Kelahiran Teori Lempeng Tektonik
Setiap tahun di abad ke-20 mencakup banyak terobosan dan pencapaian ilmiah, namun sedikit tahun yang sepenting tahun 1915—seratus tahun yang lalu pada tahun ini. Tampak aneh bahwa tahun tersebut menonjol sebagai titik balik penting.
Perang Dunia I telah pecah pada bulan Agustus sebelumnya dengan kemajuan cepat Jerman melalui negara-negara rendah dan utara Prancis hampir sampai ke Paris, kemudian dikalahkan kembali oleh serangan balik Sekutu. Pada awal 1915, garis Sekutu dan Axis di seluruh Belgia dan utara Prancis telah menggali parit dengan dalam, dan mereka hampir tidak bergeser selama tiga tahun pembantaian yang sia-sia. Namun meskipun kejadian mengerikan ini, ilmu pengetahuan terus berjalan.
Dalam fisika, ada Einstein yang menerbitkan teorinya tentang relativitas umum, yang memberikan kita konsep ruang-waktu dan ruang yang melengkung. Teorinya juga berhasil menjelaskan kekhususan dalam gerakan tampak Merkurius. (Namun, makalah tersebut tidak banyak dibaca untuk sementara waktu karena pembatasan perang terhadap peredaran publikasi ilmiah).
Ada Hitchins yang menetapkan seri peluruhan radioaktif pertama, menunjukkan bahwa radium adalah produk peluruhan dari uranium. Pluto difoto untuk pertama kalinya, meskipun belum diakui sebagai planet.
Thomas Hunt Morgan menunjukkan mutasi genetik yang tidak diwarisi pada lalat buah, menggoyahkan dasar eugenika. Hadiah Nobel dalam Fisika diberikan kepada Braggs untuk pengembangan mereka dalam kristalografi sinar-X, yang menjadi penting tidak hanya dalam geologi tetapi juga adalah kunci untuk membuka struktur molekul DNA dan banyak penemuan ilmiah lainnya.
Namun, 1915 benar-benar revolusioner dalam ilmu geologi. Tidak hanya pada tahun tersebut diterbitkan beberapa tanggal radiometrik pertama yang menetapkan bahwa bumi berusia miliaran tahun, tetapi mungkin pencapaian ilmiah terpenting dari semuanya: penerbitan karya Alfred Wegener, Die Entstehung der Kontinente und Ozeane (Asal-usul Benua dan Samudra).
Karya ini merupakan awal dari revolusi ilmiah sejati yang mengubah geologi hingga ke intinya, meskipun tahap akhir revolusi ini tidak selesai hingga tahun 1950-an dan 1960-an. Dan seperti banyak karya revolusioner lainnya, ia mendahului zamannya, dan banyak dicemooh dan ditolak oleh mereka yang berkuasa dalam ilmu pengetahuan.
Wegener adalah sosok revolusioner yang tidak terduga bagi ilmu geologi. Lahir di Berlin pada tahun 1880, dia adalah putra dari seorang pendeta, bukan ilmuwan. Awalnya dia mempelajari Sastra Klasik sebelum beralih ke astronomi, meteorologi, dan klimatologi, tetapi tidak pernah memiliki pelatihan formal dalam geologi. Pada tahun 1905, dia bekerja di observatorium meteorologi, dan pada 1906 dia mengorganisir dan memimpin salah satu dari empat ekspedisi ke Greenland untuk memahami iklim di daerah kutub.
Dia adalah instruktur meteorologi di Universitas Marburg pada tahun 1908, di mana dia bekerja dengan klimatolog legendaris Wladimir Köppen (yang skema klasifikasi iklimnya masih digunakan hingga saat ini, seperti yang saya ajarkan di kelas Meteorologi semester lalu), dan pada tahun 1913 menikah dengan putri Köppen. Tahun yang sama dia menjalankan ekspedisi Greenland keduanya dan menghabiskan musim dingin di atas es, dan hampir mati kelaparan sebelum dia dan temannya diselamatkan.
Ketika perang meletus pada tahun 1914, dia ikut wajib-militer, seperti hampir semua pemuda yang sehat di Jerman pada saat itu. Setelah terluka dua kali (sekali di leher) di infanteri pada awal perang, Komando Tinggi Jerman memutuskan dia tidak layak menjadi pasukan di parit. Mereka mengirimnya ke layanan cuaca tentara, di mana dia berkeliling antar stasiun cuaca di seluruh Eropa yang dikuasai Axis.
Meskipun banyak bepergian dan bekerja untuk tentara, dia berhasil menyelesaikan penulisannya (yang dia mulai pada tahun 1912) selama masa dinasnya di tentara, dan diterbitkan pada akhir tahun 1915. Buku tersebut tidak memiliki dampak besar karena pembatasan perang, tetapi Wegener menerbitkan 20 makalah lagi dalam meteorologi dan klimatologi sebelum perang berakhir.
