Massa besar yang bergerak cepat yang menghantam Bumi pasti akan mampu menyebabkan peristiwa kepunahan massal. Namun, teori semacam itu akan membutuhkan bukti kuat dari dampak berkala, yang tampaknya tidak dimiliki Bumi. Kredit gambar: Don Davis / NASA.

Apakah Kepunahan Massal Berkala? Dan apakah kita berhak atas satu?

65 juta tahun, dampaknya memusnahkan 30% dari semua kehidupan di Bumi. Bisakah yang lain segera terjadi?

"Itu yang bisa ditegaskan tanpa bukti, bisa diberhentikan tanpa bukti." -Christopher Hitchens

65 juta tahun yang lalu, asteroid besar, mungkin lima sampai sepuluh kilometer, menghantam Bumi dengan kecepatan lebih dari 20.000 mil per jam. Sebagai buntut dari tabrakan dahsyat ini, raksasa raksasa yang dikenal sebagai dinosaurus, yang telah mendominasi permukaan bumi selama lebih dari 100 juta tahun, dimusnahkan. Faktanya, sekitar 30% dari semua spesies yang ada di Bumi pada saat itu musnah. Ini bukan pertama kalinya Bumi dihantam oleh benda sebesar itu, dan mengingat apa yang ada di luar sana, kemungkinan itu bukan yang terakhir. Gagasan yang telah dipertimbangkan untuk beberapa waktu adalah bahwa peristiwa ini sebenarnya periodik, yang disebabkan oleh gerakan Matahari melalui galaksi. Jika itu masalahnya, kita harus dapat memprediksi kapan yang berikutnya akan datang, dan apakah kita hidup di masa risiko yang sangat meningkat.

Terkena puing-puing luar angkasa yang bergerak cepat selalu merupakan bahaya, tetapi bahayanya terbesar pada masa awal Tata Surya. Kredit gambar: NASA / GSFC, PERJALANAN BENNU - Pengeboman Besar.

Selalu ada bahaya kepunahan massal, tetapi kuncinya adalah mengukur bahaya itu secara akurat. Ancaman kepunahan di Tata Surya kita - dari pemboman kosmik - umumnya berasal dari dua sumber: sabuk asteroid di antara Mars dan Jupiter, dan sabuk Kuiper dan awan Oort keluar di luar orbit Neptunus. Untuk sabuk asteroid, yang diduga (tetapi bukan yang pasti) asal dari pembunuh dinosaurus, peluang kita terkena benda besar berkurang secara signifikan dari waktu ke waktu. Ada alasan bagus untuk ini: jumlah material di antara Mars dan Jupiter semakin menipis dari waktu ke waktu, tanpa mekanisme untuk mengisinya kembali. Kita dapat memahami hal ini dengan melihat beberapa hal: Sistem Surya muda, model awal Tata Surya kita sendiri, dan sebagian besar dunia tanpa udara tanpa geologi yang sangat aktif: Bulan, Merkurius, dan sebagian besar bulan Jupiter dan Saturnus.

Tampilan resolusi tertinggi dari seluruh permukaan bulan diambil baru-baru ini oleh Lunar Reconnaissance Orbiter. Maria (daerah yang lebih muda, lebih gelap) jelas kurang kawah dibandingkan dataran tinggi bulan. Kredit gambar: NASA / GSFC / Arizona State University (disusun oleh I. Antonenko).

Sejarah dampak di Tata Surya kita secara literal tertulis di wajah-wajah dunia seperti Bulan. Di mana dataran tinggi bulan berada - tempat yang lebih terang - kita bisa melihat sejarah kawah yang berat, yang telah ada sejak zaman paling awal di Tata Surya: lebih dari 4 miliar tahun yang lalu. Ada banyak sekali kawah besar dengan kawah yang lebih kecil dan lebih kecil di dalamnya: bukti bahwa ada tingkat aktivitas dampak yang sangat tinggi sejak awal. Namun, jika Anda melihat daerah gelap (maria bulan), Anda dapat melihat jauh lebih sedikit kawah di dalamnya. Penanggalan radiometrik menunjukkan bahwa sebagian besar wilayah ini berusia antara 3 dan 3,5 miliar tahun, dan bahkan itu cukup berbeda sehingga jumlah kawah jauh lebih sedikit. Wilayah termuda, yang ditemukan di Oceanus Procellarum (kuda betina terbesar di bulan), baru berusia 1,2 miliar tahun dan paling sedikit kawahnya.

