19Bumi Fanerozoikum

Di Kansas bagian barat, di tengah Amerika Utara, tiang-tiang kapur putih menjulang dari padang rumput. Kapur itu adalah lumpur dasar laut: sekitar 80 juta tahun yang lalu sebuah laut dangkal membentang dari utara ke selatan melintasi tengah Amerika Utara, dan cangkang alga yang melayang mengendap di dasarnya dengan laju beberapa perseratus milimeter per tahun. Lima kali dalam 540 juta tahun terakhir, sebagian besar spesies yang hidup di laut seperti itu lenyap dalam sekejap waktu geologi. Kedua kisah itu adalah kisah Bumi sendiri: benua-benua bergerak dan laut naik dan turun di atas benua-benua itu, dan sedikitnya tiga dari lima kepunahan besar bertepatan dengan curahan lava dari dalam planet. Bab ini mengikuti Fanerozoikum melalui peta-petanya, muka lautnya, sabuk-sabuk pegunungannya, dan krisis-krisisnya, dan menyatakan dua di antaranya dalam angka: seberapa cepat punggungan menaikkan laut, dan seberapa luas daratan yang ditenggelamkan oleh laut yang lebih tinggi.

Yang sudah kamu ketahui

Dari volume-volume sekolah: tektonik lempeng dan Pangea; fosil dan skala waktu geologi; transgresi yang dibaca pada sebuah tebing. Dari volume Tahun 1: hukum kedalaman–umur dasar samudra; kurva hipsometrik; isostasi; eustasi dan muka laut relatif; provinsi beku besar; kepunahan massal sebagai penanda stratigrafi, iridium pada batas K–Pg, dan penentuan umur krisis akhir Perm; jenjang dan GSSP. Dari bab-bab sebelumnya: orogen (Bab 13 dan 14); siklus Wilson dan superbenua (Bab 15); pengupasan balik (Bab 16); bola salju Kriogenian (Bab 18). Kepunahan dan sejarah kehidupan termasuk buku-buku biologi; volume Tahun 3 membahas paleomagnetisme dan stratigrafi sekuen.

19.1 Peta-peta dunia yang bergerak

Sebuah batuan jarang berada di tempat ia terbentuk. Batu bara, batu pasir gurun, terumbu: masing-masing diendapkan pada suatu lintang dan sejak itu terbawa oleh lempengnya. Sebelum iklim atau kehidupan suatu masa lampau dapat dibaca dari batuan seperti itu, batuan itu harus dikembalikan ke tempatnya semula.

Definisi 19.1 (Paleogeografi; peta paleogeografi)

Yang disebut paleogeografi adalah rekonstruksi geografi suatu masa lampau: kedudukan benua dan samudra, serta garis pantai, sabuk pegunungan, dan lautnya. Sebuah peta paleogeografi menunjukkan geografi itu pada satu waktu, pada kisi lintang dan bujur waktu itu.

Empat jenis bukti masuk ke dalam peta seperti itu. Magnetisasi batuan memberikan lintang tempat batuan itu terbentuk, pokok bahasan paleomagnetisme dalam volume Tahun 3; tetapi medan Bumi simetris terhadap sumbunya, sehingga medan itu tidak mengatakan apa pun tentang bujur. Dasar samudra merekam gerak lempeng secara langsung, melalui pita-pita magnetiknya dan umurnya, tetapi hanya sampai dasar samudra tertua yang masih tersisa, sekitar 190 juta tahun: semua yang lebih tua telah tersubduksi. Sebelum itu, kecocokan bentuk benua-benua, sutur dan orogen tempat samudra menutup, serta fosil dan sedimen yang membuka rahasia suatu iklim — terumbu dan evaporit di daerah tropis, endapan glasial dekat kutub — melengkapi gambarannya. Model lempeng mengumpulkan batasan-batasan ini dan memutar setiap lempeng kembali dalam waktu; rekonstruksi juga harus memperhitungkan rotasi lambat seluruh Bumi padat terhadap sumbu putarnya, yang disebut pengembaraan kutub sejati.

Keenam peta di atas adalah Fanerozoikum secara ringkas. Pada $500\,\mathrm{Ma}$ benua-benua selatan membentuk satu massa, Gondwana, yang sebagian besar dekat Kutub Selatan, dengan kerak Paris pada $61{}^{\circ}$ LS di tepinya. Pada $300\,\mathrm{Ma}$ benua-benua telah bergabung menjadi Pangea, yang terhimpun sejak sekitar $325\,\mathrm{Ma}$ dan terpecah sejak sekitar $200\,\mathrm{Ma}$: Paris dan New York terletak di khatulistiwa, Cape Town dan Sydney dekat $60{}^{\circ}$ LS. Pada $200\,\mathrm{Ma}$ superbenua itu lengkap, satu daratan yang membentang dari lintang tinggi utara sampai lintang tinggi selatan; pada $100\,\mathrm{Ma}$ Samudra Atlantik dan Samudra Hindia telah membuka, dan pada $50\,\mathrm{Ma}$ peta itu hampir sama dengan peta kini, dengan Australia masih dekat Antartika.

Contoh 19.2 (Paris bergeser ke utara)

Dalam model itu, Paris terletak pada $5.1{}^{\circ}$ LU $300\,\mathrm{Ma}$ yang lalu; kini ia terletak pada $48.9{}^{\circ}$ LU. Lintangnya bertambah $43.8{}^{\circ}$, yaitu $43.8 \times 111.2 = 4871\,\mathrm{km}$ sepanjang meridian ($111.2\,\mathrm{km}$ per derajat pada bola berjari-jari $6371\,\mathrm{km}$), dengan laju rata-rata $4871/300 = 16\,\mathrm{km}$ per juta tahun, atau $1.6\,\mathrm{cm}$ per tahun. Ini hanya komponen gerak ke utara: kerangka paleomagnetik membiarkan bujur bebas, sehingga jarak sebenarnya yang ditempuh sedikitnya sebesar ini.

19.2 Muka laut sepanjang Fanerozoikum

Laut di atas benua

Selama sebagian besar Fanerozoikum, jauh lebih banyak bagian benua yang berada di bawah laut daripada kini. Batuan laut Amerika Utara merekam beberapa banjir di pedalaman benua itu, yang pertama di antaranya transgresi Kambrium yang menutup Ketidakselarasan Besar; pada Kapur Akhir, dari sekitar 120 sampai $80\,\mathrm{Ma}$, sedimen laut terakumulasi di seluruh Western Interior, di tengah benua (foto di bawah).

Definisi 19.3 (Laut epeirik)

Yang disebut laut epeirik adalah laut dangkal yang terhampar di atas pedalaman suatu benua, di atas kerak benua, jauh dari tepi benua.

