Jakarta | Penelitian terbaru mengungkap bahwa sumbu Bumi telah bergeser sebanyak empat kali dalam 320 juta tahun terakhir. Pergeseran tersebut berlangsung pada rentang waktu geologis yang sangat panjang, termasuk ketika dinosaurus masih menghuni planet ini. Temuan ini memberikan gambaran bahwa posisi kutub Bumi tidak selalu tetap, melainkan dapat berubah secara perlahan akibat dinamika internal planet dan pergerakan lempeng tektonik.
Hasil tersebut berasal dari penelitian Matthew Domeier bersama timnya dari Universitas Oslo. Para peneliti menelusuri jejak perubahan posisi Bumi melalui catatan geologi yang tersimpan dalam batuan, terutama arah kemagnetan mineral yang terbentuk pada masa lampau. Data tersebut membantu ilmuwan memperkirakan orientasi kerak Bumi dan membandingkannya dengan posisi kutub pada periode berbeda. Dengan pendekatan ini, perubahan yang terjadi jutaan tahun lalu dapat direkonstruksi secara lebih sistematis.
Fenomena yang menjadi fokus penelitian dikenal sebagai true polar wander (TPW), atau pergeseran kutub sejati. TPW terjadi ketika bagian padat Bumi, termasuk mantel dan kerak, bergerak relatif terhadap sumbu rotasi planet. Akibatnya, wilayah yang sebelumnya berada di lintang tertentu dapat bergeser ke posisi geografis yang berbeda, meskipun pola rotasi Bumi tetap berlangsung. Jejak fenomena ini dapat ditelusuri sejak zaman kuno melalui rekaman batuan dan perubahan lingkungan purba.
Pembahasan mengenai temuan tersebut berkaitan dengan perubahan geologis Bumi berdasarkan catatan penelitian, bukan peristiwa yang baru saja terjadi di wilayah Indonesia. Pergeseran sumbu dalam konteks ini berlangsung sangat lambat dan terukur dalam skala jutaan tahun. Karena itu, informasi tersebut tidak dapat disamakan dengan gempa bumi, perubahan garis pantai mendadak, atau pergeseran geografis yang berlangsung dalam kehidupan sehari-hari. Penelitian ini terutama membantu menjelaskan hubungan dinamika planet, perubahan iklim purba, dan perubahan permukaan laut sepanjang sejarah geologi.
Para peneliti menjelaskan bahwa perpindahan kutub sejati atau true polar wander (TPW) tidak hanya mengubah orientasi daratan terhadap sumbu rotasi Bumi. Peristiwa ini juga memengaruhi distribusi gaya yang bekerja pada lautan. Ketika sumbu rotasi bergeser relatif terhadap kerak dan mantel, pola gaya sentrifugal yang dirasakan oleh massa air turut berubah. Karena gaya tersebut berperan dalam membentuk permukaan laut, perubahan kecil pada arahnya dapat menghasilkan perbedaan ketinggian laut di berbagai wilayah.
Dampaknya tidak berlangsung seragam. Di sebagian kawasan, air laut dapat menumpuk sehingga permukaannya naik, sedangkan di kawasan lain permukaan laut dapat turun. Perubahan ini bukan semata-mata disebabkan oleh bertambah atau berkurangnya volume air, melainkan oleh redistribusi air akibat perubahan posisi kutub dan sumbu rotasi. Dengan demikian, wilayah pesisir yang berjauhan dapat mengalami respons berlawanan pada periode geologi yang sama.
Dalam analisis TPW, sumbu pergeseran ini memiliki orientasi tersendiri. Sumbu tersebut menghubungkan dua titik yang berlawanan di khatulistiwa dan menjadi acuan untuk menilai perubahan pengaruh gaya sentrifugal. Jika dikaitkan dengan permukaan laut, terdapat empat kutub yang perlu diperhitungkan: kutub utara dan kutub selatan geografis, serta dua kutub tambahan yang terletak pada sumbu TPW. Keempatnya membentuk pola acuan bagi perubahan ketinggian laut.
Pengaruh paling jelas diperkirakan muncul di lokasi yang paling jauh dari seluruh kutub tersebut. Area ini berada di sekitar garis lintang 45 derajat dan terletak tegak lurus terhadap sumbu TPW. Di sana, perubahan gaya sentrifugal dapat menghasilkan kenaikan atau penurunan permukaan laut yang lebih besar dibandingkan wilayah lain. Arah perubahannya bergantung pada laju dan arah pergerakan TPW. Semakin cepat pergeseran berlangsung, semakin nyata pula respons permukaan laut yang terekam dalam catatan geologi.
