para peneliti mengandalkan catatan geologi dari berbagai periode. Catatan tersebut menjadi dasar untuk membaca perubahan yang terjadi sepanjang sejarah Bumi dan mengenali episode-episode ketika sumbu mengalami pergeseran. Pendekatan ini memungkinkan penelitian membandingkan jejak dari beberapa masa geologi, kemudian menyusun gambaran mengenai pola TPW dalam rentang 320 juta tahun terakhir.
Hasil kajian tersebut memperlihatkan adanya empat episode pergeseran sumbu Bumi selama periode itu. Salah satu bagian penting dari temuan ini adalah waktunya yang mencakup era ketika dinosaurus masih hidup. Dengan menelusuri catatan geologi dari berbagai periode, penelitian itu berfokus pada bagaimana pergerakan TPW muncul dan tercatat dalam sejarah geologi Bumi. Temuan tersebut menjadi dasar untuk memahami jejak perubahan posisi sumbu rotasi relatif terhadap permukaan Bumi pada masa lampau.
Permukaan laut tidak hanya dipengaruhi oleh volume air, tetapi juga oleh cara air tersebut didistribusikan di atas bumi. Salah satu faktor yang berperan ialah perubahan posisi kutub dan sumbu rotasi. Rotasi bumi menghasilkan gaya sentrifugal yang cenderung mendorong massa air menjauhi sumbu rotasi. Karena gaya ini tidak sama kuat di setiap tempat, perubahan arah atau posisi sumbu dapat mengubah keseimbangan permukaan laut secara global.
Ketika kutub bergeser, sumbu rotasi bumi ikut mengalami perubahan orientasi terhadap permukaan. Distribusi gaya sentrifugal pun berubah, sehingga air laut dapat tertarik atau terdorong secara relatif menuju kawasan tertentu. Akibatnya, permukaan laut berpotensi meningkat di sebagian wilayah, sementara wilayah lain mengalami penurunan. Perubahan tersebut bukan berarti jumlah air laut langsung bertambah atau berkurang, melainkan menunjukkan perpindahan dan penyesuaian distribusi massa air akibat perubahan dinamika rotasi bumi.
Dalam pembahasan true polar wander (TPW), terdapat sumbu tersendiri yang menghubungkan dua titik berlawanan di khatulistiwa. Dengan demikian, analisisnya mempertimbangkan empat kutub: kutub utara, kutub selatan, serta dua kutub yang berada pada sumbu TPW. Keempat titik ini menjadi acuan untuk memahami bagaimana perubahan orientasi bumi memengaruhi keseimbangan gaya pada lautan. Posisi relatif suatu wilayah terhadap seluruh kutub menentukan besar dan arah perubahan yang dialaminya.
Dampak paling terasa diperkirakan muncul di kawasan yang paling jauh dari keempat kutub tersebut, terutama di sekitar garis lintang 45 derajat. Wilayah ini berada hampir tegak lurus terhadap sumbu TPW, sehingga perubahan orientasi sumbu dapat menghasilkan perubahan gaya yang lebih nyata. Jika TPW bergerak dengan arah dan kecepatan tertentu, permukaan laut di kawasan tersebut dapat naik; ketika arah pergerakannya berlawanan, permukaan laut dapat turun. Besarnya perubahan tetap bergantung pada kecepatan TPW, bentuk cekungan laut, serta respons kerak bumi.
Penelitian tersebut mengidentifikasi dua periode utama yang memperlihatkan hubungan pergeseran sumbu Bumi dan perubahan permukaan laut di berbagai wilayah. Periode pertama berlangsung sekitar 100–90 juta tahun lalu, pada pertengahan Cretaceous. Kala itu, Spinosaurus dan Argentinosaurus masih hidup, sementara kondisi geografis Bumi sangat berbeda dibandingkan sekarang. Catatan geologi menunjukkan bahwa permukaan laut meningkat di Amerika Utara dan Eropa. Sebaliknya, laut mengalami penurunan di Amerika Selatan, Afrika Selatan, hingga Asia Timur.