Laut mencapai pedalaman seperti itu dengan memindahkan pantainya, dan batuan merekam gerak itu.

Definisi 19.4 (Transgresi laut; regresi laut)

Yang disebut transgresi laut adalah pergeseran garis pantai ke arah daratan, yang membuat laut menyebar di atas daratan; regresi laut adalah pergeseran ke arah laut, yang membuat daratan muncul.

Dalam penampang vertikal, transgresi menumpuk endapan air yang lebih dalam di atas endapan yang lebih dangkal — lumpur lepas pantai di atas pasir pantai — dan regresi sebaliknya. Keduanya mengikuti muka laut relatif, yang memadukan muka laut global dengan penurunan atau pengangkatan tempat itu dan dengan pasokan sedimen: sebuah delta dapat mendorong pantainya ke arah laut sementara laut naik, jika delta itu dipasok cukup cepat. Untuk membaca muka laut global dari transgresi, seorang ahli geologi harus menemukan sinyal yang sama di beberapa benua, atau menghilangkan penurunan itu dengan pengupasan balik, seperti dalam Bab 16.

Kurva jangka panjang

Definisi 19.5 (Siklus muka laut orde pertama)

Yang disebut siklus muka laut orde pertama adalah bagian paling lambat dari perubahan muka laut global, pada skala waktu puluhan sampai ratusan juta tahun, yang ditentukan oleh tektonik Bumi padat dan bukan oleh es.

Sepanjang Fanerozoikum kurva orde pertama berbentuk huruf M: tinggi pada Paleozoikum awal, rendah selama Pangea terhimpun dan bertahan, dari Karbon sampai akhir Trias, tinggi lagi pada Kapur, dan turun sejak itu. Jika diekstrapolasi dari Amerika Utara, banjir Ordovisium Akhir saja menunjukkan kenaikan tambahan 100 sampai $200\,\mathrm{m}$. Perubahan yang lebih cepat menumpang pada kurva ini: perubahan yang digerakkan oleh es terekam pada skala waktu $10^4$ sampai $10^6$ tahun, dan lembaran es Antartika, sejak sekitar $33.5\,\mathrm{Ma}$, menggeser laut sebesar 50 sampai $60\,\mathrm{m}$.

Kedua kurva di atas sepakat tentang bentuknya dan tidak sepakat tentang besarnya. Diagram siklus, yang dibangun dari penumpukan sedimen di banyak cekungan, menempatkan muka laut jangka panjang Kapur tengah sekitar $233\,\mathrm{m}$ di atas muka laut kini; sumur-sumur New Jersey, yang dikupas balik satu per satu, memberikan sekitar $70\,\mathrm{m}$ pada Kapur Akhir dan maksimum dekat $110\,\mathrm{m}$ pada Eosen. Miller dan rekan-rekannya menyimpulkan bahwa puncak Kapur jangka panjang adalah $100 \pm 50\,\mathrm{m}$, dan bahwa diagram siklus, yang benar tentang waktu penurunannya, membesar-besarkan amplitudonya. Bahkan New Jersey bukan alat ukur yang sempurna: laut Kapur Akhirnya 100 sampai $150\,\mathrm{m}$ lebih rendah daripada yang diramalkan oleh volume cekungan samudra, suatu selisih yang dapat dijelaskan oleh penurunan wilayah itu di atas lempeng Farallon yang tersubduksi — topografi dinamis.

Mengapa laut bergerak: punggungan

Apa yang menaikkan laut seratus meter selama puluhan juta tahun? Bukan es: Kapur adalah dunia yang hangat dengan paling banyak lembaran es kecil yang berumur pendek. Jawaban utamanya adalah volume punggungan samudra. Dasar samudra muda panas dan berdiri tinggi; makin cepat lempeng-lempeng memekar, makin muda rata-rata dasar samudra, makin dangkal cekungan samudra, dan makin banyak air yang meluap ke benua-benua.

Proposisi 19.6 (Muka laut dan laju pemekaran)

Misalkan dasar samudra seluas $A_{\text{f}}$ dibuat di punggungan yang panjang totalnya $L$ dengan laju pemekaran penuh $u$, dan dihancurkan pada umur $\tau = A_{\text{f}}/(Lu)$, dengan setiap umur antara 0 dan $\tau$ menempati luas yang sama. Misalkan kedalamannya mengikuti hukum $d(t) = d_{\text{r}} + c\sqrt t$.

1. Kedalaman rata-rata dasar samudra adalah $\bar d = d_{\text{r}} + \tfrac23 c\sqrt\tau$.
2. Jika laju pemekaran menjadi $fu$, dengan $A_{\text{f}}$ dan $L$ tidak berubah, kedalaman rata-ratanya berkurang sebesar $\Delta\bar d = \tfrac23 c\sqrt\tau\,\bigl(1 - f^{-1/2}\bigr)$.

3. Jika dasar samudra turun secara isostatik di bawah air tambahan, dan laut tidak menyebar ke atas daratan, muka laut di atas samudra seluas $A_{\text{o}}$ naik sebesar

   $$\Delta s = \frac{\rho_{\text{m}} - \rho_{\text{w}}}{\rho_{\text{m}}}\, \frac{A_{\text{f}}}{A_{\text{o}}}\,\Delta\bar d ,$$

   dengan $\rho_{\text{m}}$ densitas mantel dan $\rho_{\text{w}}$ densitas air laut.

Dasar samudra yang sebenarnya tidak serapi itu. Umurnya tidak tersebar merata: dasar samudra muda paling melimpah, dan luasnya berkurang dengan umur, seperti ditunjukkan panel kiri di bawah. Hukum akar kuadrat juga tidak berlaku untuk dasar samudra tua, yang mendatar dekat $6.4\,\mathrm{km}$; hukum eksponensial yang dicocokkan Parsons dan Sclater pada dasar samudra tua, yaitu hukum lempeng, mengambil alih di atas sekitar $26\,\mathrm{Ma}$, tempat kedua hukum itu bertemu. Proposisi ini adalah perkiraan pertama, dan gambar menunjukkan seberapa besar hukum kedua mengubahnya.