Setelah perang, dia mendapatkan posisi di Observatorium Angkatan Laut Jerman di Hamburg, kemudian di Universitas Hamburg, dan akhirnya menerima posisi tetap di Universitas Graz. Selama waktu ini, dia menulis buku berpengaruh dengan mertuanya tentang iklim masa geologi yang lalu. Namun, ide-idenya tentang benua yang bergerak belum banyak dibaca atau diterima, terutama tidak di komunitas geologi di Eropa dan AS.
Pada 1926, dia mempresentasikan ide-idenya di pertemuan Asosiasi Geologis Minyak Amerika di Kota New York, di mana dia ditolak oleh semua orang kecuali ketua yang mengundangnya. Ide-idenya terus dicemooh oleh ahli geologi, tetapi Wegener masih bekerja keras, mengumpulkan data di Greenland pada 1929. Pada tahun 1930, dia memimpin ekspedisi besar keempat dan terakhirnya ke Greenland, yang terbesar yang pernah dia lakukan, dengan kereta luncur es bertenaga baling-baling dan banyak peralatan inovatif.
Pada November 1930, dia dan seorang rekan kembali dari pengiriman pasokan ke kamp terpencil mereka di tengah-tengah lembaran es Greenland ketika mereka kehabisan makanan dan mengalami cuaca buruk. Wegener meninggal pada usia 50, dan dimakamkan di lembaran es Greenland, di mana tubuhnya masih beristirahat hari ini di bawah banyak kaki es. Dia tidak pernah hidup untuk melihat dukungan apa pun untuk ide-ide revolusionernya, yang tidak akan datang selama 25 tahun lagi.
Buku Wegener adalah kompilasi bukti yang tersedia pada saat itu. Sejak peta pertama Atlantik yang layak pada 1500-an, orang-orang telah menduga-duga apakah sisi timur Amerika Selatan dan sisi barat Afrika cocok. Wegener tidak saja menyebut cocok, bahkan menunjukkan bahwa cocokannya termasuk India, Madagaskar, Australia, dan Antartika.
Sebagai seorang klimatolog, ia sangat terkesan dengan cara tertentu deposit sangat dikendalikan oleh iklim dan lintang: lapisan es di kutub, hutan hujan di daerah tropis, dan deposit gurun di sabuk tekanan tinggi lintang tengah antara 10° dan 40° utara dan selatan khatulistiwa. Namun, ketika Anda kembali ke Masa Permian (250-300 juta tahun yang lalu), deposit tersebut tidak masuk akal di atas globe modern. Lapisan es kutub selatan membentang dari Amerika Selatan dan Afrika dan tampaknya membentang melintasi khatulistiwa ke India, yang merupakan hal yang absurd dari sisi klimatologi.
Hanya jika Anda mengembalikan benua ke konfigurasi Permian mereka sebagai bagian dari satu superbenua, Pangea ("semua tanah"), barulah semuanya menjadi masuk akal. Jika benua-benua tersebut tidak bergerak, maka goresan batuan dasar yang berasal dari gletser Permian di Afrika dan cocok dengan yang di Amerika Selatan akan memerlukan gletser untuk melompat ke Atlantik, mengalir dalam garis lurus dari Afrika ke Brasil, dan kemudian melompat keluar dari samudra! Demikian juga, semua deposit gurun Permian kuno dan rawa batubara hutan hujan tropis Permian hanya masuk akal jika mereka dikembalikan ke lokasi Pangea mereka, bukan lintang modern mereka. Bahkan batuan dasar Pra-Kambrium kuno di Amerika Selatan dan Afrika cocok dengan presisi seperti potongan puzzle.
Yang memastikan semua ini adalah bukti dari fosil Permian. Ada pakis biji punah khas yang dikenal sebagai Glossopteris yang ditemukan di semua benua dari daratan selatan yang dikenal sebagai Gondwana. Ada reptil kecil seperti Mesosaurus, yang ditemukan di tempat tidur danau di Brasil dan Afrika Selatan, dan protomamalia seperti herbivora bertengger seukuran bulldog Lystrosaurus dan predator mirip beruang Cynognathus, yang tidak mungkin berenang menyeberangi Samudra Atlantik modern. Bagi Wegener (dan bagi ahli geologi modern), bukti ini seharusnya sudah jelas dan konklusif: benua-benua berpisah seperti lapisan es yang sangat dikenal oleh Wegener.
Jika buktinya begitu kuat, mengapa ia dicemooh dan ditolak? Mengapa ahli geologi menganggap ide-idnya sebagai ide pinggiran, dan menyebutnya orang gila selama 45 tahun setelah bukunya diterbitkan? Sebagian alasannya tidak ada hubungannya dengan bukti, tetapi semuanya berkaitan dengan sosiologi ilmu pengetahuan.
