BUMI PADA MASA SILAM

Para ahli astronomi yang menelaah matahari dan bintang mengetahui bahwa benda itu hampir seluruhnya terdiri dari hidrogen dan helium. Gas-gas ringan ini amat langka adanya di bumi masa kini yang terutama terdiri dari unsur berat. Harus terjadi sesuatu sehingga unsur-unsur berat yang langka dalam kosmos ini menjadi terpisah dari hidrogen dan helium yang merupakan bagian utama awan pembentuk matahari dan planet-planetnya. Teori paling berhasil mengetengahkan pendapat bahwa mataharilah yang telah menghalau gas ringan itu.

Suatu asas fisika mengatakan bahwa bila berbagai gas dicampur pada suhu yang seragam, kebanyakan atomnya (atau molekulnya) akan bergerak dengan cepat. Makin tinggi suhunya makin tinggi pula kecepatan rata-ratanya. Atom yang ringan bergerak lebih cepat daripada yang berat. Atom yang paling ringan, yaitu hidrogen, bergerak paling cepat dan disusul oleh helium, atom kedua paling ringan. Ketika bumi sedang terbentuk, setiap hidrogen dan helium di dekatnya akan bergerak sangat cepat akibat sinaran matahari hingga atom-atom ini lepas dari gravitasi bumi bagaikan roket yang bergerak mengungguli kecepatan lepas bumi modern. Mungkin selama suatu jangka waktu singkat pada masa muda matahari, ketika matahari jauh lebih cemerlang daripada sekarang, gas yang lebih berat pun ikut lepas.

Terlepasnya atom-atom ini menyebabkan bumi hampir tidak mengandung gas. Maka atmosfer yang dimilikinya sekarang tentu timbul dari dalam dengan jumlah yang bertambah sedikit demi sedikit sepanjang masa. Gagasan ini lebih mudah diterima bila diingat bahwa atmosfer, yang bagi penghuni permukaan bumi kelihatan besar, sebenarnya kurang dari 0,000001 bagian dari seluruh masa planet ini. Lautan sudah merupakan sekitar 0,00025 bagian dari keseluruhan. Maka pengeluaran gas, yaitu lepasnya bahan yang mudah menguap dari dalam bumi, dengan jumlah tidak seberapa sudah cukup untuk menghasilkan udara dan lautan yang berlimpah-limpah.

Pengeluaran gas masih berlangsung sekarang, walaupun mungkin tidak sebanyak dahulu. Di samping gas yang disemburkan secara jelas dari gunung api, gas yang lebih banyak jumlahnya mungkin berasal dari bahan mudah menguap yang lepas dari lubang uap atau merembes perlahan lewat dasar lautan.

Mungkin atmosfer keluaran pertama dari bumi yang masih muda sangat berbeda dengan yang ada sekarang. Komposisi utamanya masih tetap hidrogen dan gas-gas yang kaya akan hidrogen; jadi, masih mencerminkan banyaknya unsur tersebut dalam kosmos. Dalam atmosfer yang begitu reduktif (sifat hidrogen yang sudah bersenyawa dengan memberikan elektronnya) tidak ada oksigen bebas yang dapat terbentuk. Di samping nitrogen lembam, atmosfer mengandung metan, yaitu komponen utama gas alam, juga amoniak, uap air dan barangkali sedikit karbon dioksida.

Uap air dalam atmosfer sangat mudah terpecah bila terkena sinar ultraviolet dari matahari. Sekarang sinar kuat itu diserap oleh oksigen pada lapisan atas yang tidak ada atau sedikit airnya. Tetapi dahulu, ketika tidak ada oksigen, sinar ultraviolet dapat mencapai molekul air dan memecahkannya menjadi hidrogen dan oksigen. Sebagian besar hidrogen segera lepas ke antariksa sedangkan oksigennya bereaksi dengan metan atau amoniak dan terbentuklah terutama karbon dioksida, nitrogen serta air. Oksigen dapat juga diserap oleh bahan lapar oksigen di kerak bumi.

Proses terpecahnya molekul air yang disebut juga fotodisosiasi ini mungkin lambat berlangsungnya, namun sedikit demi sedikit lewat oksidasi tersebut menyingkirkan sebagian metan dan gas pereduksi lainnya di atmosfer. Para ahli sejarah awal bumi tidak sependapat apakah proses itu dapat menghasilkan oksigen bebas permanen. Tetapi yang jelas oksigen lebih mudah bertambah dengan dihilangkannya beberapa gas yang dapat bereaksi dengan oksigen. Dan sekitar empat miliar tahun yang lalu, mungkin lebih awal, suatu proses luar biasa mulai, yakni awal lemah pertama kehidupan yang akhirnya akan mengendalikan komposisi atmosfer.