Contoh 19.7 (Dua kali lebih cepat)

Ambil dasar samudra masa kini: umur rata-rata $64.2\,\mathrm{Ma}$, jadi $\tau = 128.4\,\mathrm{Ma}$ dalam model merata; $d_{\text{r}} = 2500\,\mathrm{m}$, $c = 350\,\mathrm{m}\,\mathrm{Ma}^{-1/2}$. Kedalaman rata-ratanya $2500 + \tfrac23 \times 350 \times \sqrt{128.4} = 5144\,\mathrm{m}$. Menggandakan laju membagi dua $\tau$, dan kedalaman rata-rata menjadi $2500 + \tfrac23 \times 350 \times \sqrt{64.2} = 4370\,\mathrm{m}$: dasar samudra naik rata-rata $774\,\mathrm{m}$. Dengan $A_{\text{f}}/A_{\text{o}} = 293/362 = 0.8094$ dan $(\rho_{\text{m}} - \rho_{\text{w}})/\rho_{\text{m}} = (3300 - 1025)/3300 = 0.689$, laut naik sebesar $0.689 \times 0.8094 \times 774 = 432\,\mathrm{m}$; dengan hukum lempeng, $368\,\mathrm{m}$. Keduanya sekitar empat kali puncak Kapur jangka panjang. Dibaca sebaliknya, panel kanan menyatakan bahwa laju pemekaran yang hanya 15 sampai $20\,\%$ di atas laju kini sudah cukup untuk $100\,\mathrm{m}$ — itulah sebabnya Miller dan rekan-rekannya menyimpulkan bahwa kerak samudra dibuat jauh lebih lambat pada Kapur daripada yang dulu disimpulkan.

Model itu juga terlalu dalam: kedalaman rata-ratanya, $5144\,\mathrm{m}$, melebihi kedalaman rata-rata terukur dasar samudra yang telah ditentukan umurnya, $4265\,\mathrm{m}$, sebagian karena hukum akar kuadrat berlebihan pada dasar samudra tua, dan sebagian karena dasar samudra yang sebenarnya membawa sedimen, gunung laut, dan dataran tinggi yang diabaikan oleh hukum itu. Dan pemekaran bukan satu-satunya pengungkit. Punggungan diimbangi oleh palung: jika dasar samudra naik di satu tempat, massanya harus pergi ke suatu tempat, dan benua yang turun di atas sebuah lempeng tersubduksi — topografi dinamis — membiarkan laut masuk secara lokal. Tasistro-Hart dan Macdonald berpendapat bahwa banjir di Amerika Utara mengikuti lempeng-lempeng tersubduksi di bawah benua itu, dan bahwa muka laut global bergantung pada seberapa banyak subduksi yang terjadi di bawah benua dan bukan di bawah samudra.

19.3 Membanjiri benua

Seberapa luas daratan yang ditenggelamkan oleh kenaikan laut bergantung pada bentuk permukaan Bumi, yang diringkas oleh kurva hipsometrik dari volume Tahun 1: fraksi permukaan yang berdiri di atas setiap ketinggian (gambar di bawah, kiri). Benua-benua berpuncak datar. Pada kisi satu derajat ETOPO1, $29.0\,\%$ permukaan adalah daratan dan $34.3\,\%$ berdiri di atas $-200\,\mathrm{m}$: paparan benua, yang sudah berada di bawah air, membuat selisihnya. Sebagian besar daratan rendah, sehingga kenaikan yang sedang saja membanjiri sangat banyak daratan.

Proposisi 19.8 (Membanjiri daratan)

Misalkan $A_{\text{o}}$ luas laut kini dan $a(z)$ luas daratan yang lebih rendah daripada $z$ di atas muka laut kini. Volume air $V$ yang ditambahkan ke laut menaikkan mukanya sebesar ketinggian $s$ yang memenuhi

$$V = \int_0^s \bigl(A_{\text{o}} + a(z)\bigr)\,\mathrm{d}z ,$$

dan membanjiri daratan seluas $a(s)$. Karena $a \ge 0$, kenaikan itu paling besar $V/A_{\text{o}}$.

Panel kanan langsung memberikan jawabannya. Kenaikan $100\,\mathrm{m}$ menenggelamkan sekitar $15\,\%$ daratan masa kini; $432\,\mathrm{m}$ dari laju pemekaran yang berlipat dua akan menenggelamkan separuhnya. Laut seperti itu menyebar di atas daratan yang dibanjirinya, sehingga kenaikannya sendiri lebih kecil daripada batas $V/A_{\text{o}}$ pada proposisi itu, sekitar sepersepuluh untuk kenaikan beberapa ratus meter (soal akhir pekan). Laut Kapur di Kansas memerlukan jauh lebih sedikit: pedalaman suatu benua sering rendah, dan pedalaman itu juga dapat turun di atas sebuah lempeng tersubduksi.

19.4 Sabuk pegunungan Fanerozoikum

Setiap siklus Wilson dalam Bab 15 berakhir dengan sebuah sabuk pegunungan, dan sabuk-sabuk Fanerozoikum menandai pembentukan dan pemecahan Pangea. Tabel ini menghimpun sabuk-sabuk yang dijumpai dalam volume ini.

Dua sabuk pertama menjahit Pangea menjadi satu, dan Variscan menutup samudra terakhir antara Gondwana dan Laurussia; tiga sabuk terakhir tumbuh ketika potongan-potongan Pangea saling menjauh dan samudra di antara potongan-potongan itu tertelan. Muka laut yang rendah pada Paleozoikum akhir dan Trias berkaitan dengan superbenua ini, dan laut yang tinggi pada Kapur dengan pecahnya superbenua itu, dengan punggungan baru dan dasar samudra muda.

19.5 Krisis kehidupan

Lima besar

Volume-volume biologi menggambarkan kepunahan massal; ahli geologi mengukurnya dalam batuan dan mencari penyebabnya. Lima kepunahan menonjol dalam catatan hewan laut, yaitu “lima besar”: pada akhir Ordovisium, sekitar $444\,\mathrm{Ma}$; pada Devon Akhir, $372\,\mathrm{Ma}$; pada akhir Perm, $251.9\,\mathrm{Ma}$; pada akhir Trias, $201.4\,\mathrm{Ma}$; dan pada akhir Kapur, $66\,\mathrm{Ma}$. Masing-masing melenyapkan antara sekitar dua perlima dan dua pertiga genus hewan laut dalam kompilasi Sepkoski. Krisis akhir Perm adalah yang terbesar: $56\,\%$ genus pada resolusi terhalus, dan sekitar $81\,\%$ spesies laut — bukan $96\,\%$ yang sering dikutip, yang mencampurkan dua krisis yang terpisah.

