Masih cerita tentang Afrika Selatan, kali ini tentang kawah benturan (impact crater) asteroid/komet (impact structure) yang terbesar dan tertua di Bumi : Kubah Vredevort, Afrika Selatan. Tentu akan ada keasyikan tersendiri bila dapat mengunjunginya. Lokasinya ada di bagian timurlaut Afrika Selatan di wilayah Kaapval Craton- inti benua penyusun Afrika bagian selatan yang berumur Archaean. Karena hanya beberapa hari di Capetown, saya tak punya waktu mengunjungi tempat penting ini; tetapi lumayanlah, saya dapat mengumpulkan beberapa buku tentang kawah benturan ini dari sumber terpercaya : Geological Society of South Africa (GSSA). Sebuah di antaranya adalah buku yang sangat bagus, berjudul, “Meteorite Impact ! : The Danger from Space and South Africa’s Mega-Impact – The Vredofort Structure”. Buku ini ditulis oleh Reimold dan Gibson (2005) diterbitkan oleh Council for Geoscience, Pretoria, bekerja sama dengan GSSA, beberapa perusahaan tambang termasuk perusahaan tambang intan terbesar di dunia De Beers, penerbit buku Chris van Rensburg, dan University of Witwatersrand. Tebal buku 319 halaman, penuh warna, harganya 200 Rand (sekitar Rp 225.000), setelah dipotong karena jilidnya sedikit sobek (geologist tua di GSSA enggan menjual buku ini tadinya karena jilidnya sobek, tetapi saya meyakinkannya bahwa yang penting isinya bukan jilidnya, lalu dia menjualnya dan dipotong 50 Rand, lumayan. Kalau masuk ke Indonesia, saya yakin harga buku ini bisa dua kalinya. Kedua penulis utama buku ini kelihatannya dua orang yang memang punya otoritas tertinggi di dunia untuk Vredefort impact crater. Prof. Wolf Uwe Reimold adalah kepala Impact Cratering Research Group dan gurubesar mineralogy di School of Geosciences,University of Witwatersrand, Johannesburg. Prof. Reimold pernah meneliti mineralogi, geokimia,dan kronologi kawah-kawah benturan di Eropa, Amerika Utara, Afrika, dan Australia. Sekitar 180 paper pernah ditulisnya, terutama tentang impact-cratering research. Prof. Roger L. Gibson berasal dari institusi yang sama dengan Reimold. Keahliannya adalah geologi struktur dan petrologi metamorf dan telah menulis sekitar 60 paper terutama tentang kawah benturan Vredefort. Buku lain yang memuat dengan detail impact crater Vredefort adalah tulisan McCarthy dan Rubidge (2005, The Story of Earth and Life : A Southern African Perspective on a 4.6 Billion-Year Journey). Baik McCarthy maupun Rubidge adalah professor dari University of Witwatersrand, kolega Reimold dan Gibson. Spesialisasi Prof. McCarthy adalah mineral geochemistry, sedangkan Prof.Rubidge adalah paleontologi. Buku McCarthy dan Rubidge tak kalah menarik, penuh warna, tebal 333 halaman, harganya sama : 200 Rand (kalau dibeli di GSSA, saya lihat harganya 250 R di toko buku umum di Central Market Capetown). Berikut sedikit cerita tentang kawah meteorit terbesar dan tertua di Bumi : Kubah Vredefort, saya sarikan dari beberapa buku, terutama dari Reimold dan Gibson (2005) serta McCarthy dan Rubidge (2005). Benturan large extraterrestrial bolides (asteroid dan komet) dengan Bumi adalah peristiwa yang selamanya akan membahayakan kehidupan. Sungguhpun demikian, manusia belum lama ini mengenalnya. Sampai saat ini, ada sekitar 175 kawah benturan yang telah teridentifikasi di seluruh dunia. Dari jumlah ini, ada tiga yang terbesar : Chicxulub di Meksiko, Sudbury di Kanada, dan Vredefort di Afrika Selatan. Dari tiga besar ini, Kawah Vredefort adalah yang terbesar dan tertua, diameternya