Pertama-tama, Wegener bukanlah seorang ahli geologi yang mendapatkan pelatihan formal, dan ada keengganan alami untuk menerima ide dari luar komunitas Anda yang tampaknya melanggar asumsi dasar Anda, seperti kestabilan benua. Saya sendiri pernah menulis blog tentang sejumlah amatir yang mengusulkan ide-ide gila, seperti perluasan bumi atau gagasan gila tentang medan magnetik bumi, yang jelas tidak mengetahui geologi dan tidak dapat melihat mengapa ide mereka telah ditolak berdasarkan bukti yang baik.
Yang lebih penting lagi, bukti Wegener sebagian besar berasal dari Belahan Bumi Selatan, namun hampir semua ahli geologi dunia saat itu tinggal di Eropa atau Amerika Utara, dan relatif sedikit yang pernah bepergian ke Afrika Selatan atau Brasil. Tentu saja, buktinya akan lebih meyakinkan jika Anda dapat melihatnya secara langsung, daripada membacanya dalam tulisan dan foto hitam-putih yang biasa untuk jurnal saat itu. Memang, pendukung terbesar Wegener, seperti ahli geologi Afrika Selatan Alexander du Toit, kebanyakan di Belahan Bumi Selatan, dan bisa melihat bukti dengan mata kepala sendiri.
Pendukung lainnya adalah ahli geologi Inggris Arthur Holmes, yang dikenal sebagai "Bapak Skala Waktu Geologi" karena karyanya yang perintis dalam penanggalan radiometrik pada tahun 1913-1915. Dia mendukung ide-ide Wegener — tetapi kemudian dia telah bekerja sebagai ahli geologi di Afrika sebelum kembali ke Inggris. Holmes dengan berani menerbitkan diagram yang menunjukkan benua yang bergerak dan konveksi mantel untuk pertama kalinya di buku teks geologi yang banyak digunakan pada tahun 1920-an, 40 tahun sebelum komunitas geologi menerima gagasan tersebut.
Namun, ini bukan semata-mata karena sosiologi. Wegener tidak memiliki mekanisme untuk menjelaskan bagaimana benua bergerak, dan ide-ide yang dia usulkan (seperti gaya sentrifugal) tidak begitu masuk akal. Ahli geologi berpendapat bahwa jika benua telah mengarungi cekungan samudra, seharusnya ada area besar dari kerak samudra yang mengerut di ujung depan mereka seperti sisa salju di bilah sekop salju — dan deposit semacam itu tidak ada. Sementara itu, mereka menolak kesamaan di batuan lintas benua sebagai tidak meyakinkan, dan menyusun jembatan darat fantastis untuk menjelaskan bagaimana hewan bisa menyeberangi Samudra Atlantik.
Mereka terus mencemooh Wegener dan menjadikan ide-idenya sebagai bahan tertawaan selama beberapa dekade. Pada 1949, paleontolog terkemuka Amerika George Gaylord Simpson telah menerbitkan banyak makalah yang berpendapat bahwa fosil tidak memerlukan pergerakan benua. Lembaganya, Museum Sejarah Alam Amerika, mengadakan simposium besar yang menolak semua bukti benua bergerak (diterbitkan pada 1952).
Ironisnya, saat tumpukan cela mencapai puncaknya, bukti datang dari arah yang tak terduga: dasar laut. Baik Wegener maupun kritikusnya sama sekali tidak mengetahui bagaimana sebenarnya kerak samudra, dan jawaban tidak datang hingga setelah Perang Dunia II, saat geologi laut modern lahir.
Pada akhir 1940-an dan 1950-an, beberapa institut oseanografi memiliki kapal yang rutin melintasi samudra dunia, mendapatkan survei mendalam tentang kedalaman dasar laut, profil refleksi seismik struktur dasar laut, profil gravitasi dan magnetik, dan rutin mengumpulkan inti sedimen di mana pun mereka pergi.
Pada akhir 1950-an, kita mendapat gambaran pertama sebenarnya tentang apa yang 70% dari permukaan bumi sebenarnya tampak seperti, berkat peta dasar laut rinci oleh Marie Tharp dan Bruce Heezen. Sementara itu, data paleomagnetik yang dikumpulkan di darat menunjukkan bahwa benua telah bergerak relatif terhadap kutub, dan menetapkan perubahan medan magnetik bumi, yang memungkinkan bukti pamungkas: bukti penyebaran dasar laut oleh Fred Vine dan Drummond Matthews pada 1963.
Ternyata kritikus Wegener salah: benua memang bergerak mengelilingi dunia, tetapi mereka tidak mengerutkan kerak samudra di depan, melainkan di bawah lempeng benua.