Sejarah — Lima besar, empat puluh tahun kemudian

Pada 1982, D. M. Raup dan J. J. Sepkoski menghitung famili hewan laut yang lenyap dalam masing-masing dari 76 jenjang Fanerozoikum. Empat titik berada di atas batas kepercayaan 99 persen tren mereka — jenjang terakhir Ordovisium, dua jenjang terakhir Perm, dan jenjang terakhir Kapur — dan akhir Trias serta akhir Devon di atas batas 95 persen: itulah lima besar. Empat puluh tahun kemudian, kelima krisis itu tetap yang terbesar sejak Ordovisium awal, tetapi dengan data yang lebih baik krisis-krisis itu tidak lagi terpisah dari suatu kontinum laju kepunahan, dan beberapa selang waktu dalam Kambrium bahkan memiliki laju yang lebih tinggi. Resolusi waktu Raup dan Sepkoski adalah $7.4\,\mathrm{Ma}$, panjang rata-rata sebuah jenjang pada waktu itu; sebagian krisis terjadi tiba-tiba, sebagian lain berlangsung ratusan ribu tahun atau lebih lama.

Provinsi beku besar

Gambar di atas menunjukkan pola yang telah ditunjuk oleh volume Tahun 1: masing-masing dari tiga kepunahan terakhir di antara lima besar bertepatan dengan sebuah provinsi beku besar, yaitu Trap Siberia pada akhir Perm, Provinsi Magmatik Atlantik Tengah (CAMP) pada akhir Trias, dan Deccan Traps pada akhir Kapur. Kaitan yang diajukan adalah gasnya. Basal banjir meletus dalam denyut-denyut selama beberapa abad sampai beberapa milenium, yang masing-masing melepaskan karbon dioksida lebih cepat daripada yang dapat diserap kembali oleh pelapukan; belerang dari letusan yang sama mendinginkan iklim sebentar, sedangkan karbonnya menghangatkan iklim jauh lebih lama dan mengasamkan samudra.

Contoh 19.9 (Karbon provinsi Atlantik Tengah)

Gelembung gas dalam inklusi lelehan basal CAMP menunjukkan bahwa magma itu mengandung sedikitnya 0.5 sampai $0.6\,\%$ karbon dioksida menurut massa. Ambil $0.55\,\%$, densitas $2900\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$, dan volume $5.5 \times 10^{6}\,\mathrm{km}^{3}$, yaitu lava yang dierupsikan beserta retas, sill, dan dapur magma yang memasoknya. Massa magmanya $5.5 \times 10^{6} \times 10^{9} \times 2900 = 1.6 \times 10^{19}\,\mathrm{kg}$, dan karbon dioksidanya $1.6 \times 10^{19} \times 0.0055 = 8.8 \times 10^{16}\,\mathrm{kg}$, sekitar $9 \times 10^{4}\,\mathrm{Gt}$ — “sampai $10^{5}\,\mathrm{Gt}$” menurut para penulisnya. Karena dilepaskan sepanjang masa hidup provinsi itu, karbon dioksida itu tidak berada di udara sekaligus; tetapi setiap denyut, berorde $10^{5}\,\mathrm{km}^{3}$ dalam beberapa abad, melepaskan sebanyak emisi yang diproyeksikan untuk abad kedua puluh satu.

Peristiwa anoksik samudra

Tidak setiap krisis termasuk lima besar. Beberapa kali pada Mesozoikum, oksigen lenyap dari sebagian besar samudra.

Definisi 19.10 (Peristiwa anoksik samudra)

Yang disebut peristiwa anoksik samudra (OAE) adalah selang waktu berkurangnya oksigen secara luas di samudra, yang dikenali dalam catatan sedimen dan geokimia.

Tandanya yang biasa adalah serpih hitam: gelap, berlaminasi halus, tanpa liang, kaya bahan organik dan pirit, sering dengan pergeseran isotop karbon dan tanda-tanda pemanasan. Yang paling banyak dipelajari adalah peristiwa Toarsium awal, sekitar $183\,\mathrm{Ma}$, OAE 1a pada Aptium awal, sekitar $120\,\mathrm{Ma}$, OAE 1b pada Albium awal, sekitar $111\,\mathrm{Ma}$, dan OAE 2 pada batas antara Cenomanium dan Turonium, sekitar $94\,\mathrm{Ma}$, pada bagian terpanas Kapur, ketika laut berada sangat tinggi. Beberapa di antaranya bertepatan dengan sebuah provinsi: peristiwa Toarsium dengan basal Karoo–Ferrar, OAE 1a dengan Dataran Tinggi Ontong Java. OAE 2 sering dikaitkan dengan dataran tinggi Karibia, tetapi lonjakan merkuri dalam sedimen Belahan Bumi Selatan justru menunjuk ke provinsi Kerguelen.

Di lapangan — Mencatat log peristiwa anoksik

Seorang ahli geologi yang mempelajari sebuah OAE dalam penampang batu gamping pelagis mencatat lognya lapis demi lapis: ketebalan, warna, laminasi, liang atau ketiadaannya, nodul pirit. Ia mengambil sampel pada selang yang rapat dan teratur melintasi selang gelap itu dan jauh melampauinya, untuk kandungan karbon organik dan untuk isotop karbon bahan organik dan karbonat; pergeseran isotop, lebih daripada warna batuan, yang mengorelasikan peristiwa itu dari satu cekungan ke cekungan berikutnya. Karena serpih yang paling gelap dapat muncul pada aras yang berbeda di cekungan yang berbeda, kurva isotoplah, bukan serpih hitamnya, yang diambil sebagai garis waktu.

Chicxulub

Akhir Kapur memiliki penyebab dari luar. Volume Tahun 1 menceritakan bagaimana iridium dalam lempung batas itu mengarah ke suatu tumbukan, dan bagaimana penanggalan argon mengaitkan batas itu dengan kawah Chicxulub. Struktur itu berdiameter sekitar $200\,\mathrm{km}$ dan berumur $66\,\mathrm{Ma}$; batuan panasnya memanaskan air yang bersirkulasi selama sedikitnya delapan juta tahun sesudahnya. Model asimetri bawah permukaannya menunjuk pada penumbuk yang datang dari timur laut dengan sudut 45 sampai $60{}^{\circ}$ terhadap horizontal, dengan kecepatan tidak kurang daripada kecepatan lepas Bumi, $11.2\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$, dan lebih mungkin sekitar $20\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$. Deccan Traps sedang meletus pada waktu yang sama, sebelum dan sesudah tumbukan; sebuah tinjauan atas bukti-buktinya pada 2010 menyimpulkan bahwa tumbukan itulah yang memicu kepunahan.

Data tahun 2026

Umur-umur dalam bab ini adalah umur pada International Chronostratigraphic Chart versi Juni 2026, sebagaimana digunakan di seluruh seri ini; rekaman muka laut berada pada skala waktu 2012 berkas-berkasnya, dan umur kepunahan adalah umur menurut Kaiho (2022). Bagan itu direvisi ketika penanggalan baru masuk: periksa versi terbaru sebelum mengutip umur suatu batas.