sekitar 300 km, hampir dua kali ukuran Chicxulub. Kalau asteroid /komet/meteor Chicxulub (sebut saja begitu) menghantam Bumi 65 juta tahun yang lalu, maka asteroid/komet/meteor Vredefort menghantan Bumi 2000 juta tahun yang lalu. Benturan benda langit ukuran besar selalu mengubah lingkungan global dan secara drastis dapat mengubah kehidupan di planet Bumi. Benturan Chicxulub terkenal telah memunahkan sekitar 75 % spesies kehidupan terutama kaum dinosaurus di ujung Kapur dan awal Tersier (K-T boundary). Bagaimana dengan benturan benda langir Vredefort yang ukurannya 2x Chicxulub ? Tentu lebih dahsyat mengubah lingkungan global pada 2 Ga (milyar tahun yang lalu). Lebih dari 2000 juta tahun yang lalu sejak pembentukannya, semua agen pelapukan seperti air, angin, dan es secara perlahan-lahan telah mengerosi kawah awal Vredefort, maka tersingkaplah akar kawah ini sebagai rangkaian batuan yang unik. Singkapan yang terdapat di sekitar kota kecil Vredefort (asal nama kawah ini) dan Parys disebut sebagai Kubah Vredefort, banyak menunjukkan sisa-sisa benturan katastrofik. Para ahli geologi Afrika Selatan telah mengetahui keunikan konfigurasi batuan sekitar Vredefort lebih dari seabad, tetapi penyebab sebenarnya keunikan konfigurasi tersebut baru dikonfirmasi pada tahun 1990-an. Pola konfigurasi yang paling terlihat, dapat diamati dari pesawat terbang, bahkan dari ruang angkasa,adalah rangkaian pegunungan yang hampir sempurna berbentuk semi-sirkular atau busur. Busur pegunungan ini dinamai Pegunungan Vredefort. Pegunungan ini tersusun oleh perselingan batuan metasedimen Witwatersrand Supergroup dan Transvaal Supergroup (3000-2100 juta tahun). Pemetaan geologi dan penelitian geofisika menunjukkan bahwa busur pegunungan di satu sisi ini sebenarnya punya pasangannya di sebelahnya sehingga membentuk pegunungan lingkaran sempurna, hanya yang bagian selatan tertutup sedimen yang lebih muda. Lapisan-lapisan pembentuk pegunungan ini teratur bertambah muda ke arah luar lingkaran. Lingkaran pegunungan ini mengelilingi sebuah inti berupa Archaean granit dan greenstone berumur 3400-3200 juta tahun. Konfigurasi batuan tua di tengah kemudian makin muda ke batuan sekelilingnya secara melingkar adalah struktur kubah, maka umum disebut Kubah Vredefort. Bagaimana mengetahui bahwa Kubah Vredefort adalah kawah benturan akibat komet/asteroid/meteorit dan bukan kubah struktur kompresif (antiklin, diapir, dsb.) ? Lapisan-lapisan batuan pembentuk pegunungan ini, juga inti granitnya semuanya mengalami retakan dan kekar yang intensif. Retakannya khas, yang umum disebut sebagai shatter cones yang konsentrik. Retakan semacam ini dihasilkan oleh efek gelombang kejut skala masif atas massa batuan. Banyak retakan ini diisi oleh fragmen batuan yang mengambang dalam matriks halus berwarna gelap dan glassy, litologi semacam ini biasa disebut breksi. Breksi ini ada dua tipe : pseudotachylite (volcanic glass) – disebut pseudo karena Vredefort bukan wilayah volkanik dan granophyre (berupa dike yang bisa mencapai panjang beberapa km dan lebarl beberapa meter). Dari kedua jenis breksi ini, matriksnya berasal dari peleburan serentak batuan yang kemudian segera diikuti pendinginan. Di samping hadirnya peretakan dan breksiasi skala besar, secara mikroskopik mineral-mineral di Vredefort mengalami kerusakan yang parah. Kerusakan ini berasal dari runtuhnya struktur kisi-kisi kristal akibat energi gelombang kejut yang dialami batuan. Di beberapa tempat, tekanan akibat