Berapa Umur Bumi?

Menatap bola dunia atau peta dunia akan mengungkap fitur-fitur Bumi yang menakjubkan: gunung-gunung yang menjulang tinggi, lautan yang dalam, benua-benua yang luas, dan gletser yang luas.

Banyak bagian unik itu berkontribusi pada usia planet ini, yang diperkirakan oleh para ilmuwan sekitar 4,5 miliar tahun. Namun, untuk menentukan usia ini, diperlukan metode-metode yang rumit mulai dari observasi hingga matematika yang rumit dan pemahaman tentang unsur-unsur Bumi.

Pada tahun 1800-an, upaya untuk menghitung usia Bumi menemui beberapa kesalahan. Khususnya, pada tahun 1862, Lord Kelvin, seorang fisikawan dan matematikawan Irlandia, secara keliru memperkirakan Bumi berusia antara 20 juta dan 400 juta tahun berdasarkan waktu pendinginan dari keadaan cair. Meskipun perkiraannya sangat rendah, metodenya dalam menggunakan data observasi dan perhitungan menandai pendekatan ilmiah yang valid.

Melansir World Atlas, kemajuan ilmiah selanjutnya mengarah pada pengembangan penanggalan radiometrik, sebuah teknik yang menentukan usia absolut batuan dan mineral melalui peluruhan isotop radioaktif.

Penanggalan radiometrik mengukur peluruhan dari isotop induk yang tidak stabil menjadi isotop anak yang stabil selama waktu paruh yang diketahui, waktu yang dibutuhkan separuh isotop untuk meluruh, sehingga memberikan usia sampel yang akurat.

Namun, siklus batuan Bumi, yang terus-menerus mengubah batuan melalui tahap beku, metamorf, dan sedimen dan mendaur ulangnya ke dalam mantel, mempersulit penanggalan batuan tertua di planet ini. Batuan terestrial tertua yang ditemukan berusia sekitar 3,8 miliar tahun, dengan beberapa mineral berusia 4,2 miliar tahun.

Untuk mengatasi tantangan ini, para ilmuwan beralih ke sampel luar angkasa dari bulan dan meteorit yang tidak terpengaruh oleh siklus batuan. Penggunaan penanggalan radiometrik pada sampel ini mendukung perkiraan usia Bumi 4,5 miliar tahun, mengintegrasikan data terestrial dan ekstraterestrial untuk penentuan usia yang komprehensif.

Berapa Umur Bumi?

1. Perhitungan Awal

Dipercayai bahwa akresi Bumi dimulai setelah pembentukan inklusi kaya kalsium-aluminium dan meteorit. Diperkirakan pula bahwa inklusi yang kaya akan kalsium-aluminium ini berusia sekitar 4,567 miliar tahun. Material terestrial tertua yang dianalisis oleh para ilmuwan adalah kristal zirkon kecil yang dikumpulkan dari Jack Hills di Australia Barat, yang berusia sekitar 4,404 miliar tahun.

Meskipun demikian, fisikawan matematika Inggris William Thomson, Baron Kelvin ke-1, menerbitkan perhitungannya pada tahun 1862, yang menyatakan usia Bumi antara 20 hingga 400 juta tahun. Thomson berasumsi bahwa Bumi terbentuk sebagai benda cair dan menentukan waktu yang dibutuhkan benda cair tersebut untuk mendingin hingga mencapai suhu saat ini.

Oleh karena itu, perhitungan Thomson tidak mempertimbangkan jumlah panas yang dihasilkan oleh peluruhan radioaktif dan konveksi mantel. Selain itu, perkiraan Thomson tentang usia Matahari juga sangat terbatas karena perhitungan tersebut didasarkan pada keluaran termal Matahari.

Akan tetapi, banyak ilmuwan, termasuk Charles Lyell dan Thomas Henry Huxley, merasa sulit untuk menerima usia Bumi yang begitu pendek seperti yang diperkirakan oleh Thomson. Pada tahun-tahun berikutnya, fisikawan Jerman Hermann von Helmholtz dan astronom Kanada-Amerika Simon Newcomb menerbitkan perhitungan mereka sendiri yang memperkirakan usia Bumi masing-masing sekitar 22 dan 18 juta tahun.

2. Konsep Modern

Sebelum penemuan penanggalan radioaktif pada awal abad ke-20, banyak ilmuwan menggunakan penanggalan relatif untuk menentukan usia material. Studi tentang strata atau lapisan batuan yang berbeda memberi banyak peneliti gambaran tentang serangkaian perubahan yang telah dialami Bumi sejak keberadaannya.

Selain itu, berbagai lapisan batuan juga mengandung sisa-sisa fosil dari banyak makhluk yang tidak dikenal, yang membantu para ilmuwan mempelajari perkembangan organisme dari satu lapisan batuan ke lapisan lainnya.

Pada abad ke-17, pengamatan yang dilakukan oleh ilmuwan Denmark Nicolas Steno menghasilkan perumusan konsep stratigrafi, dan Steno menjadi orang pertama yang menemukan hubungan antara sisa-sisa fosil dan strata batuan. Akan tetapi, meskipun teknik Stratigrafi ini tidak memberi tahu usia pasti dari berbagai lapisan batuan, teknik ini pada dasarnya menunjukkan bahwa Bumi berusia miliaran tahun dan bukan jutaan tahun seperti yang diprediksi sebelumnya.

Penemuan penanggalan radioaktif memperkenalkan faktor penting yang membantu menghitung usia Bumi. Pelopor radioaktivitas adalah ahli kimia Amerika Bertram B. Boltwood dan fisikawan Inggris Ernest Rutherford, sementara Arthur Holmes menemukan penanggalan radiometrik.

Pada tahun 1927, Arthur Holmes menerbitkan "The Age of the Earth, an Introduction to Geological Ideas," di mana ia menempatkan usia Bumi dalam kisaran 1,6 hingga 3,0 miliar tahun. Arthur Holmes juga merupakan bagian dari komite yang dibentuk oleh National Research Council of the US Academy of Sciences pada tahun 1931 untuk mengetahui usia Bumi. Laporan akhir komite tersebut menyimpulkan bahwa penanggalan radioaktif adalah satu-satunya metode yang dapat diandalkan untuk menentukan tanggal skala waktu geologi.

Pada tahun 1956, setelah melakukan penanggalan isotop uranium-timbal pada banyak meteorit, ahli geokimia Amerika Clair Cameron Patterson menetapkan usia Bumi sebesar 4,55 ± 0,07 miliar tahun. Bijih timbal Arkean kuno dari Galena juga digunakan untuk menentukan usia planet karena bijih tersebut merupakan mineral timbal yang terbentuk paling awal di Bumi. Batuan ini telah menetapkan usia Bumi sebesar 4,54 miliar tahun dengan margin kesalahan sebesar 1.