Cekungan besar yang diperlihatkan di sini, Oceanus Procellorum, adalah yang terbesar dan juga salah satu yang termuda dari semua bulan maria, sebagaimana dibuktikan oleh fakta bahwa itu adalah salah satu yang paling tidak kawah. Kredit gambar: pesawat ruang angkasa NASA / JPL / Galileo.

Dari bukti ini, kita dapat menyimpulkan bahwa sabuk asteroid semakin jarang dan semakin jarang, karena laju kawah turun. Aliran pemikiran terkemuka adalah bahwa kita belum mencapainya, tetapi pada titik tertentu selama beberapa miliar tahun ke depan, Bumi harus mengalami serangan asteroid besar yang terakhir, dan jika masih ada kehidupan di dunia, kepunahan massal terakhir Peristiwa yang timbul dari bencana seperti itu. Sabuk asteroid tidak terlalu berbahaya, hari ini daripada sebelumnya.

Tapi awan Oort dan sabuk Kuiper adalah cerita yang berbeda.

Sabuk Kuiper adalah lokasi jumlah objek terbesar yang diketahui di Tata Surya, tetapi awan Oort, lebih redup dan lebih jauh, tidak hanya berisi lebih banyak, tetapi lebih cenderung terganggu oleh massa yang lewat seperti bintang lain. Kredit gambar: NASA dan William Crochot.

Di luar Neptunus di Tata Surya bagian luar, ada potensi luar biasa untuk bencana. Ratusan ribu - jika bukan jutaan - bongkahan es dan batu besar menunggu dalam orbit renggang di sekitar Matahari kita, di mana massa yang lewat (seperti Neptunus, objek Kuiper belt / Oort cloud lainnya, atau bintang / planet yang lewat) memiliki berpotensi mengganggunya secara gravitasi. Gangguan itu bisa memiliki sejumlah hasil, tetapi salah satunya adalah melemparkannya ke arah Tata Surya bagian dalam, di mana ia bisa tiba sebagai komet yang brilian, tetapi di mana ia juga bisa bertabrakan dengan dunia kita.

Setiap 31 juta tahun atau lebih, Matahari bergerak melalui bidang galaksi, melintasi wilayah dengan kepadatan terbesar dalam hal lintang galaksi. Kredit gambar: NASA / JPL-Caltech / R. Hurt (dari ilustrasi galaksi utama), dimodifikasi oleh pengguna Wikimedia Commons Cmglee.

Interaksi dengan Neptunus atau objek lain di sabuk Kuiper / awan Oort bersifat acak dan independen dari apa pun yang terjadi di galaksi kita, tetapi mungkin saja melewati wilayah yang kaya bintang - seperti cakram galaksi atau salah satu lengan spiral kita - Dapat meningkatkan kemungkinan badai komet, dan kemungkinan serangan komet di Bumi. Saat Matahari bergerak melalui Bima Sakti, ada kekhasan orbitnya yang menarik: kira-kira setiap 31 juta tahun sekali, ia melewati bidang galaksi. Ini hanyalah mekanika orbital, karena Matahari dan semua bintang mengikuti jalur elips di sekitar pusat galaksi. Tetapi beberapa orang telah mengklaim bahwa ada bukti kepunahan berkala pada skala waktu yang sama, yang mungkin menunjukkan bahwa kepunahan ini dipicu oleh badai komet setiap 31 juta tahun.

Persentase spesies yang punah selama berbagai interval waktu. Kepunahan terbesar yang diketahui adalah batas Permian-Trias sekitar 250 juta tahun yang lalu, yang penyebabnya masih belum diketahui. Kredit gambar: pengguna Wikimedia Commons Smith609, dengan data dari Raup & Smith (1982) dan Rohde and Muller (2005).

Apakah itu masuk akal? Jawabannya dapat ditemukan dalam data. Kita dapat melihat peristiwa kepunahan utama di Bumi sebagaimana dibuktikan oleh catatan fosil. Metode yang dapat kita gunakan adalah menghitung jumlah genera (satu langkah lebih generik daripada "spesies" dalam cara kita mengklasifikasikan makhluk hidup; bagi manusia, "homo" dalam homo sapiens adalah genus kita) yang ada pada waktu tertentu. Kita dapat melakukan ini kembali lebih dari 500 juta tahun, berkat bukti yang ditemukan di batuan sedimen, yang memungkinkan kita untuk melihat berapa persen keduanya ada dan juga mati dalam interval tertentu.

