Banjir Zaman Es yang Menghancurkan yang Terjadi di Pasifik Barat Laut Mempesona Para Ilmuwan | Sains

Bumi tampaknya berubah perlahan. Benua bergeser sekitar setengah inci dalam setahun. Permukaan laut naik kurang dari seperempat inci dalam waktu yang sama. Gunung-gunung terus-menerus terkikis tetapi, bagi kami, tampaknya berdiri hari ini sama seperti kemarin dan hari sebelumnya. Sejarah geologis planet kita sering kali tampak seperti salah satu dari perubahan yang lambat dan tergerus. Tapi itu bukan keseluruhan cerita. Terkadang perubahan geologis datang secara mengejutkan, sangat cepat, meninggalkan bekas luka di permukaan bumi. The Channeled Scablands of the Pacific Northwest, lanskap yang penuh dengan dataran tinggi datar yang menjulang di antara ngarai berdinding curam, adalah salah satu lanskap yang sangat berubah yang telah menyebabkan para peneliti memikirkan kembali apa yang mereka duga sebelumnya. Luka geologis adalah bukti dramatis bahwa perubahan cepat dan bencana telah memainkan peran penting dalam membentuk planet kita.

Scablands, terutama terletak di negara bagian Washington tenggara, menunjukkan tanda-tanda peristiwa Zaman Es yang luar biasa. Antara 14.000 dan 18.200 tahun yang lalu, danau glasial besar di batas lapisan es meledak dari bendungan alami mereka dan mengalir di atas lanskap, menjelajahi perbukitan dan menjatuhkan batu-batu besar saat berjalan. Seluruh bukit hanyut saat air banjir membuang kerikil, batu besar, dan sedimen di tempat-tempat baru, hampir seperti mengguncang Etch-a-Sketch geologis yang hebat. Tapi ini adalah pemahaman yang relatif baru, hanya diterima secara luas sejak tahun 1970-an. Butuh beberapa dekade bagi ahli geologi untuk membangun bahkan garis besar dari apa yang diwakili Scablands, sebuah realisasi yang terbukti menjadi titik balik bagi sains. Karena jika banjir besar dapat mengukir fitur-fitur seperti itu sekali dalam sejarah Bumi, pasti mereka dapat mengubah lanskap di lain waktu dan di tempat lain—bahkan yang sejauh permukaan Mars.

Ahli geologi baru mulai menangkap kisah Scablands seabad yang lalu. Pada 1920-an, naturalis J Harlen Bretz menulis beberapa makalah deskriptif tentang cekungan aneh dan saluran aneh di daerah tersebut. Saluran-saluran itu telah dibuat oleh air yang bergerak, tetapi cara air pernah mengalir melalui daerah itu tampaknya tidak masuk akal. “Saluran mengalir menanjak dan menurun, mereka bersatu dan membelah, mereka menuju lereng belakang dan memotong puncak,” tulis Bretz, “mereka tidak dapat dirancang dengan lebih tidak menentu dan mustahil.” Satu-satunya kesimpulan yang masuk akal, menurut Bretz, adalah bahwa Scablands diciptakan oleh banjir besar dan berumur pendek.

Rekan-rekan Bretz tidak siap untuk kesimpulan seperti itu. Sejak geologi muncul sebagai ilmu pada abad ke-19, banyak bidang telah dipengaruhi oleh konsep uniformitarianisme—bahwa masa kini adalah kunci dari masa lalu. Dalam arti luas, itu aturan yang bagus. Bumi masih terus berubah, dan banyak dari perubahan itu—mulai dari erosi hingga letusan gunung berapi—juga terjadi di masa lalu. Tetapi beberapa ketentuan tambahan untuk rumusan gagasan yang lebih tua tidak perlu dianggap sebagai kebenaran. Salah satunya adalah bahwa Bumi berubah pada tingkat yang lambat dan bertahap dan perubahan yang cepat dan membawa bencana itu tidak mungkin. Ide Bretz tentang bagaimana Scablands terbentuk bertentangan dengan apa yang diterima oleh banyak ahli geologi. Saluran diukir dalam jangka waktu yang lama oleh sungai, menurut ahli geologi lainnya, bukan oleh banjir yang tiba-tiba.

Bagi Bretz, buktinya tidak salah lagi. Antara lain, Scablands berisi lapisan kerikil setinggi ratusan kaki. Aliran yang bergerak lambat tidak mungkin meninggalkan akumulasi yang begitu besar. Potongan kerikil lebih besar dan lebih berat daripada partikel pasir atau lanau, membutuhkan air yang bergerak lebih cepat untuk mengambil kerikil dan mengangkutnya. Deposit kerikil setinggi gedung pencakar langit pasti membutuhkan air yang mengalir deras dalam jumlah yang luar biasa. Polanya juga konsisten dengan geologi yang mendasari daerah tersebut. Batuan di bawah endapan banjir besar adalah batuan vulkanik yang relatif rapuh, mudah pecah dan diukir. Kerapuhan lapisan batuan ini memungkinkan banjir mencungkil saluran dan ngarai sedemikian rupa sehingga batuan yang lebih keras akan lebih tahan terhadapnya. Namun fakta bahwa Bretz tidak dapat mengidentifikasi sumber air banjir menyebabkan banyak orang mengabaikan gagasannya, dan baru setelah bukti dari peristiwa serupa—seperti lapisan banjir Zaman Es ditemukan di Montana—para ahli lain mulai mempertimbangkan kembali apa yang Bretz telah mengusulkan. Akhirnya, pada 1970-an, ahli geologi yang meremehkan mengubah nada mereka. Sesuatu bencana benar-benar terjadi untuk menciptakan Scablands.

