Waktu Geologi

Waktu geologi dapat ditentukan dengan 3 cara yaitu melihat lapisan dan bukti fosil, pengukuran radioaktif dan jam DNA.

1. Lapisan batu dan bukti fosil 

A. Ternyata lapisan batuan di kerak bumi itu bisa digunakan sebagai petunjuk evolusi, beberapa ahli menjelaskan mengenai hal ini diantaranya;Nicolas Steno menyatakan bahwa lapisan batuan tersusun dalam urutan waktu, dengan lapisan yang paling tua berada di bagian bawah dan lapisan yang paling muda di bagian atas. Artinya, ketika kita melihat sebuah pemotongan vertikal dari tanah, kita dapat menyimpulkan bahwa lapisan di bawah adalah yang lebih tua daripada lapisan di atas. Namun, lapisan batuan tidak selalu mengikuti urutan yang sama. Hal ini menunjukkan bahwa setiap daerah memiliki sejarah geologis yang unik dan dapat berbeda satu sama lain seperti:

• Law  of original horizontal (Hukum Horizontal Asli) menyatakan batuan sedimen pada mulanya diendapkan secara datar. 

• Orientation aftertilting (Orientasi Setelah Miring) menyatakan Menunjukkan bahwa lapisan dapat miring akibat aktivitas geologi.

• Cross-Cutting Relationships (Hukum Pemotongan) menyatakan Jika satu lapisan memotong lapisan lain, lapisan yang dipotong adalah yang lebih tua.

• Law of lateral continuity (Hukum Kontinuitas Lateral) menyatakan lapisan batuan yang terhubung hingga bertemu benda padat lain yang menghalangi pengendapannya atau terkena aksi agen yang muncul setelah pengendapan terjadi. 

B. Giovanni Arduino adalah seorang ahli geologi yang terkenal karena penelitiannya tentang lapisan batuan di pegunungan Alpen. Pegunungan Alpen sendiri tampak seperti kumpulan bukit-bukit, dan itu terjadi karena hasil dari lipatan lempeng bumi. Dalam penelitiannya, Arduino membagi lapisan batuan menjadi empat kategori berdasarkan usia. Lapisan yang paling tua disebut Primer (Primitif), yang terdiri dari batuan paling awal yang terbentuk di bumi. Di atas lapisan itu ada Sekunder, yang lebih muda dari lapisan primer. Setelahnya ada Tersier, yang terbentuk setelah sekunder, dan yang paling muda disebut Kuartener, yang mencakup batuan dari zaman modern, termasuk masa sekarang.

Giovanni menemukan hal unik, dimana lapisan batuan bervariasi antara satu lokasi dengan lokasi lainnya, termasuk di pegunungan. Setiap gunung bisa punya urutan lapisan yang berbeda, dan tidak semua lapisan selalu mengandung fosil. Kadang, ada periode di mana banyak spesies mengalami kepunahan massal, sehingga tidak ada fosil yang terbentuk di lapisan tersebut. Jadi, fosil bukan selalu petunjuk usia yang pasti, karena ada saat-saat di mana kehidupan di bumi sangat berkurang dan meninggalkan sedikit atau bahkan tidak ada fosil sama sekali.

C. William Smith adalah seorang ahli geologi yang berperan penting dalam mengembangkan konsep bahwa fosil bisa digunakan sebagai petunjuk waktu geologi yang bersifat universal. Menurutnya, fosil-fosil yang ditemukan di lapisan batuan memiliki urutan yang seragam. Misalnya, fosil Trilobites selalu ditemukan di lapisan batuan yang lebih tua dibandingkan dengan fosil kerang. Artinya, lapisan yang mengandung fosil Trilobites sudah ada lebih lama, sedangkan lapisan yang mengandung fosil kerang terbentuk kemudian.

Smith juga menjelaskan, kalau kamu menemukan fosil kerang di satu gunung dan fosil kerang yang sama di gunung lain, berarti mereka hidup di zaman yang sama. Urutannya selalu sama, mulai dari fosil yang paling tua sampai yang paling muda. Contoh, fosil Trilobites itu pasti ada di lapisan yang lebih tua, sedangkan fosil kerang ada di lapisan yang lebih muda tapi tetap lebih tua dari lapisan di atasnya. Ini bikin fosil jadi petunjuk yang jelas buat ngukur umur lapisan batuan di mana saja.