Latihan

Data untuk latihan, kecuali dinyatakan lain: $111.2\,\mathrm{km}$ per derajat lintang; kedalaman dasar samudra $d(t) = 2500 + 350\sqrt t$ ($\mathrm{m}$, $t$ dalam $\mathrm{Ma}$); luas samudra $362\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$; luas dasar samudra $293\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$; densitas mantel $3300\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$; air laut $1025\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$; massa atmosfer $5.1 \times 10^{18}\,\mathrm{kg}$, massa molar udara dan karbon dioksida $28.97\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}$ dan $44.01\,\mathrm{g}\,\mathrm{mol}^{-1}$.

Latihan 19.1 ★

Dalam model peta-peta itu, Cape Town terletak pada $61.9{}^{\circ}$ LS $300\,\mathrm{Ma}$ yang lalu dan New York pada $3.6{}^{\circ}$ LS; kini keduanya terletak pada $33.9{}^{\circ}$ LS dan $40.7{}^{\circ}$ LU. (a) Manakah dari keempat kota itu yang terletak dalam jarak $30{}^{\circ}$ dari khatulistiwa $300\,\mathrm{Ma}$ yang lalu (Paris pada $5.1{}^{\circ}$ LU, Sydney pada $59.5{}^{\circ}$ LS)? (b) Berapa kilometer ke utara Cape Town dan New York masing-masing telah bergeser sejak itu? (c) Dengan laju rata-rata berapa, dalam sentimeter per tahun?

Solusi

Solusi Latihan 19.1.

(a) Paris ($5.1{}^{\circ}$ LU) dan New York ($3.6{}^{\circ}$ LS); Cape Town dan Sydney terletak dekat $60{}^{\circ}$ LS. (b) Cape Town: $61.9 - 33.9 = 28.0{}^{\circ}$, $28.0 \times 111.2 = 3114\,\mathrm{km}$; New York: $40.7 + 3.6 = 44.3{}^{\circ}$, $4926\,\mathrm{km}$. (c) $3114/300 = 10.4\,\mathrm{km}$ per juta tahun, $1.0\,\mathrm{cm}$ per tahun; $4926/300 = 16.4\,\mathrm{km}$ per juta tahun, $1.6\,\mathrm{cm}$ per tahun.

Latihan 19.2 ★

Lima besar terjadi pada 444, 372, 251.9, 201.4, dan $66\,\mathrm{Ma}$. (a) Tentukan selang antara krisis-krisis yang berurutan dan rata-ratanya. (b) Dengan umur rata-rata provinsi beku besar — Emeishan 259, Siberia 250, CAMP 201, Karoo–Ferrar 183, Deccan $65.5\,\mathrm{Ma}$ — manakah dari kelima krisis itu yang jatuh dalam $2\,\mathrm{Ma}$ dari sebuah provinsi? (c) Apakah selang rata-rata membuat krisis-krisis itu periodik?

Solusi

Solusi Latihan 19.2.

(a) 72, 120.1, 50.5, dan $135.4\,\mathrm{Ma}$; rata-rata $(444 - 66)/4 = 94.5\,\mathrm{Ma}$. (b) Krisis akhir Perm (Siberia, berselisih $1.9\,\mathrm{Ma}$), krisis akhir Trias (CAMP, $0.4\,\mathrm{Ma}$), dan krisis akhir Kapur (Deccan, $0.5\,\mathrm{Ma}$). (c) Tidak: selangnya berkisar dari 50 sampai $135\,\mathrm{Ma}$; rata-rata selalu ada untuk himpunan tanggal apa pun.

Latihan 19.3 ★

Kapur Monument Rocks diendapkan dengan laju sekitar $0.036\,\mathrm{mm}$ per tahun. (a) Berapa lama waktu yang diperlukan untuk $91\,\mathrm{m}$ kapur itu? (b) Berapa kali lebih cepat laut naik kini, dengan laju $3.7\,\mathrm{mm}$ per tahun? (c) Mengapa dasar laut dapat mengumpulkan hujan sedimen yang begitu lambat tanpa tertimbun oleh lumpur?

Solusi

Solusi Latihan 19.3.

(a) $91\,\mathrm{m}/0.036\,\mathrm{mm}\,\mathrm{yr}^{-1} = 2.5 \times 10^{6}$ tahun. (b) $3.7/0.036 = 103$ kali. (c) Jauh dari pantai mana pun, di air yang jernih, hanya sedikit lumpur dari sungai yang mencapai dasar; hujan cangkang alga adalah sedimen utamanya.

Latihan 19.4 ★

Pada sebuah tebing, dari bawah ke atas: batu pasir sungai dengan akar, pasir pantai dengan cangkang, lumpur lepas pantai yang kelabu, kapur; lalu kapur itu ditindih lagi oleh pasir pantai. (a) Di mana penampang ini merekam transgresi laut, dan di mana regresi? (b) Apakah transgresi itu membuktikan bahwa muka laut global naik? (c) Apa yang akan membuatnya lebih meyakinkan?

Solusi

Solusi Latihan 19.4.

(a) Dari batu pasir sungai sampai kapur, endapannya makin dalam ke atas: suatu transgresi. Pasir pantai di atas kapur merekam suatu regresi. (b) Tidak: itu merekam kenaikan muka laut relatif, yang juga dapat dihasilkan oleh penurunan tempat itu atau berkurangnya pasokan sedimen. (c) Menemukan transgresi yang sama, pada waktu yang sama, di benua-benua lain, atau menghilangkan penurunan itu dengan pengupasan balik.

Latihan 19.5 ★★

Pada kurva jangka panjang Haq dan kawan-kawan, muka laut berada $233\,\mathrm{m}$ di atas muka laut kini pada $97\,\mathrm{Ma}$. (a) Berapa laju rata-rata penurunannya sejak itu, dalam meter per juta tahun dan dalam mikrometer per tahun? (b) Bandingkan dengan kenaikan masa kini sebesar $3.7\,\mathrm{mm}$ per tahun. (c) Kurva New Jersey yang dikupas balik memberikan sekitar $70\,\mathrm{m}$ pada waktu yang sama. Mana yang akan kamu percayai untuk amplitudonya, dan mengapa?

Solusi

Solusi Latihan 19.5.

(a) $233/97 = 2.4\,\mathrm{m}$ per juta tahun, $2.4\,\text{µ}\mathrm{m}$ per tahun. (b) $3.7/0.0024 = 1540$: kenaikan masa kini sekitar 1500 kali lebih cepat. (c) Kurva yang dikupas balik: pengeboran telah menunjukkan bahwa diagram siklus benar tentang waktu penurunan tetapi melebih-lebihkan besarnya, dengan faktor dua atau lebih; New Jersey memiliki biasnya sendiri (topografi dinamis), sehingga perkiraannya $100 \pm 50\,\mathrm{m}$.

