NADIKABAR.COM — Bumi yang kita tinggali tampak kokoh dan stabil. Namun, dalam skala waktu geologi, posisi bagian padat planet ini terhadap sumbu rotasinya ternyata dapat berubah.
Sebuah studi terbaru menemukan bukti bahwa kerak dan mantel Bumi mungkin mengalami beberapa episode pergeseran relatif cepat terhadap sumbu rotasi selama 320 juta tahun terakhir.
Fenomena tersebut dikenal sebagai true polar wander (TPW). Penelitian yang dipimpin Mathew Domeier dari University of Oslo dan diterbitkan di jurnal Science menemukan empat periode dengan pola yang secara statistik konsisten dengan TPW cepat. Bukti terkuat ditemukan pada sekitar 150-140 juta tahun lalu dan 100-90 juta tahun lalu, ketika dinosaurus masih mendominasi Bumi.
Yang membuat penelitian ini menarik, ilmuwan tidak hanya mengandalkan rekaman medan magnet purba dari batuan. Mereka mencari jejak pergeseran tersebut dari perubahan permukaan laut dan wilayah benua yang pernah tergenang.
Istilah true polar wander mungkin terdengar seperti kutub Bumi berpindah tempat. Namun, mekanismenya lebih kompleks. TPW terjadi ketika kerak dan mantel Bumi bergerak bersama sebagai satu bagian terhadap sumbu rotasi planet. Sementara itu, inti Bumi dan sabuk iklim tetap berkaitan dengan sumbu rotasi tersebut.
Jadi, fenomena ini berbeda dari pergerakan lempeng tektonik biasa dan juga bukan sekadar perpindahan kutub magnet. Bumi juga bukan bola sempurna. Rotasinya menyebabkan bagian khatulistiwa sedikit menggembung.
Distribusi massa di dalam planet kemudian berperan dalam menentukan orientasi Bumi terhadap sumbu rotasinya. Jika massa di dalam Bumi mengalami redistribusi dalam jumlah yang cukup besar, misalnya akibat proses konveksi mantel dan pergerakan lempeng yang tenggelam ke dalam mantel, bagian padat planet dapat mengalami reorientasi.
Selama ini, salah satu cara utama untuk mencari bukti TPW di masa lalu adalah paleomagnetisme. Mineral magnetik yang terdapat dalam batuan dapat menyimpan arah medan magnet Bumi ketika batuan tersebut terbentuk.
Data tersebut kemudian digunakan untuk memperkirakan posisi benua pada masa lalu. Namun, metode ini memiliki tantangan karena pergerakan lempeng tektonik juga dapat menghasilkan pola yang mirip dengan TPW.
Domeier dan timnya menggunakan pendekatan berbeda. Mereka memanfaatkan peta perubahan wilayah benua yang tergenang atau terbuka oleh laut selama 320 juta tahun terakhir. Data tersebut disusun dalam interval sekitar 10 juta tahun.
Ketika TPW terjadi, bagian padat Bumi dapat bergeser relatif terhadap tonjolan khatulistiwa yang terbentuk akibat rotasi. Laut merespons perubahan tersebut lebih cepat daripada mantel dan litosfer menyesuaikan bentuknya.
Akibatnya, muncul pola tertentu, beberapa wilayah benua mengalami kenaikan muka laut relatif dan tergenang, sementara wilayah lain mengalami penurunan muka laut relatif dan menjadi lebih terbuka.
Pola tersebut membentuk konfigurasi khas dengan empat wilayah besar yang berlawanan, dua mengalami kenaikan dan dua mengalami penurunan. Dengan menganalisis pola tersebut menggunakan pemodelan statistik, para peneliti menemukan empat interval yang melewati ambang statistik.
Keempatnya adalah, periode 200-190 juta tahun lalu, 150-140 juta tahun lalu, 100-90 juta tahun lalu, dan 30-20 juta tahun lalu. Namun, kekuatan buktinya tidak sama.
