Usia Bumi

**Usia bumi** diperkirakan sekitar 4.54 miliar tahun  Usia ini dapat mewakili usia akresi Bumi, atau pembentukan inti, atau bahan dari mana Bumi terbentuk. Penanggalan ini didasarkan pada bukti-bukti dari penanggalan usia radiometrik dari material meteorit dan konsisten dengan usia radiometrik dari sampel terestrial dan batuan bulan tertua yang diketahui.

Mengikuti perkembangan penanggalan usia radiometrik di awal abad ke-20, pengukuran timbal dalam mineral kaya uranium menunjukkan bahwa beberapa di antaranya berusia lebih dari satu miliar tahun. Mineral tertua yang dianalisis hingga saat ini — kristal kecil zirkon dari Jack Hills di Australia Barat — setidaknya berusia 4,404 miliar tahun. Inklusi kaya kalsium-aluminium—konstituen padat tertua yang diketahui dalam meteorit yang terbentuk di Tata Surya—berusia 4,567 miliar tahun, memberikan batas bawah untuk usia Tata Surya.

Dihipotesiskan bahwa akresi Bumi dimulai segera setelah pembentukan inklusi kaya kalsium-aluminium dan meteorit. Karena waktu yang dibutuhkan untuk proses akresi ini belum diketahui, dan prediksi dari model akresi yang berbeda berkisar dari beberapa juta hingga sekitar 100 juta tahun, perbedaan antara usia Bumi dan batuan tertua sulit ditentukan. Juga sulit untuk menentukan usia pasti dari batuan tertua di Bumi, yang tersingkap di permukaan, karena mereka adalah kumpulan mineral yang kemungkinan memiliki usia yang berbeda.

## Pengembangan konsep geologi modern







Studi tentang strata—pelapisan bebatuan dan bumi—memberikan apresiasi kepada para naturalis bahwa Bumi mungkin telah mengalami banyak perubahan selama keberadaannya. Lapisan-lapisan ini sering mengandung sisa-sisa fosil makhluk yang tidak diketahui, menyebabkan beberapa orang menafsirkan perkembangan organisme dari lapisan ke lapisan.

Nicolas Steno pada abad ke-17 adalah salah satu naturalis pertama yang menghargai hubungan antara sisa-sisa fosil dan strata. Pengamatannya membawanya untuk merumuskan konsep stratigrafi yang sangat penting (yaitu, "hukum superposisi" dan "prinsip horizontalitas asli"). Pada tahun 1790-an, William Smith berhipotesis bahwa jika dua lapisan batuan di lokasi yang sangat berbeda mengandung fosil yang sama, maka sangat masuk akal bahwa lapisan tersebut memiliki umur yang sama. Keponakan dan murid Smith, John Phillips, kemudian menghitung dengan cara sedemikian rupa sehingga Bumi berusia sekitar 96 juta tahun.

Pada pertengahan abad ke-18, naturalis Mikhail Lomonosov menyarankan bahwa Bumi telah diciptakan secara terpisah dari, dan beberapa ratus ribu tahun sebelumnya, sisa alam semesta. Ide-ide Lomonosov sebagian besar bersifat spekulatif. Pada tahun 1779, Comte du Buffon mencoba mendapatkan nilai untuk usia Bumi menggunakan eksperimen: Dia menciptakan bola dunia kecil yang komposisinya menyerupai Bumi dan kemudian mengukur laju pendinginannya. Hal tersebut membuatnya memperkirakan bahwa Bumi berusia sekitar 75.000 tahun.

Naturalis lain menggunakan hipotesis ini untuk membangun sejarah Bumi, meskipun garis waktu mereka tidak tepat karena mereka tidak tahu berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk meletakkan lapisan stratigrafi. Pada tahun 1830, ahli geologi Charles Lyell, mengembangkan ide-ide yang ditemukan dalam karya James Hutton, mempopulerkan konsep bahwa fitur-fitur Bumi selalu berubah, terkikis dan terbentuk kembali secara terus-menerus, dan laju perubahan ini kira-kira konstan. Ini merupakan tantangan bagi pandangan tradisional, yang melihat sejarah Bumi sebagai didominasi oleh bencana intermiten. Banyak naturalis dipengaruhi oleh Lyell untuk menjadi "seragam" yang percaya bahwa perubahan itu konstan dan seragam.

## Perhitungan awal

Pada tahun 1862, fisikawan William Thomson, Baron Kelvin pertama menerbitkan perhitungan yang menetapkan usia Bumi antara 20 juta dan 400 juta tahun. Dia berasumsi bahwa Bumi telah terbentuk sebagai objek yang benar-benar cair, dan menentukan jumlah waktu yang diperlukan untuk gradien suhu dekat permukaan menurun ke nilai sekarang. Perhitungannya tidak memperhitungkan panas yang dihasilkan melalui peluruhan radioaktif (proses yang saat itu tidak diketahui) atau, lebih penting lagi, konveksi di dalam Bumi, yang memungkinkan suhu di mantel atas tetap tinggi lebih lama, mempertahankan gradien termal tinggi di kerak lebih lama. Yang lebih membatasi adalah perkiraan Kelvin tentang usia Matahari, yang didasarkan pada perkiraan keluaran termalnya dan teori bahwa Matahari memperoleh energinya dari keruntuhan gravitasi; Kelvin memperkirakan bahwa Matahari berusia sekitar 20 juta tahun.