Penelitian mengenai pergeseran kutub sejati atau true polar wander (TPW) menunjukkan bahwa perubahan permukaan laut yang berkaitan dengan peristiwa tersebut tidak berlangsung secara acak. Polanya muncul dalam empat periode berbeda sepanjang sekitar 320 juta tahun. Temuan ini memperlihatkan bahwa ketika massa padat Bumi, termasuk mantel dan kerak, bergeser terhadap sumbu rotasi, dampaknya dapat tercermin pada distribusi laut purba di berbagai benua.
Salah satu periode paling jelas berlangsung sekitar 100–90 juta tahun lalu, pada pertengahan zaman Cretaceous. Saat itu, dinosaurus seperti Spinosaurus dan Argentinosaurus masih hidup, sementara konfigurasi benua sangat berbeda dari keadaan sekarang. Rekonstruksi geologi menunjukkan bahwa permukaan laut meningkat di Amerika Utara dan Eropa. Sebaliknya, laut mengalami penurunan di Amerika Selatan, Afrika Selatan, serta wilayah Asia Timur. Perbedaan regional tersebut mengindikasikan bahwa perubahan muka laut bukan semata-mata akibat pemuaian air atau perubahan volume lapisan es, melainkan juga berkaitan dengan pergeseran posisi daratan terhadap sumbu rotasi.
Dalam interval tersebut, TPW diperkirakan berputar berlawanan arah jarum jam hingga 53 derajat bujur timur. Arah dan besaran pergeseran itu menarik karena sesuai dengan prediksi ahli geologi yang disusun sedikit lebih awal berdasarkan pergerakan benua. Kecocokan model prediktif dan bukti perubahan permukaan laut memperkuat gagasan bahwa dinamika internal Bumi dapat meninggalkan jejak yang terukur pada rekaman geologi, meskipun prosesnya berlangsung sangat lambat menurut skala waktu manusia.
Pola yang hampir berlawanan terlihat sekitar 150–140 juta tahun lalu, pada Jura Akhir. Pada masa ini, sumbu rotasi diperkirakan bergerak searah jarum jam sebesar 58 derajat bujur timur. Kontras kedua periode tersebut menunjukkan bahwa arah TPW dapat berubah, sekaligus menghasilkan pola kenaikan dan penurunan laut yang berbeda di setiap wilayah. Dengan membandingkan rekonstruksi benua, endapan laut, dan posisi kutub purba, para peneliti dapat menelusuri hubungan gerak sumbu Bumi dan perubahan lingkungan global pada masa dinosaurus.
Selain empat pergeseran utama yang telah diidentifikasi, para peneliti menemukan pola signifikan lain pada dua rentang waktu, yaitu sekitar 200–190 juta tahun lalu dan 30–20 juta tahun lalu. Temuan tersebut menunjukkan bahwa sumbu rotasi Bumi kemungkinan kembali mengalami perubahan, meskipun bukti yang tersedia belum cukup lengkap untuk menggambarkan prosesnya secara terperinci. Kedua periode itu melengkapi rekonstruksi mengenai bagaimana posisi kutub dan permukaan laut berubah sepanjang sejarah geologi.
Detail untuk rentang 200–190 juta tahun lalu masih sulit ditentukan karena sebagian catatan geologis telah terhapus, tertutup, atau mengalami perubahan akibat proses tektonik yang berlangsung selama jutaan tahun. Keterbatasan serupa juga terdapat pada periode 30–20 juta tahun lalu, ketika banyak bukti permukaan Bumi tidak lagi tersimpan dalam kondisi utuh. Para peneliti menduga bahwa rendahnya laju perubahan pada periode 200–190 juta tahun lalu turut membuat jejak pergeseran menjadi lebih samar. Hal yang sama mungkin berlaku pada masa yang lebih baru, sehingga sinyal geologisnya tidak mudah dibedakan dari perubahan lain.
Fenomena ini dikenal sebagai true polar wander, yaitu pergeseran relatif kerak dan mantel Bumi terhadap sumbu rotasi, bukan perpindahan kutub geografis akibat perubahan harian. Penyebab utamanya berkaitan dengan perubahan distribusi massa di dalam dan di permukaan planet. Ketika massa tidak lagi tersebar secara seimbang, Bumi dapat menyesuaikan orientasinya untuk mencapai keadaan rotasi yang lebih stabil. Tektonik lempeng merupakan salah satu mekanisme penting yang dapat mengubah distribusi tersebut. Pergerakan benua, pembentukan pegunungan, serta penunjaman lempeng ke dalam mantel secara bertahap memindahkan massa dalam skala sangat besar.
Laju true polar wander tidak selalu sama sepanjang waktu. Perubahan dapat berlangsung lebih cepat pada periode tertentu dan melambat pada periode lain, bergantung pada dinamika mantel, susunan lempeng, serta keseimbangan massa global.