Latihan 19.6 ★★

Satu denyut CAMP, sekitar $10^{5}\,\mathrm{km}^{3}$ basal berdensitas $2900\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$, meletus dalam sekitar 500 tahun. (a) Dengan $0.75\,\%$ karbon dioksida menurut massa, berapa banyak yang dilepaskannya, dalam kilogram dan dalam mol? (b) Berapa massa karbon dioksida yang dikandung udara pada $278\,\mathrm{ppm}$ tahun 1750? (c) Bandingkan. (d) Berapa banyak atmosfer seperti itu yang akan diberikan oleh seluruh provinsi, $10^{5}\,\mathrm{Gt}$?

Solusi

Solusi Latihan 19.6.

(a) $10^{5} \times 10^{9} \times 2900 = 2.9 \times 10^{17}\,\mathrm{kg}$ basal, dan $2.9 \times 10^{17} \times 0.0075 = 2.2 \times 10^{15}\,\mathrm{kg}$ karbon dioksida, $2.2 \times 10^{15}/0.04401 = 4.9 \times 10^{16}\,\mathrm{mol}$. (b) $278 \times 10^{-6} \times (44.01/28.97) \times 5.1 \times 10^{18} = 2.15 \times 10^{15}\,\mathrm{kg}$. (c) Satu denyut melepaskan kira-kira sebanyak yang dikandung seluruh udara pada 1750. (d) $10^{17}/2.15 \times 10^{15} = 46.5$: hampir lima puluh.

Latihan 19.7 ★★

Anggaplah penumbuk Chicxulub sebagai bola berdiameter $10\,\mathrm{km}$, berdensitas $2630\,\mathrm{kg}\,\mathrm{m}^{-3}$. (a) Tentukan massanya. (b) Tentukan energi kinetiknya pada kecepatan terkecil yang mungkin, $11.2\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$, dan pada $20\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$. (c) Bumi kehilangan $47\,\mathrm{TW}$ kalor internal melalui permukaannya. Berapa tahun kehilangan itu yang diwakili oleh masing-masing energi?

Solusi

Solusi Latihan 19.7.

(a) $2630 \times \frac{\pi}{6} \times (10^{4})^3 = 1.38 \times 10^{15}\,\mathrm{kg}$. (b) $\tfrac12 \times 1.38 \times 10^{15} \times (11.2 \times 10^{3})^2 = 8.7 \times 10^{22}\,\mathrm{J}$; pada $20\,\mathrm{km}\,\mathrm{s}^{-1}$, $2.76 \times 10^{23}\,\mathrm{J}$. (c) Satu tahun kehilangan $47\,\mathrm{TW}$ adalah $47 \times 10^{12} \times 3.156 \times 10^{7} = 1.48 \times 10^{21}\,\mathrm{J}$: 59 dan 186 tahun.

Latihan 19.8 ★★

(a) Sebutkan ciri-ciri yang membuat serpih hitam merekam suatu peristiwa anoksik samudra. (b) Pasangkan setiap peristiwa dengan sebuah provinsi yang umurnya hampir sama: Toarsium awal, $183\,\mathrm{Ma}$; OAE 1a, $120\,\mathrm{Ma}$; diketahui Karoo–Ferrar pada $183\,\mathrm{Ma}$ dan Ontong Java pada $122\,\mathrm{Ma}$. (c) Mengapa kebetulan umur yang sama tidak cukup untuk membuktikan bahwa sebuah provinsi menyebabkan suatu peristiwa?

Solusi

Solusi Latihan 19.8.

(a) Warna gelap, laminasi halus, tanpa liang, banyak bahan organik, pirit; sering ada pergeseran isotop karbon dan tanda-tanda pemanasan. (b) Peristiwa Toarsium dengan Karoo–Ferrar, OAE 1a dengan Ontong Java. (c) Penanggalan membawa ketidakpastian sampai jutaan tahun, dan ada banyak peristiwa dan provinsi, sehingga kebetulan cukup mungkin terjadi; kaitan sebab-akibat memerlukan provinsi yang mulai tepat sebelum peristiwa itu dan suatu penjejak vulkanisme, seperti merkuri, dalam sedimen yang sama.

Latihan 19.9 ★★

Dalam model itu, Paris terletak pada $60.9{}^{\circ}$ LS $500\,\mathrm{Ma}$ yang lalu dan pada $5.1{}^{\circ}$ LU $300\,\mathrm{Ma}$ yang lalu. (a) Tentukan pergeserannya ke utara dalam derajat dan dalam kilometer, dan laju rata-ratanya dalam sentimeter per tahun. (b) Bandingkan dengan laju sejak $300\,\mathrm{Ma}$ (Contoh 19.2). (c) Mengapa laju itu merupakan nilai minimum?

Solusi

Solusi Latihan 19.9.

(a) $60.9 + 5.1 = 66.0{}^{\circ}$, $66.0 \times 111.2 = 7339\,\mathrm{km}$ dalam $200\,\mathrm{Ma}$: $36.7\,\mathrm{km}$ per juta tahun, $3.7\,\mathrm{cm}$ per tahun. (b) Lebih dari dua kali $1.6\,\mathrm{cm}$ per tahun sejak $300\,\mathrm{Ma}$. (c) Hanya perubahan lintang yang diketahui; perubahan bujur, yang bebas dalam kerangka paleomagnetik, dan setiap jalan memutar menambah jaraknya.

Latihan 19.10 ★★★

Misalkan sebaliknya luas dasar samudra berkurang secara linear terhadap umur, dari maksimum pada umur 0 sampai nol pada umur $T$. (a) Tunjukkan bahwa umur rata-ratanya $T/3$ dan rata-rata $\sqrt t$ adalah $\tfrac{8}{15}\sqrt T$. (b) Dengan umur rata-rata $64.2\,\mathrm{Ma}$, tentukan $T$ dan kedalaman rata-ratanya. (c) Tentukan penurunan kedalaman rata-rata ketika laju pemekaran berlipat dua, dan bandingkan dengan $774\,\mathrm{m}$ dari model merata. (d) Tunjukkan bahwa dalam kedua model penurunan itu mendekati $0.93\,c\sqrt{\bar t}\,(1 - f^{-1/2})$, dengan $\bar t$ umur rata-rata.

Solusi

Solusi Latihan 19.10.