Perbedaan regional tersebut berlangsung bersamaan dengan pergeseran kutub sejati atau true polar wander (TPW). Dalam periode pertengahan Cretaceous itu, sumbu Bumi diperkirakan berputar berlawanan arah jarum jam sejauh 53 derajat bujur timur. Perubahan orientasi tersebut tidak berarti bahwa seluruh wilayah mengalami kenaikan atau penurunan laut dalam pola yang sama. Pergerakan daratan, perubahan bentuk cekungan laut, serta distribusi air di atas permukaan Bumi turut menentukan respons setempat. Karena itu, peningkatan permukaan laut di Amerika Utara dan Eropa dapat terjadi bersamaan dengan penurunan di kawasan lain.
Pola tersebut sejalan dengan prediksi ahli geologi yang disusun berdasarkan pergerakan benua. Meskipun prediksi itu dibuat sedikit lebih awal daripada analisis penelitian ini, kesesuaiannya memberikan dukungan terhadap rekonstruksi perubahan posisi sumbu Bumi dan konfigurasi benua pada masa lampau. Urutan perubahan regional juga membantu memperjelas bahwa dampak TPW perlu dipahami dalam kerangka geografi setiap zaman, bukan sebagai perubahan seragam bagi seluruh planet.
Periode kedua terjadi lebih awal, sekitar 150–140 juta tahun lalu, pada Jura Akhir. Pada masa ini, pola perubahan laut yang serupa kembali tercatat, dengan kenaikan di sejumlah wilayah dan penurunan di wilayah lainnya. Namun, arah pergeseran sumbu berbeda. TPW bergerak searah jarum jam sebesar 58 derajat bujur timur. Perbandingan kedua periode itu menunjukkan bahwa arah dan besarnya pergeseran sumbu dapat berubah, sedangkan dampaknya tetap tampak melalui variasi permukaan laut antarkawasan. Dengan menempatkan Jura Akhir sebelum pertengahan Cretaceous, penelitian tersebut memperlihatkan rangkaian perubahan yang berlangsung dari waktu ke waktu.
Selain pola perubahan permukaan laut yang berkaitan dengan true polar wander (TPW) pada periode yang telah dibahas, jejak serupa juga ditemukan dalam dua rentang waktu lain. Rentang pertama berlangsung sekitar 200–190 juta tahun lalu, sedangkan rentang kedua terjadi sekitar 30–20 juta tahun lalu. Data dari kedua periode tersebut menunjukkan adanya perubahan permukaan laut yang dapat dikaitkan dengan pergeseran sumbu rotasi Bumi terhadap permukaan planet.
Namun, bukti untuk kedua rentang waktu ini dinilai kurang jelas dibandingkan dengan catatan dari periode lainnya. Salah satu kemungkinan penyebabnya adalah sebagian catatan geologi telah terhapus atau tidak lagi tersimpan secara utuh. Proses erosi, pengendapan ulang, deformasi kerak, serta perubahan tektonik dapat menghilangkan informasi yang semula merekam perubahan permukaan laut dan pergerakan sumbu Bumi. Karena itu, rekonstruksi TPW pada 200–190 juta tahun lalu dan 30–20 juta tahun lalu masih memiliki tingkat ketidakpastian yang lebih besar.
Ketidakjelasan tersebut juga mungkin berkaitan dengan laju pergerakan yang relatif rendah pada kedua periode itu. Jika perubahan berlangsung secara lambat, sinyalnya dapat menjadi lebih sulit dibedakan dari perubahan geologi lain yang turut memengaruhi catatan batuan. Akibatnya, pola yang tersisa tidak selalu memberikan penanda yang cukup kuat untuk memastikan besarnya atau arah pergeseran sumbu pada masa tersebut.
TPW dipicu oleh perubahan distribusi massa di dalam atau di atas Bumi. Ketika massa planet berpindah, keseimbangan rotasi dapat berubah sehingga sumbu rotasi secara bertahap menyesuaikan posisinya terhadap permukaan Bumi. Tektonik lempeng merupakan salah satu proses yang dapat mengubah distribusi massa tersebut, melalui pemindahan benua, pembentukan pegunungan, subduksi, dan perubahan struktur kerak. Kecepatan TPW tidak selalu sama; lajunya dapat meningkat, melambat, atau bervariasi di berbagai bagian planet, bergantung pada perubahan massa dan kondisi geologi yang berlangsung.
