Peneliti dari Penn State dan Universitas Columbia menemukan bahwa benua stabil Bumi terbentuk melalui panas ekstrem melebihi 900 derajat Celsius di kerak bawah. Proses ini melibatkan elemen radioaktif yang bermigrasi ke atas untuk mendinginkan dan memperkuat daratan. Temuan ini juga menawarkan wawasan tentang distribusi mineral dan keterlayakan planet.
Selama miliaran tahun, benua Bumi telah menyediakan fondasi stabil untuk kehidupan, tetapi para ilmuwan lama kali-kali bingung dengan ketahanannya. Studi baru yang diterbitkan di Nature Geoscience menjelaskan bahwa pembentukan kerak benua yang tahan lama memerlukan suhu di atas 900 derajat Celsius di kerak bawah planet. Pada suhu ultra-tinggi ini, elemen radioaktif seperti uranium, torium, dan kalium bergeser ke atas. Saat mereka membusuk, mereka menghasilkan panas tetapi juga membawanya menjauh dari lapisan yang lebih dalam, memungkinkan kerak bawah untuk mendingin, mengeras, dan mendapatkan kekuatan.
Kerak benua seperti yang ada saat ini mulai terbentuk sekitar 3 miliar tahun yang lalu, berevolusi dari versi sebelumnya yang kurang kaya silikon. Penelitian menunjukkan proses ini menuntut suhu sekitar 200 derajat Celsius lebih panas daripada perkiraan sebelumnya. Penulis utama Andrew Smye, profesor associate geosains di Penn State, membandingkannya dengan penempaan baja: "Logam dipanaskan hingga menjadi cukup lunak sehingga dapat dibentuk secara mekanis oleh pukulan palu. Proses deformasi logam di bawah suhu ekstrem ini merapikan struktur logam dan menghilangkan kotoran—keduanya memperkuat logam, yang memuncak pada ketangguhan material yang mendefinisikan baja tempa. Dengan cara yang sama, gaya tektonik yang diterapkan selama pembentukan sabuk pegunungan menempa benua."
Untuk mencapai kesimpulan ini, tim menganalisis ratusan sampel batuan dari Pegunungan Alpen di Eropa dan barat daya Amerika Serikat, fokus pada batuan metasedimen dan metaigneus. Mereka membandingkan sampel dari kondisi suhu tinggi dan ultra-tinggi, menemukan bahwa batuan yang meleleh di atas 900°C mengandung jumlah uranium dan torium yang jauh lebih rendah. Smye mencatat, "Jarang melihat sinyal yang konsisten di batuan dari begitu banyak tempat berbeda. Ini salah satu momen eureka di mana Anda berpikir 'alam mencoba memberi tahu kita sesuatu di sini.'"
Pada awal sejarah Bumi, produksi panas radioaktif sekitar dua kali lipat dari tingkat saat ini, memungkinkan penempaan yang begitu intens. Saat ini, dengan panas yang lebih sedikit, pembentukan kerak stabil akan kurang mungkin. Di luar geologi, studi ini membantu dalam menemukan mineral kritis seperti litium, timah, dan tungsten, yang didistribusikan ulang oleh proses ini, yang vital untuk teknologi termasuk smartphone dan kendaraan listrik. Smye menjelaskan, "Benua stabil adalah prasyarat untuk keterlayakan, tetapi agar mereka mendapatkan stabilitas itu, mereka harus mendingin." Ini juga bisa membantu mengidentifikasi eksoplanet yang layak huni dengan mekanisme yang didorong panas serupa.