Jakarta | Penelitian yang dilakukan Matthew Domeier dan tim dari Universitas Oslo mengungkap bahwa sumbu Bumi telah mengalami pergeseran sebanyak empat kali dalam kurun 320 juta tahun terakhir. Temuan ini memperlihatkan bahwa posisi kutub planet tidak selalu tetap jika dibandingkan dengan permukaannya. Perubahan tersebut berlangsung dalam rentang waktu geologis yang sangat panjang, termasuk ketika dinosaurus masih hidup dan mendominasi berbagai ekosistem di Bumi.
Pergeseran sumbu Bumi yang dibahas dalam penelitian ini berkaitan dengan konsep true polar wander (TPW). Istilah tersebut merujuk pada perubahan posisi kutub relatif terhadap permukaan Bumi. Dalam kondisi ini, bagian dalam planet tetap memiliki orientasi tertentu, tetapi keseluruhan Bumi seolah-olah berputar atau bergeser terhadap sumbu rotasinya. Akibatnya, wilayah yang sebelumnya berada di lintang tertentu dapat berpindah ke posisi lintang yang berbeda.
TPW menjadi fokus penting karena perubahan posisi kutub dapat memengaruhi cara ilmuwan memahami sejarah planet, termasuk pola iklim dan permukaan laut pada masa lampau. Dengan menelusuri arah serta besarnya pergeseran, peneliti dapat memperoleh gambaran mengenai perubahan orientasi Bumi dari satu zaman ke zaman berikutnya. Kajian ini tidak hanya mengamati kondisi modern, tetapi juga berusaha membaca jejak pergerakan tersebut dari masa yang jauh lebih tua.
Untuk menelusuri pergerakan TPW sejak zaman kuno, Matthew Domeier dan timnya menggunakan catatan geologis sebagai dasar analisis. Rekaman yang tersimpan dalam batuan membantu menunjukkan bagaimana posisi daratan dan kutub berubah sepanjang sejarah Bumi. Dari bukti tersebut, penelitian mengidentifikasi empat episode pergeseran sumbu dalam 320 juta tahun terakhir. Temuan ini menegaskan bahwa perubahan orientasi planet merupakan bagian dari dinamika Bumi yang telah berlangsung sejak masa lampau.
Perpindahan kutub tidak hanya memengaruhi arah orientasi Bumi, tetapi juga dapat mengubah pola distribusi air laut. Ketika posisi kutub bergeser, gaya sentrifugal yang bekerja pada lautan ikut mengalami perubahan. Gaya ini berkaitan dengan rotasi Bumi dan berperan dalam mempertahankan bentuk permukaan laut. Perubahan kecil pada arahnya dapat menyebabkan air laut terkumpul lebih banyak di wilayah tertentu, sementara wilayah lain mengalami pengurangan relatif. Karena itu, dampaknya tidak berlangsung seragam di seluruh planet.
Dalam kajian True Polar Wander (TPW), para peneliti memperhitungkan sumbu khusus yang berbeda dari sumbu rotasi biasa. Sumbu TPW membentang di dua titik yang saling berlawanan pada garis khatulistiwa. Untuk memahami perubahan permukaan laut, terdapat empat kutub yang perlu diperhitungkan, yaitu kutub utara, kutub selatan, serta dua kutub yang berada pada sumbu TPW. Keempat titik tersebut membantu menggambarkan bagaimana perubahan gaya sentrifugal tersebar di permukaan Bumi.
Pengaruh paling besar diperkirakan terjadi di lokasi yang paling jauh dari seluruh kutub tersebut. Kawasan itu umumnya berada pada garis lintang mendekati 45 derajat dan terletak tegak lurus terhadap sumbu TPW. Di wilayah tersebut, permukaan laut dapat naik atau turun mengikuti laju pergeseran TPW. Semakin cepat sumbu itu berubah posisi, semakin kuat pula perubahan relatif yang mungkin tercatat pada ketinggian laut. Pola ini menjelaskan mengapa perubahan kondisi lautan dapat berbeda satu kawasan dan kawasan lainnya, meskipun dipicu oleh pergeseran kutub yang sama. Kenaikan atau penurunan tersebut merupakan perubahan relatif terhadap daratan dan tidak selalu menunjukkan bertambah atau berkurangnya volume air laut secara global. Faktor lain, seperti pelelehan es, pemuaian air akibat pemanasan, arus, dan perubahan gravitasi, tetap perlu dipertimbangkan ketika menafsirkan catatan permukaan laut.
