Tefrokronologi

Tefrokronologi adalah teknik geokronologi untuk menentukan usia urutan dan peristiwa arkeologi, geologi, dan paleo-lingkungan dengan melihat posisi mereka di antara lapisan tefra (material vulkanik) atas dan bawah yang sudah diketahui umurnya, serta untuk menghubungkan urutan dan peristiwa tersebut di lokasi berbeda antara lapisan yang sama. Premis teknik ini adalah bahwa setiap peristiwa vulkanik menghasilkan “horizon tefra”, yaitu lapisan abu dengan “sidik kimia” unik yang memungkinkan deposit tersebut diidentifikasi di seluruh area yang terkena jatuhan abu. Jadi, setelah peristiwa vulkanik tersebut ditentukan umurnya secara independen, horizon tefra akan berfungsi sebagai penanda waktu. Teknik ini merupakan variasi dari teknik geologi dasar stratigrafi.

Keuntungan utama teknik ini adalah lapisan abu vulkanik relatif mudah diidentifikasi dalam banyak sedimen, dan lapisan tefra diendapkan secara relatif instan di area yang luas. Hal ini berarti lapisan-lapisan tersebut dapat berfungsi sebagai penanda waktu yang akurat, yang dapat digunakan untuk memverifikasi atau mendukung teknik penentuan usia lainnya, menghubungkan urutan yang berjauhan secara lokasi menjadi satu kronologi yang terpadu dan mengkorelasikan urutan dan peristiwa iklim. Hasilnya disebut “penanggalan setara-usia”.

Tefrokronologi yang efektif memerlukan sidik kimia geokimia yang akurat (biasanya melalui elektron mikropobe). Kemajuan penting baru-baru ini adalah penggunaan LA-ICP-MS (yaitu laser ablation ICP-MS) untuk mengukur kelimpahan unsur jejak dalam pecahan tefra individual.

Salah satu masalah dalam tefrokronologi adalah kimia tefra dapat berubah seiring waktu, setidaknya untuk tefra basal. Beberapa horizon tefra dan penggunaan teknik yang diarahkan pada zirkon lebih berguna daripada yang lain untuk menghubungkan lapisan di area luas dan menentukan rincian letusan. Misalnya, sifat letusan rhyolitik yang sering sangat eksplosif akan menyebabkan distribusi lebih luas, kandungan kalium yang tinggi pada rhyolit memungkinkan penentuan waktu yang lebih akurat, dan lokasi deposit memengaruhi potensi perubahan kimia setelah diendapkan.

Teknik zirkon yang diterapkan pada tefra dan sampel lain dari letusan yang sama dapat memungkinkan pemahaman lebih baik tentang sumber magma, waktu tinggal magma, dan kondisi geokimia pembentukan magma, tidak hanya menentukan usia letusannya, tetapi juga kapan magma pertama kali berkembang secara terpisah atau menggabungkan batuan lain.

 Sejarah 
Istilah tefrokronologi tampaknya telah digunakan oleh Sigurdur Thorarinsson sejak tahun 1944. Titik penting dalam pembentukan bidang studi ilmiah ini, yang kemudian berkembang menjadi metode geosains yang unik, terjadi pada 1961 setelah sebuah proposal yang didukung olehnya dan dipimpin oleh peneliti Jepang, termasuk Profesor Kunio Kobayashi, menghasilkan pembentukan kelompok ilmiah internasional. Banyak pekerjaan telah dilakukan sebelumnya, tetapi terbatas oleh teknik yang tersedia saat itu dalam geologi, sehingga formasi tefra tidak dapat dihubungkan dan penentuan waktu menjadi tidak akurat, sehingga tidak dapat dikaitkan dengan peristiwa global.

Apa yang sekarang dikenal sebagai studi kripto-tefra terjadi pada sampel dasar laut pada 1940-an, tetapi Christer Persson di Skandinavia adalah yang pertama menerbitkan artikel di bidang ini pada 1960-an. Andrew Dugmore pada 1989 adalah yang pertama menggunakan metodologi sistematis modern. Sejak itu, para peneliti menargetkan arsip stratigrafi dari gambut, sedimen danau, inti es, sedimen laut, loess, lantai gua dan perlindungan batu atau stalagmit, serta deposit letusan kontemporer.

Horizon tefra awal diidentifikasi dengan Saksunarvatn tefra (asal Islandia, sekitar 10,2 ribu tahun kalibrasi sebelum sekarang / cal. ka BP), membentuk horizon di Pre-Boreal akhir Eropa Utara; Vedde ash (juga asal Islandia, sekitar 12,0 cal. ka BP); dan Laacher See tefra (di medan vulkanik Eifel, sekitar 12,9 cal. ka BP). Gunung berapi besar yang digunakan dalam studi tefrokronologi meliputi Vesuvius, Hekla, dan Santorini. Peristiwa vulkanik kecil juga dapat meninggalkan sidik kimia mereka dalam catatan geologi: misalnya Hayes Volcano bertanggung jawab atas enam lapisan tefra utama di wilayah Cook Inlet, Alaska. Horizon tefra memberikan pengecekan sinkron untuk mengkorelasikan rekonstruksi paleoklimatik dari catatan terrestrial, termasuk studi polen fosil (palinologi), varve di sedimen danau, deposit laut, serta inti es, sekaligus memperluas batas penanggalan karbon-14.

Pelopor penggunaan lapisan tefra sebagai horizon penanda untuk menetapkan kronologi adalah Sigurdur Thorarinsson, yang memulai dengan mempelajari lapisan yang ia temukan di Islandia. Sejak akhir 1990-an, teknik yang dikembangkan oleh Chris S. M. Turney dan lainnya untuk mengekstraksi horizon tefra yang tidak terlihat mata telanjang (“kripto-tefra”) telah merevolusi penerapan tefrokronologi. Teknik ini memanfaatkan perbedaan antara berat jenis pecahan mikro-tefra dan matriks sedimen sekitarnya.

Pendekatan ini memungkinkan penemuan pertama Vedde ash di daratan Inggris, Swedia, Belanda, Danau Soppensee di Swiss, dan dua lokasi di Isthmus Karelia, Rusia Baltik. Teknik ini juga mengungkap lapisan abu yang sebelumnya tidak terdeteksi, seperti Borrobol Tephra yang pertama ditemukan di Skotlandia utara, bertanggal sekitar 14,4 cal. ka BP; horizon mikro-tefra dengan geokimia setara dari Swedia selatan, bertanggal 13.900 tahun varve Cariaco BP; dan dari barat laut Skotlandia, bertanggal 13,6 cal. ka BP.

Sejak 2010, pemodelan umur Bayesian yang dibangun di sekitar kurva kalibrasi 14C yang terus diperbaiki dan data terkait usia lainnya, seperti penanggalan ganda zirkon, terus memperbaiki definisi tefrokronologi.

 Referensi 

Kategori:Geokronologi