Baca Sains Tanpa Sinis
3 Cara Ilmuwan Mengetahui Usia Fosil dari Masa Lampau

3 Cara Ilmuwan Mengetahui Usia Fosil dari Masa Lampau

Kita yang hidup di abad 21 ini punya priviledge soal pengetahuan. Dengan bersekolah, baca buku, nonton film dokumenter, YouTube dan lain sebagainya kita bisa tahu informasi tentang peristiwa di masa lampau. Entah itu dari tulisan, gambar, bahkan dari fosil.

Untuk masa yang lewatnya belum lama-lama banget sih nggak begitu sulit, sejarahwan bisa tahu berbagai peristiwa lampau lewat dokumen-dokumen tertulis. Mau itlu di candi, prasasti, tembok gua, daun lontar atau apa pun itu.

Tulisan pertama kali digunakan oleh manusia sekitar 3.000 tahun yang lalu. Dari sini lah semua sejarah yang kita pelajari dimulai.

Eh, tapi kan manusia sudah ada lebih dulu sebelum ditemukannya tulisan. Iya betul. Ini lah yang disebut dengan era pra-sejarah.

Fosil tulisan pertama manusia, cuneiform.
Salah satu tulisan tertua manusia yang ditemukan di Mesopotamia (Sekarang Irak). Credit to Karel Miragaya.

Terus gimana caranya para ilmuwan, sejarahwan, arkeolog, paleontolog dan ahli geologi bisa tau tentang kondisi dunia pada masa lampau sehingga kita tau bahwa jutaan tahun yang lalu itu ada dinosaurus, terus ada manusia purba, ada ikan hiu raksasa (megalodon), dan lain sebagainya?

Misal, dinosaurus ganas T-Rex diperkirakan hidup di bumi sekitar 66 – 68 juta tahun yang lalu. Sementara Velociraptor hidup sekitar 71 – 75 juta tahun yang lalu. Lalu, mamalia pertama yang berjalan di bumi diperkirakan hidup sekitar 210 juta tahun yang lalu.

Makhluk mirip manusia yang pertama kali jalan dengan dua kaki diperkirakan hidup sekitar 5 – 7 juta tahun yang lalu. Kemudian, manusia yang pertama kali menggunakan alat diperkiran hidup sekitar 2,5 juta tahun yang lalu.

Kalau manusia kayak yang baca tulisan ini atau Homo sapiens diperkirakan pertama kali berjalan di bumi sekitar 200 – 300 ribu tahun yang lalu.

Keluarga Manusia. Kini yang tersisa tinggal Homo sapiens.

Dari mana sih para ilmuwan bisa tahu usia makhluk-makhluk itu? Apakah itu hanya karangan ilmuwan saja? Oh, tentu nggak. Perkiraan itu didapat lewat hasil analisis dari fosil yang ditemukan.

Ada berbagai metode yang digunakan ilmuwan untuk mengetahui usia fosil, berikut di antaranya:

1. Penanggalan Radiometrik

Bahasa keren metode ini adalah radiometric dating. Nggak keren sih, cuma Bahasa Inggrisnya aja. Metode ini merupakan sistem untuk mengetahui usia fosil dengan cara mengukur kandungan unsur radioaktif di dalam fosil.

Salah satu yang paling sering digunakan pada penanggalan radiometrik adalah dengan menghitung karbon atau lebih tepatnya C-14 yang dikembangkan oleh profesor kimia di Amrik bernama Willard Libby di akhir 1940an.

Sebelum masuk ke pembahasan radiometrik, kita mesti sedikit mengulang pelajaran kimia di sekolah. Sebentar aja, biar lebih gampang paham konsepnya.

Jenis dan sifat dasar unsur itu ditentukan oleh jumlah proton di dalam inti atom. Kalau proton di atom ada satu, namanya Hidrogen. Kalau ada dua, namanya Helium, dan seterusnya. Bisa kita liat di tabel periodik seperti ini:

tabel periodik kimia
Tabel Periodik Kimia

Ingat, komponen atom bukan cuma proton. Ada elektron dan neutron. Dalam keadaan dasar, jumlah elektron pasti sama dengan proton. Kalau gak sama, atom itu akan berubah jadi ion.