Salah satu rekaman paling jelas mengenai hubungan pergeseran sumbu Bumi dan perubahan permukaan laut berasal dari pertengahan Zaman Kapur, sekitar 100–90 juta tahun lalu. Pada masa ini, daratan masih dihuni oleh dinosaurus raksasa, termasuk Spinosaurus dan Argentinosaurus. Analisis geologi menunjukkan bahwa permukaan laut tidak berubah secara seragam di seluruh dunia. Kenaikan muka laut tercatat di wilayah Amerika Utara dan Eropa, sementara kawasan Amerika Selatan, Afrika Selatan, hingga Asia Timur justru mengalami penurunan.
Pola yang berlawanan tersebut menjadi petunjuk penting bagi para peneliti. Perubahan permukaan laut regional dapat dipengaruhi oleh pergerakan lempeng, perubahan bentuk cekungan samudra, serta naik turunnya daratan. Namun, distribusi perubahan pada periode ini juga mengikuti pola yang diperkirakan berkaitan dengan true polar wander (TPW), yaitu pergeseran relatif posisi kulit dan mantel Bumi terhadap sumbu rotasinya. Dalam rekonstruksi tersebut, sumbu TPW berputar berlawanan arah jarum jam sekitar 53 derajat bujur timur.
Pergerakan itu membantu menjelaskan mengapa sejumlah wilayah mengalami penggenangan, sedangkan wilayah lain secara bersamaan menjadi lebih dangkal atau relatif muncul di atas permukaan laut. Ketika orientasi Bumi berubah, posisi benua terhadap tonjolan khatulistiwa, zona iklim, dan sistem samudra ikut bergeser. Dampaknya dapat tercermin dalam endapan laut, garis pantai purba, serta sebaran batuan yang terbentuk di lingkungan dangkal.
Temuan dari pertengahan Kapur ini juga dinilai sejalan dengan prediksi ahli geologi yang sebelumnya dibuat berdasarkan pergerakan benua pada periode yang sedikit lebih awal. Kesesuaian rekaman batuan, rekonstruksi benua, dan arah pergeseran sumbu memperkuat dugaan bahwa TPW berperan dalam membentuk pola muka laut purba. Dengan demikian, perubahan tersebut bukan sekadar rangkaian kenaikan dan penurunan lokal, melainkan bagian dari dinamika Bumi berskala global.
Penelitian tersebut juga mengidentifikasi beberapa periode lain ketika true polar wander (TPW), atau pergeseran sumbu rotasi sejati Bumi, diduga berlangsung. Salah satu periode utama terjadi sekitar 150–140 juta tahun lalu, pada Jura akhir. Dalam rentang ini, pola perubahan yang ditemukan hampir menyerupai peristiwa TPW lainnya. Sumbu rotasi Bumi diperkirakan bergerak searah jarum jam hingga mencapai sekitar 58 derajat bujur timur. Pergerakan tersebut berpotensi memengaruhi posisi relatif benua, cekungan samudra, serta pola permukaan laut pada masa itu.
Dua pola signifikan lain terdeteksi sekitar 200–190 juta tahun lalu dan 30–20 juta tahun lalu. Namun, bukti untuk kedua periode tersebut dinilai kurang kuat dibandingkan temuan pada periode lainnya. Para peneliti memperkirakan ketidakjelasan itu berkaitan dengan keterbatasan rekaman geologis yang tersedia. Sebagian catatan batuan dapat mengalami pengikisan, tertutup oleh endapan yang lebih muda, atau berubah akibat proses tektonik, sehingga jejak pergerakan kutub menjadi lebih sulit dikenali.
Catatan yang hilang kemungkinan sangat berpengaruh pada rentang 200–190 juta tahun lalu dan pada periode yang lebih baru, yakni sekitar 30–20 juta tahun lalu. Selain itu, laju pergeseran sumbu pada kedua interval tersebut mungkin relatif rendah. Jika perubahan berlangsung perlahan, sinyalnya dapat terlihat lebih lemah dalam data paleomagnetik dan rekonstruksi geologi. Perbedaan kualitas data inilah yang membuat peneliti perlu berhati-hati ketika menafsirkan kedua pola tersebut sebagai peristiwa TPW yang pasti.
Secara umum, TPW dapat terjadi akibat perubahan distribusi massa di dalam dan pada permukaan Bumi. Tektonik lempeng menjadi salah satu faktor yang dapat memicunya karena pergeseran, penebalan, atau penumpukan kerak mengubah keseimbangan massa planet. Perubahan lain, seperti pembentukan pegunungan, pelelehan lapisan es, serta dinamika mantel, juga dapat berperan. Kecepatan pergeseran tidak seragam di seluruh planet dan dapat berbeda satu periode geologis dan periode lainnya, bergantung pada skala serta sumber perubahan massanya.