(a) Fraksi dasar samudra yang berumur $t$ adalah $p(t) = \frac2T(1 - t/T)$. Maka $\int_0^T tp\,\mathrm{d}t = \frac2T\bigl(\frac{T^2}2 - \frac{T^2}3\bigr) = \frac T3$ dan $\int_0^T \sqrt t\,p\,\mathrm{d}t = \frac2T\bigl(\frac23 T^{3/2} - \frac25 T^{3/2}\bigr) = \frac8{15}\sqrt T$. (b) $T = 3 \times 64.2 = 192.6\,\mathrm{Ma}$; $2500 + \frac8{15} \times 350 \times 13.878 = 5091\,\mathrm{m}$. (c) $T/2 = 96.3\,\mathrm{Ma}$: $4332\,\mathrm{m}$; penurunannya $759\,\mathrm{m}$, $2\,\%$ lebih kecil daripada $774\,\mathrm{m}$. (d) Model merata: $\frac23\sqrt\tau = \frac23\sqrt{2\bar t} = 0.943\sqrt{\bar t}$; segitiga: $\frac8{15}\sqrt{3\bar t} = 0.924\sqrt{\bar t}$. Jawabannya jauh lebih bergantung pada umur rata-rata daripada pada bentuk sebarannya.

Latihan 19.11 ★★★

(a) Dari Proposisi 19.6, tunjukkan bahwa $\Delta s(f) = \Delta s(2)\,(1 - f^{-1/2})/(1 - 2^{-1/2})$. (b) Dengan $\Delta s(2) = 432\,\mathrm{m}$, tentukan rentang $f$ yang memberikan puncak Kapur, 50 sampai $150\,\mathrm{m}$. (c) Apa yang akan terjadi jika laju pemekaran melambat menjadi 0.8 kali laju kini? (d) Mengapa muka laut jangka panjang yang ditentukan oleh punggungan merupakan sinyal yang lambat, berapa pun perubahan lajunya?

Solusi

Solusi Latihan 19.11.

(a) Dalam $\Delta s$, hanya faktor $1 - f^{-1/2}$ yang bergantung pada $f$; bagilah dengan nilainya pada $f = 2$, $1 - 2^{-1/2} = 0.2929$. (b) $f = (1 - 0.2929\,\Delta s/432)^{-2}$: 1.071 untuk $50\,\mathrm{m}$, 1.239 untuk $150\,\mathrm{m}$; 7 sampai $24\,\%$ lebih cepat daripada laju kini. (c) $432 \times (1 - 0.8^{-1/2})/0.2929 = -174\,\mathrm{m}$: laut akan turun $174\,\mathrm{m}$. (d) Sebaran umur berubah hanya ketika dasar samudra tua tersubduksi dan digantikan, yang memakan waktu berorde $\tau$, sekitar $100\,\mathrm{Ma}$; laut mengikutinya selama puluhan juta tahun.

Latihan 19.12 ★★★

Misalkan spesies punah dengan laju tetap, sehingga fraksi suatu kohort yang bertahan selama waktu $t$ adalah $2^{-t/m}$, dengan median umur spesies $m = 2\,\mathrm{Ma}$. (a) Berapa fraksi kohort yang hilang setelah $7.4\,\mathrm{Ma}$, panjang rata-rata jenjang dalam analisis 1982? (b) Berapa lama kepunahan latar akan melenyapkan $81\,\%$ spesies? (c) Krisis akhir Perm berlangsung sekitar $60\,\mathrm{ka}$. Berapa kali lebih cepat krisis itu? (d) Mengapa resolusi waktu yang kasar mengaburkan perbedaan antara kepunahan massal dan kepunahan latar?

Solusi

Solusi Latihan 19.12.

(a) $2^{-7.4/2} = 0.077$: $92\,\%$ hilang. (b) $t = 2\log_2(1/0.19) = 4.8\,\mathrm{Ma}$. (c) $4.8/0.060 = 80$ kali lebih cepat. (d) Dalam jenjang yang panjang, kepunahan latar saja melenyapkan sebagian besar spesies, sehingga denyut yang singkat hanya menambah jumlah total yang sudah besar dan sukar dipisahkan darinya; ketidaklengkapan catatan juga mengaburkan kemunculan terakhir ke arah yang lebih tua.

Soal 19.1

Soal akhir pekan — Ketika punggungan memekar cepat

Soal ini menanyakan seberapa tinggi laut akan naik, dan seberapa luas daratan yang akan ditenggelamkannya, jika punggungan memekar dua kali lebih cepat. Gunakan data latihan; umur rata-rata dasar samudra adalah $64.2\,\mathrm{Ma}$, punggungan seluruhnya sepanjang $65\,000\,\mathrm{km}$, samudra masa kini menampung $1.33 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$, dan daratan menutupi $148\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$. Tabel memberikan persen daratan masa kini yang terletak kurang dari $h$ di atas muka laut, dari kisi ETOPO1 satu derajat.

$h$ ($\mathrm{m}$)	0	100	200	300	400	500
daratan di bawah $h$ ($\%$)	0	14.9	28.2	38.7	48.1	55.8

Anggaplah, seperti dalam Proposisi 19.6, bahwa setiap umur dasar samudra antara 0 dan umur $\tau$ saat dasar samudra itu tersubduksi menempati luas yang sama.

Bagian I — Dasar samudra masa kini.

1. Tentukan kedalaman dasar samudra pada umur 0, 25, 64.2, dan $100\,\mathrm{Ma}$.
2. Tentukan $\tau$ dari umur rata-rata, dan kedalaman dasar samudra tertua.
3. Tentukan laju pemekaran penuh rata-rata $u = A_{\text{f}}/(L\tau)$, dalam kilometer per juta tahun dan dalam milimeter per tahun. Apakah itu laju lambat, menengah, atau cepat?
4. Tunjukkan bahwa kedalaman rata-rata dasar samudra adalah $2500 + \tfrac23 \times 350\sqrt\tau$, dan hitunglah.
5. Kedalaman rata-rata terukur dasar samudra yang telah ditentukan umurnya adalah $4265\,\mathrm{m}$. Berikan dua alasan mengapa model itu lebih dalam.
6. Berapa volume air yang akan berada di atas dasar samudra dalam model itu? Bandingkan dengan volume seluruh samudra.

Bagian II — Punggungan dalam penampang.

7. Tentukan laju pemekaran setengah $v$, sampai $0.1\,\mathrm{km}\,\mathrm{Ma}^{-1}$ terdekat, dan lebar dasar samudra di setiap sisi punggungan.
8. Berapa kedalaman dasar samudra pada jarak $1000\,\mathrm{km}$ dari sumbu?
9. Tunjukkan bahwa penampang punggungan di atas kedalaman dasar samudra tertua, dengan menghitung kedua sayapnya, memiliki luas $\tfrac23 v c\,\tau^{3/2}$, dan hitunglah dalam kilometer persegi.
10. Tentukan volume seluruh sistem punggungan di atas kedalaman itu.
11. Berapa fraksi volume samudra yang diwakilinya?
12. Mengapa punggungan yang memekar lebih cepat rata-rata berdiri lebih tinggi?

