Graham Land: A landscape dominated by volcanoes

Antarctic cruise mungkin akan menjelajahi ujung atas Semenanjung Antartika di mana terdapat Graham Land, bagian Antartika yang bergerigi dan tertutup es dengan lanskap yang didominasi oleh gunung berapi. Meskipun gunung berapi ini berusia lebih dari 200 juta tahun, mereka masih aktif dengan aktivitas vulkanik yang terjadi hingga hari ini. Graham Land terhubung dengan Palmer Land di titik di mana Semenanjung Antartika melebar dari sekitar 75 km menjadi sekitar 200 km di selatan Marguerite Bay.

Subduksi di Graham Land

Gunung berapi di Graham Land terbentuk di atas zona subduksi di mana lempeng tektonik bertemu dan satu lempeng menyusup di bawah lempeng lainnya. Di Graham Island, lempeng tektonik Phoenix, yang sejak zaman Kapur telah berada di bawah sebagian besar Samudra Pasifik timur, menyusup ke timur di bawah Graham Land.

Magma cair naik ke permukaan melalui pipa dan meletus membentuk rantai gunung berapi. Subduksi secara bertahap mati di sebagian besar Graham Land tetapi masih berlanjut dengan lambat di bawah South Shetland Islands. Sisa-sisa aktivitas vulkanik masih bisa dilihat sebagai palung laut dalam di barat laut pulau-pulau tersebut di mana lempeng Phoenix masih menyusup.

Batuan dari superkontinen Gondwanaland

Batuan tertua yang ditemukan di Graham Island berasal dari ketika Antartika adalah bagian dari superkontinen Gondwanaland, yang terdiri dari Amerika Selatan, Afrika, India, Australia, dan Selandia Baru. Kontinen ini ada lebih dari 500 juta tahun yang lalu hingga terpecah pada periode Jurassic 180 juta tahun yang lalu.

Di sepanjang garis pantai timur Graham Land, beberapa batuan yang terpapar berasal dari periode ini. Batuan tertua yang terpapar berasal dari periode Ordovisium 486 juta tahun yang lalu serta batuan dari periode Devonian 416 juta tahun yang lalu. Batuan ini keras, kuat, dan tahan terhadap erosi karena semuanya adalah granit dan gneiss yang terbentuk di tepi Gondwana yang sekarang membentuk punggungan bergerigi di Scar Inlet dan Joerg Peninsula di sepanjang timur Graham Land.

Jenis batuan yang lebih umum ditemukan di Graham Land adalah kelompok batuan sedimen dari periode Karbon hingga Trias yang disebut Trinity Peninsula Group. Kelompok batuan ini terbentuk di laut sekitar tepi Samudra Pasifik Gondwanaland. Batuan sedimen ini kemudian terlipat oleh peristiwa tektonik di tepi kontinen dan sekarang membentuk ‘’bukit dan tebing berwarna gelap yang menutupi sebagian besar bagian timur laut Graham Land’’.

Asal-usul vulkanik batuan Graham Land

Kebanyakan batuan di sepanjang Graham Land berasal dari sabuk linear gunung berapi yang sudah punah yang membentang di sepanjang pegunungan pesisir saat ini. Gunung berapi ini adalah bagian dari ‘ring of fire’, cincin gunung berapi yang mengelilingi tepi Samudra Pasifik saat ini. Aktivitas vulkanik dimulai di Graham Land sekitar 183 juta tahun yang lalu pada periode Jurassic dengan volume besar lava dan abu vulkanik membentuk endapan vulkanik setebal beberapa kilometer. Ini terjadi pada saat superkontinen mulai terpecah dengan Antartika terpisah dari kontinen lainnya.

Batuan Jurassic

Gunung berapi periode Jurassic terutama berada di sisi timur Graham Land di mana mereka meletus sebagai endapan abu vulkanik kaya silika yang menutupi gunung berapi yang lebih tua. Aktivitas vulkanik kemudian bergerak ke barat dengan sebagian besar batuan vulkanik di bagian barat Graham Land berasal dari sekitar 146 juta tahun yang lalu hingga sekarang. Beberapa batuan vulkanik keras dan tahan terhadap pelapukan, membentuk tebing hampir vertikal, sementara yang lain lunak dan melapuk menjadi lereng yang tertutup kerikil. Magma dari peristiwa vulkanik di bagian barat Graham Land telah membentuk granit kristalin keras yang sering terlihat hari ini di sepanjang pantai sebagai batuan abu-abu terang. Di antara granit terdapat dike yang menyalurkan magma cair ke permukaan.

