Apa Keistimewaan Bumi?

Oleh Lawrence M. Krauss (Fisikawan)

Apa keistimewaan planet hijau-biru yang tenang ini? Bumi tergolong planet yang dekat dengan Matahari (inner planet). Perbedaan ini penting karena planet-planet yang lebih jauh (outer planet) memiliki kandungan hidrogen dan helium yang lebih tinggi –mirip Matahari. Hampir semua elemen berat dalam lingkar gas dan debu yang mengelilingi Matahari sewaktu lahir tetap ada di bagian dalam sistem. Dengan demikian kita dapat memperkirakan daerah-daerah potensial untuk kehidupan paling banter berjarak kurang dari jarak Mars ke satu bintang yang bermassa setara Matahari.

Mungkin seperti yang telah dikatakan Goldilock, bahwa ukuran Bumi sudah pas, tidak terlalu besar atau terlalu kecil, tidak terlalu dingin atau terlalu panas. Mungkin inner planet (Mars, Bumi, Venus, Merkurius) tidak punya atmosfir waktu terbentuk sehingga semestinya tersusun dari gas-gas yang dihasilkan lewat proses vulkanik. Air di permukaan bumi mungkin juga dihasilkan dari proses yang sama.

Suatu planet yang lebih kecil mungkin telah melepas panas dari permukaannya dengan cepat sehingga menghalangi terjadinya banyak proses vulkanik. Mungkin inilah yang terjadi dengan Merkurius dan Bulan. Mars merupakan kasus di perbatasan, sementara Bumi dan Venus berhasil membentuk atmosfir.

Pengukuran yang baru saja dilakukan terhadap isotop gas radioaktif dalam batu-batu Bumi menunjukkan bahwa setelah masa hujan meteor –selama 100 sampai 150 juta tahun-, proses vulkanik menghasilkan sekitar 85 persen dari atmosfir dalam waktu beberapa juta tahun. Selama masa-masa bombardir meteor itu, Bumi terbentuk dari tumbukan materi yang berjatuhan dari angkasa.

Pertanyaan berikutnya adalah seberapa cepat waktu yang diperlukan oleh kehidupan, yang disusul munculnya kehidupan cerdas, berevolusi jika kita bandingkan dengan pengalaman di Bumi? Jawaban untuk bagian pertama dari pertanyaan tersebut adalah sangat cepat. Fosil ganggang hijau-biru yang berumur 3,5 milyar tahun telah ditemukan, dan berbagai ahli riset telah menyodorkan argumen bahwa kehidupan telah berkembang 3,8 milyar tahun yang lalu.

Sejak kehidupan pertama muncul di Bumi sampai struktur rumit multi-sel (yang berkembang menjadi kehidupan cerdas) berevolusi, mungkin hampir tiga milyar tahun hilang. Banyak alasan untuk meyakini bahwa selama periode itu, Bumi lebih banyak diatur secara Fisika daripada Biologi.  Atmosfir awal Bumi tidak mengandung oksigen. Ada karbondioksida, nitrogen, sedikit metana, amoniak, sulfurdioksida, dan asam hidroklorik, kecuali oksigen.

Oksigen tidak hanya penting bagi kehidupan organik yang sudah maju di Bumi. Ozon hanya bisa terbentuk di atmosfir jika tersedia cukup oksigen. Ozon sangat penting bagi kehidupan di Bumi, karena menghalangi “radiasi ultraviolet” yang sangat berbahaya bagi hampir semua bentuk kehidupan. Oleh karena itu, jika kehidupan di Bumi mulai berkembang pesat setelah jumlah oksigen memadai.

Pengukuran yang terbaru mengisyaratkan oksigen mulai terkumpul di atmosfir sekitar dua milyar tahun yang lalu –dan 600 juta tahun kemudian mencapai jumlah sebanyak sekarang. Oksigen pertama-tama diproduksi di “lautan purba” sebagai hasil fotosintesa. Oksigen bereaksi dengan berbagai macam benda, misalnya besi, sehingga hasil fotosintesa bergaung dulu dengan elemen lain sebelum mencapai atmosfir.

Akhirnya cukup banyak materi di dalam laut yang teroksidasi –sehingga oksigen bebas berkumpul di atmosfir. Proses ini tidak pernah terjadi di Venus karena temperatur di sana lebih tinggi untuk membentuk lautan sehingga pembentukan kehidupan dan ganggang hijau-biru tidak pernah terjadi di Venus.

Setelah semua kondisi memadai untuk bentuk kehidupan yang kompleks, masih perlu waktu satu milyar tahun untuk berevolusi. Tentu saja tidak ada yang tahu persis apakah patokan itu merupakan pola skala waktu tertentu. Kecelakaan-kecelakaan seperti keselahan evolusi, perubahan iklim, mempengaruhi skala waktu biologis dan hasil akhir. Walaupun demikian, hasil-hasil ini menandakan bahwa kehidupan cerdas bisa berevolusi dalam tempo singkat berbanding skala waktu kosmik (satu milyar tahun).

Waktu sepanjang itu juga berhubungan dengan faktor-faktor fisika, seperti produksi panas dan kecepatan reaksi kimia.