D. George Cuvier bilang kalau fosil nggak selalu ada di setiap lapisan batuan. Kenapa? Karena di antara satu periode ke periode lain, kadang ada peristiwa kepunahan massal yang bikin banyak makhluk hidup punah. Contohnya, kalau ada letusan gunung berapi besar, abu vulkaniknya bisa menutupi dan membunuh banyak organisme. Jadi, waktu lapisan batuan terbentuk setelah kejadian itu, mungkin nggak ada fosil yang tersisa karena semua makhluk hidup di sana sudah mati.

Setelah kepunahan itu, kehidupan mulai muncul lagi, mungkin dari yang paling sederhana seperti lumut. Lama-kelamaan, organisme yang hidup makin kompleks. Nah, di lapisan batuan yang lebih muda, barulah kita mulai menemukan fosil lagi karena makhluk hidup sudah kembali. Jadi, kalau kita nemuin lapisan batuan tanpa fosil, itu bisa jadi petunjuk kalau pernah ada kepunahan massal yang bikin kehidupan di area itu berhenti untuk sementara waktu.

2. Pengukuran Radiometrik

Pengukuran radiometrik digunakan untuk menentukan usia batuan dan fosil dengan mengukur isotop radioaktif seperti karbon-14 dan uranium. Setiap isotop radioaktif memiliki waktu paruh, yang merupakan waktu yang dibutuhkan untuk meluruh hingga setengah dari jumlah awalnya. Misalnya, karbon-14 berguna dalam menentukan usia fosil karena meluruh seiring waktu, dan uranium memiliki waktu paruh sekitar 1 miliar tahun. Dengan membandingkan jumlah isotop induk yang tersisa dengan produk hasil peluruhan, kita bisa menghitung usia batuan atau fosil tersebut. Metode ini membantu memahami sejarah bumi dan kapan peristiwa penting terjadi.

Berikut adalah rumus yang digunakan dalam pengukuran radiometrik untuk menghitung umur batuan atau fosil:

t = 1/λ In N₀ + Ng/N

t = umur,

λ = peluruhan;

No = jumlah zat radioaktif waktu batuan dibentuk 

N = jumlah zat radioaktif sekarang. Ng = No – N

3. Jam DNA 

Di dalam tubuh kita, DNA berfungsi sebagai fosil molekuler yang diwariskan ke generasi berikutnya dan mengandung semua sifat fisik kita. DNA ini penting karena memberikan data akurat tentang karakteristik makhluk hidup. Terdapat tiga lokasi utama DNA: nukleus (nDNA), mitokondria (mtDNA), dan kloroplas (cpDNA). Jam molekuler atau molecular clock adalah metode untuk memahami evolusi molekul dengan membandingkan perubahan molekul dan fosil, yang membantu memperkirakan kapan spesies terbentuk (spesiasi) atau kapan makhluk hidup mulai menyimpang satu sama lain. DNA mitokondria sering digunakan dalam penelitian karena dianggap lebih spesifik. Setiap nukleotida dalam DNA terdiri dari guanin, sitosin, adenin, dan timin. Bahkan perubahan kecil dalam urutan DNA, seperti mutasi dari GAG menjadi GT, dapat menyebabkan perubahan besar pada protein, contohnya seperti pada sickle cell. Laju mutasi ini memungkinkan ilmuwan memperkirakan waktu divergensi spesies. Misalnya, dua garis keturunan yang berbagi nenek moyang sama 150 juta tahun yang lalu mulai menyimpang setelah 25 juta tahun, dengan salah satunya mengalami mutasi dan berbeda dua basa. Setelah 50 juta tahun, perbedaan menjadi empat basa, menunjukkan bagaimana mutasi membantu kita memahami evolusi dan hubungan antar spesies.

Jam molekuler digunakan untuk memperkirakan waktu evolusi dengan menggabungkan data geografis, fosil, dan catatan genetik. DNA manusia 99,9% sama, dan dengan melacak perbedaan kecil, ilmuwan bisa mengetahui kapan manusia mulai berbeda fisik. Kromosom Y pada pria diturunkan hanya dari ayah ke anak laki-laki, dan bisa dilacak ke "Adam " sekitar 6000 tahun lalu. Sedangkan kromosom X pada perempuan bisa ditelusuri ke "Hawa " yang hidup 150-200 ribu tahun lalu. Tapi perbedaan waktu antara Adam dan Hawa ilmiah ini bikin bingung para peneliti. Akhirnya, mereka menyimpulkan bahwa poligini (satu pria punya banyak pasangan wanita) bisa jadi penyebabnya. Kromosom Y lebih muda karena diturunkan hanya dari ayah ke anak laki-laki, sementara kromosom X diturunkan ke anak laki-laki dan perempuan, sehingga umur kromosom X lebih tua daripada Y.