gelombang kejut ini begitu besarnya sehingga mineral kuarsa yang umum telah terkompresi menjadi bentuk-bentuk ultrapadat bernama coesite dan stishovite. Untuk bisa terbentuk dengan stabil, stishovite butuh tekanan superbesar yang sama dengan kolom batuan paling sedikit setebal 300 km. Kerak kontinen yang paling tebal pun hanya sekitar 1/5 tinggi kolom tersebut. Maka, tak mungkin stishovite akan terbentuk di kerak Bumi. Kalau ia ada, seperti di Vredefort, pasti dihasilkan oleh proses yang luar biasa (katastrofik). Dating radioisotope pada breksi pseudotachylite dan granophyre menghasilkan umur 2023 juta tahun yang lalu. Analisis kimia menunjukkan kandungan beberapa material extraterrestrial. Ciri-ciri di atas menunjukkan bahwa Vredefort bukan kubah biasa, ini adalah tempat dengan major damage atas batuan-batuannya. Gross structure-nya mengindikasi bahwa inti granit telah naik secara cepat dari bawah dan menerobos lapisan-lapisan batuan di atasnya dan membalikkan posisinya membentuk lingkaran yang makin muda umurnya ke arah luar. Gerakan naik ini kelihatannya berasosiasi dengan suatu ledakan luar biasa yang gelombang kejutnya menekan dan menghantam batuan di sekitarnya, menyebabkan peleburan setempat menghasilkan pseudotachylite dan shatter cones. Konsep tektonik lempeng tak dapat menerangkan kejadian semacam di atas yang terjadi di Vredefort. Kuncinya memang bukan di Bumi, tetapi justru di Bulan. Struktur seperti Vredefort banyak terjadi di Bulan, yaitu kawah-kawah benturan asteroid/komet/meteorit. Kawah-kawah semacam ini dicirikan oleh : slumped rim, flat crater floor, dan uplifted central cone yang dikenal sebagai central uplift. Konfigurasi ini mirip struktur Vredefort, busur pegunungan di tepi struktur adalah bagian menonjol dari suatu slumped structures. Maka, berdasarkan pemelajaran geologi dan geofisika, serta analogi dengan struktur yang mirip di Bulan, diyakini bahwa Kubah Vredefort adalah Impact Crater. Tahapan pembentukan kawah benturan adalah : (1) benturan benda langit terjadi atas suatu wilayah, zone kompresi menyebar ke luar dari titik benturan sebagai gelombang kejut, (2) semakin zone kompresi menyebar, batuan di belakang zone ini mengembang secara cepat, lalu meledak dan meletuskan material ke atas membuat lubang kawah, (3) lantai lubang kawah akan melenting ke atas sebagai kompensasi, membentuk central uplift membawa batuan basement, dan dinding sekeliling kawah akan runtuh, mendangkalkan kawah yang kemudian tertutupi oleh material ledakan yang jatuh kembali dan oleh leburan karena benturan –impact melt. Bagaimana dahsyatnya benturan yang menghasilkan kawah Vredefort ? McCarthy dan Rubidge (2005) menyajikan perhitungan yang menarik. Dengan diameter kawah 300 km dan dalam 5 km, maka volume yang terlemparkan adalah 70.000 km3, energinya setara dengan 100 juta megaton (1 megaton = 1 juta ton TNT), diameter benda langit penghantamnya 10-15 km, periode hantaman 4 menit, magnitude gempa akibat benturan ini 14 M (100.000 kali lebih kuat dari gempa Tangshan Cina tahun 1976 yang menewaskan 800.000 jiwa). Maka, pantaslah kalau kita menyebut impact crater terbesar ini Vredefort Catastrophe. Bagaimana halnya kalau katastrofi yang sama terjadi tidak pada saat Bumi hanya dihuni stromatolit cyanobacteria seperti saat Vredefort, tetapi saat Bumi dihuni enam milyar manusia ?! Semua gerak benda langit ada dalam pengaturan-Nya, semoga kita dijauhkan dari tabrakan kosmik semacam Vredefort catastrophe. salam, awang