Graham Land perpanjangan dari Andes

Ketika melihat peta Graham Land, tampaknya itu adalah kelanjutan dari pegunungan Andes dan ahli geologi telah menemukan bukti bahwa memang demikian. Penelitian telah menunjukkan bahwa Graham Land terhubung dengan Patagonia hingga keduanya terpisah saat Drake Passage terbuka 30 juta tahun yang lalu. Para ilmuwan telah menemukan endapan abu vulkanik Jurassic di sisi timur Graham Land juga terjadi di timur Andes di Patagonia.

Aktivitas vulkanik Graham Land hari ini

Aktivitas vulkanik di Graham Land masih ada namun terbatas pada celah vulkanik di Bransfield Strait. Selat ini terbentuk ketika South Shetland Islands terpisah dari bagian barat Graham Land sekitar 4 juta tahun yang lalu, bergerak ke barat laut. Peta banjir laut Bransfield Strait menunjukkan celah vulkanik aktif di sepanjang dasar laut. Ada tiga gunung berapi yang tidak aktif di dasar laut – The Axe, Three Sisters, dan Orca – yang berada sekitar 600 m di atas dasar laut. Baik The Axe maupun Orca memiliki kawah puncak sekitar 2 km. Deception Island adalah gunung berapi paling selatan yang terletak di sepanjang celah tersebut.

Deception Island satu gunung berapi besar

Deception Island adalah gunung berapi paling baru yang aktif di Semenanjung Antartika. Terletak di selatan South Shetland Islands, pulau ini memiliki kawah vulkanik selebar 8 km yang terendam oleh laut yang sekarang membentuk laguna pusat: Port Foster. Laguna ini dicapai melalui saluran kecil yang dinamai Neptunes Bellows oleh para pemburu paus karena hembusan angin kencang yang bisa ‘meniup’ melalui saluran tersebut.

Gunung berapi ini terakhir kali meletus pada tahun 1967, 1968, dan 1970 menghasilkan ledakan kuat, awan abu padat dari cinder basalt hitam dan abu. Aliran lumpur juga terjadi dari campuran abu dan es gletser yang mencair. Para ilmuwan telah menemukan ada mata air panas yang diberi makan oleh air yang dipanaskan di dalam gunung berapi, memberikan bukti bahwa Deception Island masih berada di atas batuan cair panas. Data menunjukkan gunung berapi ini meletus beberapa kali per abad dengan yang berikutnya kemungkinan terjadi dalam waktu dekat.

Kehidupan yang terfosilkan di Antartika

Ketika gunung berapi di Graham Land aktif, abu dan sedimen menutupi permukaan, kehidupan tumbuhan dan hewan terawetkan, memberikan kita catatan fosil yang kaya, memungkinkan peneliti untuk membangun gambaran iklim dan lingkungan di masa lalu. Selama periode Jurassic akhir hingga Kapur awal (160-100 juta tahun yang lalu), sedimen dari Fossil Bluff Group di Alexander Island mengandung beberapa bahan fosil yang paling melimpah dan beragam di Semenanjung Antartika.

Kebanyakan fosil adalah bivalvia laut, amonit, dan bulu babi bersama dengan beberapa bintang laut. Di South Shetland Islands, fosil utama adalah fauna kerang bivalvia. Sedimen yang terbentuk di belakang busur vulkanik terpapar hari ini mengungkapkan tumbuhan yang terfosilkan. Fosil tumbuhan termasuk kayu fosil, serbuk sari, spora, dan jejak daun. Para ilmuwan telah mengidentifikasi berbagai fosil tumbuhan dalam sedimen termasuk pinus, sikas, dan pohon gingko serta pakis dan lumut.

Antartika yang hangat

Dari catatan sedimen, terbukti bahwa hutan yang luas mirip dengan yang ada di Selandia Baru dan Amerika Selatan bagian selatan saat ini mampu tumbuh di Graham Land di mana es sekarang menutupi lanskap. Ini disebabkan oleh iklim yang jauh lebih hangat daripada hari ini meskipun berada di lintang yang sama.

Suhu bahkan cukup hangat selama periode Jurassic dan Kapur untuk dinosaurus pemakan tumbuhan dan daging hidup di Antartika dengan spesies dinosaurus ditemukan dalam sedimen di James Ross, Seymour, dan Vega islands. Fosil vertebrata bahkan ditemukan mengandung marsupial dan beberapa jenis penguin yang sudah punah.

Namun, iklim mendingin lebih dari 41 juta tahun yang lalu dan sekitar 34 juta tahun yang lalu lapisan es besar mulai muncul di Antartika. Ini menyebabkan glasiasi di sepanjang Graham Land yang menghasilkan fjord dan pegunungan bergerigi yang terlihat hari ini.