Ahli geologi seperti Charles Lyell mengalami kesulitan menerima usia Bumi yang begitu singkat. Untuk ahli biologi, bahkan 100 juta tahun tampak terlalu singkat untuk dianggap masuk akal. Dalam teori evolusi Charles Darwin, proses variasi terwariskan secara acak dengan seleksi kumulatif membutuhkan waktu yang lama, dan Darwin sendiri menyatakan bahwa perkiraan Lord Kelvin tampaknya tidak cukup. Menurut biologi modern, seluruh sejarah evolusi sejak awal kehidupan hingga saat ini telah berlangsung sejak 3,5 hingga 3,8 miliar tahun yang lalu, yaitu waktu yang telah berlalu sejak nenek moyang universal terakhir dari semua organisme hidup seperti yang ditunjukkan oleh penanggalan geologis.

Dalam sebuah kuliah pada tahun 1869, pendukung utama Darwin, Thomas Henry Huxley, mengkritik perhitungan Thomson, dengan menyatakan bahwa perhitungan tersebut tampak akurat dengan sendirinya, tetapi didasarkan pada asumsi yang keliru. Fisikawan Hermann von Helmholtz (pada tahun 1856) dan astronom Simon Newcomb (pada tahun 1892) turut berkontribusi dalam perdebatan ini dengan perhitungan mereka masing-masing, yaitu 22 dan 18 juta tahun. Mereka secara independen menghitung waktu yang dibutuhkan bagi Matahari untuk mengerut hingga mencapai diameter dan kecerahan saat ini dari nebula gas dan debu tempatnya terbentuk. Nilai yang mereka peroleh konsisten dengan perhitungan Thomson. Namun, mereka mengasumsikan bahwa cahaya Matahari hanya berasal dari panas akibat kontraksi gravitasinya. Pada saat itu, proses fusi nuklir Matahari belum diketahui oleh ilmu pengetahuan.

Pada tahun 1892, Thomson dianugerahi gelar bangsawan sebagai Lord Kelvin sebagai penghargaan atas banyak pencapaiannya dalam bidang sains. Pada tahun 1895, John Perry menantang angka yang diberikan Kelvin dengan mendasarkan kritiknya pada asumsi tentang konduktivitas, sementara Oliver Heaviside turut serta dalam perdebatan ini, menganggapnya sebagai “saran untuk menunjukkan kemampuan metode operatornya dalam menyelesaikan masalah dengan kompleksitas yang menakjubkan.” Ilmuwan lain mendukung angka yang diberikan oleh Kelvin. Putra Darwin, seorang astronom bernama George H. Darwin, mengusulkan bahwa Bumi dan Bulan terpisah pada masa awal mereka ketika keduanya masih dalam keadaan cair. Ia menghitung waktu yang dibutuhkan oleh gesekan pasang surut untuk memberikan Bumi periode rotasi 24 jam seperti saat ini. Hasil perhitungannya, yaitu 56 juta tahun, menjadi bukti tambahan bahwa perkiraan Thomson berada di jalur yang benar. Perkiraan terakhir yang diberikan oleh Kelvin pada tahun 1897 adalah: “lebih dari 20 juta tetapi kurang dari 40 juta tahun, dan kemungkinan besar lebih dekat ke 20 daripada 40 juta tahun.” Pada tahun 1899 dan 1900, John Joly menghitung laju akumulasi garam di lautan akibat proses erosi dan menyimpulkan bahwa lautan berusia sekitar 80 hingga 100 juta tahun.

## Penanggalan radiometrik

### Ringkasan
Secara kimiawi, mineral dalam batuan mengandung unsur-unsur tertentu dan tidak yang lain. Namun, dalam batuan yang mengandung isotop radioaktif, proses peluruhan radioaktif menghasilkan unsur-unsur baru seiring waktu. Dengan mengukur konsentrasi produk akhir yang stabil dari peluruhan, dikombinasikan dengan pengetahuan tentang waktu paruh dan konsentrasi awal unsur yang meluruh, usia batuan dapat dihitung.

Produk akhir radioaktif yang umum adalah argon dari peluruhan kalium-40 dan timbal dari peluruhan uranium serta torium. Jika batuan menjadi cair, seperti yang terjadi di mantel Bumi, produk akhir yang tidak radioaktif ini biasanya akan menguap atau terdistribusi kembali. Oleh karena itu, usia batuan tertua di Bumi memberikan batas minimal untuk usia Bumi, dengan asumsi bahwa tidak ada batuan yang tetap utuh lebih lama dari usia Bumi itu sendiri.

## Referensi


## Catatan kaki ==wan