Tetapi jumlah neutron itu berbeda-beda. Contohnya, H-1 (Hidrogen-1) punya satu proton dan nol neutron. H-2 punya satu proton satu neutron, dan H-3 punya satu proton dan dua neutron. H-1, H-2 dan H-3 adalah isotop dari Hidrogen. Nama keren H-2 disebut Deuterium dan H-3 disebut Tritium. Mereka sama-sama punya satu proton, tapi jumlah neutronnya berbeda.

Untuk mengetahui usia fosil makhluk hidup, yang sering digunakan adalah karbon. Kenapa karbon? Karena tanaman menggunakan karbon dioksida (CO2 )untuk proses fotosintesis, sehingga karbon masuk ke tanaman. Lalu, karbon masuk ke hewan herbivora setelah memakan tanaman. Kemudian hewan herbivora dimakan lagi oleh hewan karnivora sehingga karbon ada di semua makhluk hidup.

Karbon sendiri punya 15 isotop, mulai dari C-8 sampai C-22. Kebanyakan dari isotop karbon ini sangat nggak stabil yang disebabkan oleh sifat radioaktif nya. Nah, seiring berjalannya waktu, atom radioaktif akan meluruh alias berkurang kadarnya sambil memancarkan energi.

Proses peluruhan atom itu butuh waktu. Untuk mengetahui usia fosil, ilmuwan menghitung waktu paruh dari atom radioaktif tersebut. Waktu paruh adalah waktu yang dibutuhkan untuk sejumlah atom radioaktif meluruh setengahnya.

Dari 15 isotop karbon yang nggak stabil dan paruh waktunya sangat cepat, ada satu isotop yang lumayan panjang waktu paruhnya, yaitu C-14 dengan waktu paruh 5.730 tahun.

Jadi, ilmuwan tinggal menganalisa berapa kadar C-14 yang tersisa dalam suatu fosil untuk menentukan umur fosil tersebut. Jika kadar atom yang tersisa tinggal setengahnya, maka massa fosil tersebut dipastikan berusia sekitar 5.730 tahun, dan seterusnya.

Biar lebih gampang, kita gunakan studi kasus dengan atom radioaktif yang meluruh dengan cepat yaitu, Terbium-148 (Tb-148).

Waktu paruh dari Tb-148 adalah exactly satu jam. Apa artinya? Kalau kita punya 100 atom Tb-148 sekarang, satu jam lagi kita akan hanya punya setengahnya, alias 50 atom. Satu jam kemudian alias dua jam dari sekarang, sisanya tinggal 25 atom. Intinya, jumlah dari atom radioaktif akan berkurang setengah setiap satu satuan waktu paruh.

Nah, ketika makhluk hidup mati, tanaman nggak berfotosintesis lagi, yang herbivor nggak makan tanaman yang punya C-14, yang karnivor nggak makan hewan berisi C-14 lagi. Nah, C-14 yang tersisa di sisa tanaman atau hewan tersebut bakal mulai menghilang karena peluruhan tadi, dan kadar C-14 yang tersimpan mulai berkurang.

Tetapi, karena paruh waktu C-14 hanya sekitar 5.730 tahun, penghitungan dengan C-14 ini hanya akurat untuk fosil yang berusia di bawah 50.000 tahun.

Terus gimana dengan fosil yang usianya lebih dari 50.000 tahun? Ada banyak atom yang bisa dijadikan patokan. Salah satunya adalah potassium yang memiliki paruh waktu hingga 1,25 milyar tahun. Kemudian ada uranium yang punya paruh waktu hingga 4,5 milyar tahun.

Lah, emang ada kandungan potassium atau uranium di fosil makhluk hidup?

Untuk fosil yang berusia di atas 5 juta tahun seperti fosil dinosaurus yang berusia lebih dari 65 juta tahun, digunakan metode fission track dating yang menganalisa kandungan uranium di mineral lapisan (strata) tanah tempat fosil tersebut ditemukan.

