Samudra Tersembunyi

Perairan rahasia di bawah kerak bumi

Mantel dengan tiga lapisannya (mantel atas, zona transisi, dan mantel bawah) memiliki ketebalan 1.800 mil, mengambil sekitar 84% dari volume Bumi. Kerak hanya membentuk 1%. Gambar: Pencari.

Novel terlaris Jules Verne, Journey to Center of the Earth, menggambarkan sebuah ekspedisi di bawah permukaan Bumi dan ke dalam gua-gua dan jalur misterius yang belum dijelajahi yang terletak di bawahnya. Garis pantai berbatu dan kumpulan pohon-pohon tak menyenangkan membatasi samudera bawah tanah yang sangat besar yang kedalamannya keruh adalah rumah bagi makhluk prasejarah. Ketika para penjelajah berlayar dari “Port Gräuben” yang baru dibaptis, mereka bahkan menemukan sebuah pulau yang berbintik-bintik dengan flora dan fauna kuno yang tumbuh subur di tengah-tengah tulang putih dan tengkorak pucat. Dan sementara kisah itu digolongkan sebagai karya fiksi ilmiah, tampaknya setidaknya sebagian dari lanskap aneh itu bisa nyata.

Berlian yang muncul dari bagian dalam planet kita menunjukkan bintik-bintik mineral yang mengandung air. Salah satu mineral tersebut adalah ringwoodite, kristal biru tajam dan indah yang dapat menyimpan hingga 3% dari beratnya di dalam air. Sebelum 2014, ringwoodite belum pernah diamati di Bumi. Tetapi yang benar-benar membuatnya luar biasa adalah bahwa intan-intan itu berasal dari 660 mil (660 km) di bawah kerak, di suatu tempat yang jauh di dalam apa yang kita anggap sebagai mantel yang panas dan panas. Di antara mantel atas dan bawah yang relatif kering adalah daerah yang disebut zona transisi dari mana berlian berasal.

Para peneliti mengunjungi Juína, Brasil, di mana mereka membeli ribuan berlian kuning berbintik-bintik ini. Mereka dikumpulkan dari lumpur terdekat dengan banyak yang tidak lebih besar dari kerikil. Bintik-bintik itu sendiri kadang-kadang sulit dilihat tanpa bantuan mikroskop, tetapi mereka ada di sana, tertanam dalam karbon kristal berlian.

Sebuah berlian yang mengandung ringwoodite. Para ilmuwan memperkirakan ringwoodite dan wadsleyite membentuk sekitar 60% dari zona transisi dengan 40% sisanya merupakan senyawa dan mineral lainnya.

Ini bukan jenis air yang biasa kita gunakan. Alih-alih bahan untuk air - atom hidrogen dan oksigen - terletak di dalam struktur mineral. Air cair hanya tumpah setelah berlian tunduk pada panas dan tekanan dari zona transisi, menjadikannya zona yang sangat basah mungkin memegang sebanyak tiga kali lipat jumlah lautan yang kita miliki di permukaan.

Mantel atas, sebagai perbandingan, sebagian besar terbuat dari mineral olivin yang tidak dapat menyimpan banyak cairan sama sekali. Tetapi sebelum menjadi ringwoodite, olivin berubah menjadi struktur kristal baru - disebut wadsleyite - ketika mencapai zona transisi. Celah dalam bentuk wadsleyite menjadikannya tempat yang sempurna untuk atom hidrogen yang kemudian masuk dan berikatan dengan atom oksigen yang sudah ada di dalam mineral. Kemampuan Wadsleyite untuk menahan begitu banyak hidrogen adalah apa yang membuatnya basah saat meleleh. Pada kedalaman tertentu di zona transisi, wadsleyite kemudian menjadi ringwoodite yang berbintik-bintik berlian saat mereka naik ke kerak bumi. Berlian dapat melestarikan mineral berkat daya tahan alami mereka.

Demikian pula, penelitian selanjutnya oleh ahli mineral Oliver Tschauner menemukan berlian dengan es air (juga dikenal sebagai es-VII yang sulit dipahami, bentuk es bertekanan tinggi). Ini adalah pertama kalinya di luar sebuah planet ekstrasurya yang kami amati di alam. Itu juga pertama kalinya kami melihat H2O yang ada secara bebas dari jauh di dalam Bumi. Fakta bahwa intan-intan ini ditemukan tidak hanya di satu lokasi tetapi juga pada jarak yang jauh - dari Cina ke Afrika Selatan - dapat berarti bahwa fenomena ini tersebar luas.

Pangea seperti itu seharusnya 335 juta tahun yang lalu. Alasan para ilmuwan memperkirakan ada maksimum 3 kali air lautan permukaan kita di zona transisi adalah karena jumlah air yang lebih besar akan mencegah mantel dari memecahkan pelat dan menciptakan benua yang kita miliki saat ini.

Namun, berlian khusus ini bukan satu-satunya bukti yang kita miliki tentang lautan tersembunyi di bawah kaki kita.

Ketika para ilmuwan menciptakan kembali kondisi zona transisi di laboratorium, mereka menemukan bahwa air di ringwoodite mengurangi viskositasnya, tiba-tiba mencocokkan data yang diambil dari pengukuran geofisika dan seismik dunia nyata. Pengukuran membuktikan bahwa zona transisi memiliki viskositas yang jauh lebih rendah daripada mantel atas dan bawah, yang berarti bahwa zona transisi jauh lebih berair daripada rekan-rekannya.

Air ini kemudian berkontribusi pada perilaku mantel di mana konveksi menyebabkan magma panas naik sementara yang lain didorong ke bawah (ini adalah mekanisme yang tepat yang memungkinkan berlian-berlian itu naik dari mantel di mana mereka kemudian dimuntahkan oleh gunung berapi ke dalam lumpur dan sungai) . Ini berarti bahwa planet kita akan mengalami masalah jika air itu pernah hilang. Tanpa konveksi, gunung berapi akan menjadi sunyi, yang secara signifikan mempengaruhi kesuburan tanah, kehidupan liar, pembentukan tanah, dan iklim planet kita.

Tetapi penemuan ini juga memiliki makna yang berbeda: kita harus memikirkan kembali bagaimana air berasal di Bumi.

Sampai sekarang ada dua teori yang berbeda. Yang pertama adalah bahwa, ketika Bumi terbentuk, molekul-molekul air menempel pada butiran debu yang akhirnya bergabung dengan batu untuk membentuk planet. Molekul-molekul ini akan selamat dari panas yang hebat dari tata surya awal. Teori kedua mengatakan bahwa asteroid menghantam Bumi, endapan air mereka kemudian tenggelam ke dalam mantel. Sampai sekarang, tidak ada jawaban yang jelas.

Informasi baru ini mungkin tidak menyenangkan bagi mereka yang akrab dengan model sebelumnya di mana mantel Bumi semuanya api dan belerang. Tetapi ketika umat manusia yang paling jauh telah mampu menggali ke dalam kerak bumi adalah 8 mil, apa yang ada di bawahnya tetap merupakan ketidakpastian. Ketika kita memikirkan kembali model planet kita, saya pikir penting untuk mengingat ide lain yang disarankan Jules Verne dalam novelnya: “Sains, anakku, telah dibangun di atas banyak kesalahan; tetapi itu adalah kesalahan yang baik untuk dijatuhkan, karena mereka menuntun pada kebenaran. ”

Kisah ini diterbitkan dalam The Startup, publikasi kewirausahaan terbesar Menengah diikuti oleh +388.456 orang.

Berlangganan untuk menerima berita utama kami di sini.