Bagian III — Dua kali lebih cepat.

13. Laju pemekaran berlipat dua dengan luas dasar samudra dan panjang punggungan yang sama. Tentukan $\tau$ yang baru dan kedalaman rata-rata yang baru.
14. Berapa besar penurunan kedalaman rata-ratanya?
15. Berapa volume air yang didorong keluar dari cekungan oleh dasar samudra?
16. Jika disebarkan di atas samudra masa kini, berapa tinggi air itu akan menaikkan laut?
17. Masukkan penurunan dasar samudra di bawah air tambahan untuk menentukan kenaikan $\Delta s$.
18. Puncak Kapur jangka panjang sekitar $100\,\mathrm{m}$. Kenaikan laju pemekaran berapa yang akan memberikan nilai itu?

Bagian IV — Laut di atas daratan.

19. Berapa luas daratan yang akan dibanjiri oleh kenaikan $100\,\mathrm{m}$?
20. Berapa luas yang akan dibanjiri oleh kenaikan $432\,\mathrm{m}$, dengan interpolasi dalam tabel?
21. Mengapa laut harus naik kurang dari $432\,\mathrm{m}$ begitu laut itu menyebar di atas daratan?
22. Tentukan volume yang diperlukan untuk menaikkan laut dalam langkah-langkah $100\,\mathrm{m}$ sampai $400\,\mathrm{m}$, dengan merata-ratakan luas yang tergenang selama setiap langkah (Proposisi 19.8). Volume yang harus ditempatkan adalah $0.432\,\mathrm{km} \times 362\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$. Di mana laut berhenti?
23. Berapa persen daratan masa kini yang kemudian ditutupinya?
24. Sebagai ringkasan: dalam model ini, berapa tinggi laut akan naik jika laju pemekaran berlipat dua?

Solusi

Solusi Soal 19.1.

1. 2500, 4250, 5304, dan $6000\,\mathrm{m}$. 2. $\tau = 2 \times 64.2 = 128.4\,\mathrm{Ma}$; $2500 + 350\sqrt{128.4} = 6466\,\mathrm{m}$. 3. $293 \times 10^{6}/(65000 \times 128.4) = 35.1\,\mathrm{km}$ per juta tahun, $35.1\,\mathrm{mm}$ per tahun: laju yang lambat. 4. $\frac1\tau\int_0^\tau(2500 + 350\sqrt t)\,\mathrm{d}t = 2500 + \frac23 \times 350\sqrt\tau = 5144\,\mathrm{m}$. 5. Hukum akar kuadrat terlalu dalam untuk dasar samudra yang lebih tua daripada beberapa puluh juta tahun, yang mendatar; umur yang sebenarnya tidak tersebar merata, karena dasar samudra muda paling melimpah; dan sedimen, gunung laut, serta dataran tinggi mengangkat dasar samudra. 6. $293 \times 10^{6} \times 5.144 = 1.51 \times 10^{9}\,\mathrm{km}^{3}$, $13\,\%$ lebih banyak daripada seluruh samudra: model itu terlalu dalam. 7. $v = 17.6\,\mathrm{km}$ per juta tahun; $17.6 \times 128.4 = 2260\,\mathrm{km}$ di setiap sisi. 8. $t = 1000/17.6 = 56.8\,\mathrm{Ma}$; $2500 + 350\sqrt{56.8} = 5138\,\mathrm{m}$. 9. Pada satu sayap, dengan $x = vt$: $\int_0^{v\tau}\bigl(d(\tau) - d(x/v)\bigr)\mathrm{d}x = vc\int_0^\tau(\sqrt\tau - \sqrt t)\,\mathrm{d}t = \frac13 vc\,\tau^{3/2}$; dua kalinya untuk kedua sayap. $\frac23 \times 17.6 \times 0.350 \times 128.4^{3/2} = \frac23 \times 17.6 \times 0.350 \times 1454.9 = 5975\,\mathrm{km}^{2}$. 10. $65000 \times 5975 = 3.88 \times 10^{8}\,\mathrm{km}^{3}$. 11. $3.88 \times 10^{8}/1.33 \times 10^{9} = 0.29$. 12. Dasar samudranya rata-rata lebih muda, jadi lebih panas, kurang padat, dan lebih tinggi; jalur dasar samudra muda di sepanjang sumbu lebih lebar. 13. $\tau = 64.2\,\mathrm{Ma}$; $2500 + \frac23 \times 350\sqrt{64.2} = 4370\,\mathrm{m}$. 14. $5144 - 4370 = 774\,\mathrm{m}$. 15. $293 \times 10^{6} \times 0.774 = 2.27 \times 10^{8}\,\mathrm{km}^{3}$. 16. $2.27 \times 10^{8}/362 \times 10^{6} = 0.627\,\mathrm{km}$, $627\,\mathrm{m}$. 17. $\Delta s = 627 \times (3300 - 1025)/3300 = 432\,\mathrm{m}$. 18. $f = \bigl(1 - 0.2929 \times 100/432\bigr)^{-2} = 1.15$: $15\,\%$ lebih cepat. 19. $0.149 \times 148 = 22.1\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$. 20. $48.1 + 0.32 \times 7.7 = 50.6\,\%$, $74.9\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$. 21. Ketika naik, laut menutupi luas yang lebih besar, sehingga volume yang sama membentuk lapisan yang lebih tipis (Proposisi 19.8). 22. Luas yang tergenang pada 100, 200, 300, dan $400\,\mathrm{m}$: 22.1, 41.7, 57.3, dan $71.2\,\mathrm{M}\mathrm{km}^{2}$. Langkah-langkah: $(362 + 11.0) \times 0.1 = 37.3 \times 10^{6}\,\mathrm{km}^{3}$, lalu 39.4, 41.2, dan $42.6 \times 10^{6}\,\mathrm{km}^{3}$; kumulatifnya 37.3, 76.7, 117.9, dan $160.5 \times 10^{6}\,\mathrm{km}^{3}$. Volume yang harus ditempatkan adalah $156.4 \times 10^{6}\,\mathrm{km}^{3}$, antara 300 dan $400\,\mathrm{m}$: $300 + (156.4 - 117.9)/42.6 \times 100 = 390\,\mathrm{m}$. 23. $38.7 + 0.90 \times 9.4 = 47.2\,\%$ daratan masa kini. 24. Menggandakan laju pemekaran akan menaikkan laut sekitar $390\,\mathrm{m}$ dan menenggelamkan hampir separuh daratan masa kini.