Jadi, yang dihitung bukan fosil makhluk hidup. Melainkan tempat di mana fosil itu ditemukan. Kemudian, agar lebih valid dibandingkan dengan tanah atau bebatuan dari tempat sekitar yang punya kemiripan.

Penggalian fosil dinosaurus oleh beberapa ilmuwan untuk mengetahui usia fosil
Penemuan fosil Dinosaurus

Penanggalan radiometrik ini nggak cuma digunakan dalam mengetahui usia fosil makhluk hidup. Metode ini juga bisa digunakan untuk memperkirakan usia tanah, mineral, bebatuan dan lain sebagainya yang punya usia jauh lebih tua.

2. Penanggalan Relatif

Manusia mengetahui usia fosil t-rex, yaitu sekitar 66 - 68 juta tahun yang lalu
Fosil Tyranosaurus-Rex

Setelah memahami metode yang paling vital dalam mengetahui usia fosil, jangan dikira setiap fosil yang ditemukan dianalisis dengan metode penanggalan radiometrik. Terlalu ribet, sulit dan makan waktu serta biaya yang tinggi.

Ada lagi metode yang jauh lebih mudah, yaitu penanggalan relatif. Metode ini membandingkan usia fosil dengan sesuatu yang berasal dari periode waktu yang sudah diketahui.

Sebagai contoh, misalkan sebuah fosil T-rex ditemukan menempel di sebuah lempeng batuan. Lalu setelah diselidiki, ternyata lempeng batuan tersebut sama dengan batuan lain yang sudah ditemukan sebelumnya. Batuan lain tersebut diketahui berasal dari periode waktu bernama zaman Maastrichtian.

Nah, zaman Maastrichtian diketahui terjadi sekitar 66 – 68 juta tahun yang lalu, maka kesimpulannya adalah T-rex pasti hidup di periode waktu tersebut. Selesai deh. Sederhana kan?

3. Indeks Fosil

Perbandingan dua fosil yang serupa untuk mengetahui usia fosil
Ilustrasi perbandingan dua fosil yang mirip

Metode indeks fosil ini kurang lebih nyaris sama dengan penanggalan relatif, hanya saja perbandingannya melalui fosil-fosil yang sudah ditemukan sebelumnya dan sudah diketahui umurnya.

Fosil yang digunakan sebagai indeks fosil harus berasal dari periode waktu yang spesifik. Selain itu, fosil tersebut harus memiliki penyebaran geografis yang luas.

Metode ini biasanya digunakan ketika lempeng batuan tempat fosil ditemukan nggak sama dengan batuan lain yang sudah ditemukan sebelumnya. Sebelum menggunakan metode ribet penanggalan radiometrik, kenapa nggak membandingkan dulu dengan fosil lain yang kira-kira mirip?

Kalau ternyata mirip, ya sudah berarti kesimpulannya fosil tersebut kira-kira punya usia yang kurang lebih sama. Tetapi, kalau mau lebih valid ya mau nggak mau menggunakan metode penanggalan radiometrik.


Nah, dari penjelasan di atas jangan lagi menganggap kalau hitungan usia fosil itu merupakan karangan ilmuwan. Ada ilmunya dan penghitungannya pun cukup kompleks.

Usia fosil bisa kita hitung dengan persamaan berikut ini:

t = T \times ^2\log{\frac{N_0}{N_{(t)}}}

  • t = waktu yang udah lewat setelah organisme ini mati
  • T = waktu paruh C-14, alias 5.730 tahun
  • N0 = kadar C-14 atmosfer sekarang
  • N(t) = kadar C-14 pada sampel

Ini hanya penjelasan sederhana tentang bagaimana ilmuwan menentukan usia fosil. Belum lagi bagaimana caranya menentukan C-14 dari tulang belulang yang diperoleh. Panjang deh pokoknya, perlu bertahun-tahun belajar biar bisa jadi ahli.

Leave a Reply

Your email address will not be published.

Evidensi