Kita kemudian dapat mencari pola dalam peristiwa kepunahan ini. Cara termudah untuk melakukannya, secara kuantitatif, adalah dengan mengambil transformasi Fourier dari siklus ini dan melihat di mana (jika ada) pola muncul. Jika kita melihat peristiwa kepunahan massal setiap 100 juta tahun, misalnya, di mana ada penurunan besar dalam jumlah genera dengan periode yang tepat setiap waktu, maka transformasi Fourier akan menunjukkan lonjakan besar pada frekuensi 1 / (100 juta tahun). Jadi mari kita langsung saja ke sana: apa yang ditunjukkan data kepunahan?

Ukuran keanekaragaman hayati, dan perubahan jumlah genera yang ada pada waktu tertentu, untuk mengidentifikasi peristiwa kepunahan paling utama dalam 500 juta tahun terakhir. Kredit gambar: Pengguna Wikimedia Commons Albert Mestre, dengan data dari Rohde, RA, dan Muller, RA

Ada beberapa bukti yang relatif lemah untuk lonjakan dengan frekuensi 140 juta tahun, dan lonjakan yang sedikit lebih kuat pada 62 juta tahun. Di mana panah oranye berada, Anda dapat melihat di mana periodisitas 31 juta tahun akan terjadi. Kedua paku ini terlihat besar, tetapi itu hanya relatif terhadap paku lainnya, yang sama sekali tidak signifikan. Seberapa kuat, obyektif, dua paku ini, yang merupakan bukti kami untuk periodisitas?

Angka ini menunjukkan transformasi Fourier dari peristiwa kepunahan selama 500 juta tahun terakhir. Panah oranye, disisipkan oleh E. Siegel, menunjukkan di mana periodisitas 31 juta tahun akan cocok. Kredit gambar: Rohde, RA & Muller, RA (2005). Siklus dalam keanekaragaman fosil. Alam 434: 209–210.

Dalam jangka waktu hanya ~ 500 juta tahun, Anda hanya dapat memuat tiga kemungkinan kepunahan massal 140 juta tahun di sana, dan hanya sekitar 8 kemungkinan peristiwa 62 juta tahun. Apa yang kita lihat tidak sesuai dengan peristiwa yang terjadi setiap 140 juta atau setiap 62 juta tahun, tetapi jika kita melihat suatu peristiwa di masa lalu, ada kemungkinan peningkatan memiliki acara lain baik 62 atau 140 juta tahun di masa lalu atau masa depan . Tapi, seperti yang bisa Anda lihat dengan jelas, tidak ada bukti untuk 26-30 juta tahun kepunahan dalam kepunahan ini.

Namun, jika kita mulai melihat kawah yang kita temukan di Bumi dan komposisi geologis batuan sedimen, gagasan itu hancur berantakan sepenuhnya. Dari semua dampak yang terjadi di Bumi, kurang dari seperempatnya berasal dari objek yang berasal dari awan Oort. Lebih buruk lagi, dari batas-batas antara rentang waktu geologis (Trias / Jurassic, Jurassic / Cretaceous, atau batas Cretaceous / Paleogene), dan catatan geologis yang berhubungan dengan peristiwa kepunahan, hanya peristiwa dari 65 juta tahun yang lalu yang menunjukkan karakteristik abu-dan - Lapisan debu yang kita kaitkan dengan dampak besar.

Lapisan batas Cretaceous-Paleogene sangat berbeda dalam batuan sedimen, tetapi lapisan tipis abu, dan komposisi unsurnya, yang mengajarkan kepada kita tentang asal ekstraterestrial dari penabrak yang menyebabkan peristiwa kepunahan massal. Kredit gambar: James Van Gundy.

Gagasan bahwa kepunahan massal bersifat periodik adalah gagasan yang menarik dan meyakinkan, tetapi bukti tidak ada untuk itu. Gagasan bahwa perjalanan Matahari melalui bidang galaksi menyebabkan dampak periodik juga menceritakan kisah yang hebat, tetapi sekali lagi, tidak ada bukti. Faktanya, kita tahu bahwa bintang-bintang berada dalam jangkauan awan Oort setiap setengah juta tahun atau lebih, tetapi kita tentunya memiliki jarak yang baik di antara peristiwa-peristiwa itu saat ini. Untuk masa yang akan datang, Bumi tidak menghadapi risiko bencana alam yang datang dari Semesta. Sebaliknya, sepertinya bahaya terbesar kita adalah dari satu tempat yang kita semua takut untuk melihat: pada diri kita sendiri.

Starts With A Bang sekarang ada di Forbes, dan diterbitkan ulang di Medium berkat para pendukung Patreon kami. Ethan telah menulis dua buku, Beyond The Galaxy, dan Treknology: The Science of Star Trek dari Tricorders ke Warp Drive.