Bukan berarti perilaku atau sejarah banjir tersebut sepenuhnya dipahami. “Ada banyak pertanyaan luar biasa dan banyak orang berpikir dengan hati-hati tentang Scablands,” kata kandidat PhD geologi Universitas Washington Kelsay Stanton. Meskipun para ahli yakin bahwa danau glasial yang luas menyediakan air untuk banjir, volume pasti dari banjir yang berulang tidak diketahui, dan waktu lusinan ledakan belum ditentukan secara rinci. “Ledakan glasial banjir di Pacific Northwest bukanlah topik yang tertutup,” kata Stanton.

Bagian dari apa yang memungkinkan ahli geologi untuk terus kembali ke Scablands adalah bahwa alat yang tersedia bagi para ilmuwan telah banyak berubah sejak zaman Bretz. “Ada banyak metode pemodelan geokronologi dan komputer sekarang yang tidak tersedia ketika Bretz dan peneliti awal lainnya memetakan area tersebut,” kata kandidat PhD geologi Amherst University of Massachusetts, Karin Lehnigk. Banjir yang berulang ini mempengaruhi lautan, catatnya, dengan masuknya air tawar mengurangi rasa asin di Pasifik utara selama bertahun-tahun dan mengubah cara sirkulasi air yang lebih dingin dan asin di lapisan laut dalam. Banjir mempengaruhi lebih dari tanah yang mereka lewati, dan telah bertindak sebagai model bagaimana gletser modern kita dapat mengubah sirkulasi laut saat mencair karena pemanasan global. Metodologi skala luas yang baru dapat menawarkan beberapa wawasan ini dan teknik yang disempurnakan ini terbukti sangat penting, karena tidak ada yang pernah menyaksikan banjir seperti yang menciptakan Scablands. “Tidak ada contoh banjir modern dalam skala ini yang dapat kita amati secara langsung untuk mengetahui proses apa yang sebenarnya terjadi dengan cara yang sama seperti yang dilakukan orang yang mempelajari, katakanlah, sungai,” kata Lehnigk.

Pekerjaan oleh Lehnigk dan rekan bahkan mungkin dapat merekonstruksi seperti apa lanskap sebelum lusinan banjir menciptakan Scablands. “Saya melakukan kerja lapangan pada tahun 2017 dengan penasihat PhD saya dan dua rekan kami,” kenang Lehnigk, “dan kami mulai berbicara tentang apakah Anda dapat memperpanjang profil sungai sebelum banjir di ngarai untuk membangun kembali lantai sebelum banjir.” Itu membuat Lehnigk berada di jalur untuk mencari petunjuk di Scablands modern tentang seperti apa daerah itu di Zaman Es. Meskipun tidak ada cara untuk secara definitif menciptakan kembali seperti apa lanskap itu, ia mencatat, cara air mengukir batuan dasar dapat digunakan untuk memulai dengan topografi saat ini dan bekerja mundur untuk memperkirakan seperti apa kondisi awal dan mendeteksi variabel seperti di mana batu itu berada. cenderung terkikis atau resisten. Ini adalah cara untuk memutar ulang banjir yang tidak lagi bisa kita saksikan.

Teknik baru, termasuk pemindaian LiDAR untuk memetakan medan dan model numerik yang digunakan untuk memperkirakan air yang dikeluarkan oleh gletser, menghasilkan lebih banyak bukti untuk berbagai ledakan banjir di periode waktu dan tempat lain dari Sungai Mississippi hingga Himalaya—dan bahkan Mars. Eksplorasi Planet Merah telah menemukan lanskap yang sangat mirip dengan Scablands dan saluran-saluran lain yang disebabkan oleh banjir. Bahkan sebelum misi NASA menemukan bukti air cair di Mars, bekas luka geologis tidak diragukan lagi bahwa air pernah mengalir di permukaan planet. Penelitian ini bersifat timbal balik, membantu peneliti memperbaiki apa yang kita pahami bagaimana peristiwa tersebut terjadi melalui ruang dan waktu, perkawinan dari uniformitarianisme lama dengan pemahaman bahwa perubahan dapat terjadi dengan cepat dan pada skala yang sama sekali asing bagi kita. “Ini adalah jalan dua arah,” kata Lehnigk, “dengan mempelajari lebih lanjut tentang permukaan Mars, kita mendapatkan wawasan yang lebih besar tentang proses permukaan di Bumi.”