Episode 150-140 juta tahun lalu menjadi salah satu sinyal terkuat. Periode ini berlangsung pada penghujung Jura hingga awal Kapur. Pada masa tersebut, wilayah yang kini menjadi bagian dari Amerika Selatan, Antarktika, dan Asia timur menunjukkan pola kenaikan muka laut relatif. Sebaliknya, sebagian Amerika Utara bagian barat daya, Eropa barat, dan Australia timur menunjukkan pola penurunan muka laut relatif.
Para peneliti merekonstruksi adanya reorientasi searah jarum jam di sekitar sumbu yang berada dekat 58 derajat bujur timur. Episode kuat lainnya terjadi sekitar 100-90 juta tahun lalu, pada periode Kapur. Kali ini arah pola perubahannya berlawanan, dengan rotasi yang diperkirakan terjadi di sekitar sumbu dekat 53 derajat bujur timur.
Dalam konteks manusia, pergerakan tersebut tetap sangat lambat. Namun, bagi proses geologi, pergeserannya tergolong cepat. Berdasarkan pemodelan fisik sebelumnya, pola yang terlihat dalam rekonstruksi dengan resolusi 10 juta tahun umumnya membutuhkan laju TPW setidaknya sekitar 0,6 derajat per juta tahun agar dapat menghasilkan pola yang terdeteksi.
Karena itu, para peneliti menggolongkannya sebagai rapid true polar wander atau pergeseran kutub sejati yang relatif cepat dalam skala waktu geologi. Istilah 'cepat' di sini tentu tidak berarti Bumi bergeser secara mendadak dalam hitungan hari atau tahun. Satu episode berlangsung dalam skala jutaan tahun.
Jika TPW berlangsung cepat, dampaknya tidak hanya berkaitan dengan posisi geografis. Perubahan posisi benua terhadap sumbu rotasi dapat membuat suatu wilayah bergerak melewati sabuk iklim yang berbeda.
Akibatnya, pola suhu, curah hujan, lingkungan laut, hingga habitat dapat berubah tanpa harus didahului perubahan besar pada konsentrasi gas rumah kaca. Inilah salah satu alasan mengapa penelitian TPW menarik bagi ilmuwan yang mempelajari iklim dan kehidupan purba.
"Menunjukkan bahwa TPW merupakan pengendali perubahan muka laut yang bersifat episodik dan kemungkinan juga memengaruhi dinamika lingkungan serta biologis global lainnya," tulis tim peneliti seperti dikutip dari The Brighter Side News.
"Episode serupa dari TPW cepat kemungkinan telah terjadi pada periode-periode lebih awal dalam sejarah Bumi," mereka menyimpulkan.
Meski memberikan bukti baru, studi ini belum berarti perdebatan mengenai TPW telah selesai. Penelitian sebelumnya memberikan hasil yang berbeda. Sebuah studi 2025 di AGU Advances misalnya, menemukan bahwa TPW selama 320 juta tahun terakhir cenderung besar tetapi berlangsung relatif lambat, dan tidak menemukan bukti untuk beberapa episode cepat yang pernah diusulkan.
Ada pula penelitian lain yang mendukung adanya pergeseran cepat. Studi Nature Communications 2024 menemukan bukti pergeseran sekitar 12 derajat ke selatan, kemudian diikuti pergeseran sekitar 10 derajat ke utara pada periode 155-141 juta tahun lalu.
Artinya, sejarah pergerakan sumbu rotasi Bumi masih menjadi bidang penelitian aktif. Yang membuat studi terbaru ini penting adalah jenis buktinya berbeda. Alih-alih hanya mengandalkan medan magnet yang terekam dalam batuan, para ilmuwan menggunakan pola banjir laut purba sebagai rekaman independen.
Jika hasil tersebut terus didukung penelitian lain, gambaran Bumi pada era dinosaurus mungkin harus sedikit diubah, bukan hanya benua yang bergerak di atas lempeng tektonik, tetapi seluruh bagian padat planet juga dapat mengalami reorientasi terhadap sumbu rotasinya dalam episode tertentu.
