Air di dalam mantel bulan berasal dari meteorit primitif, penelitian baru menemukan, sumber yang sama diduga telah memasok sebagian besar air di Bumi.
Bulan di atas Cabo Frio, Brasil. Kredit Gambar: MarcusVDT / Shutterstock
Temuan ini menimbulkan pertanyaan baru tentang proses pembentukan bulan.
Bulan diduga terbentuk dari piringan puing yang tersisa ketika benda raksasa menabrak Bumi 4,5 miliar tahun yang lalu, sangat awal dalam sejarah Bumi. Para ilmuwan telah lama berasumsi bahwa panas dari tumbukan sebesar itu akan menyebabkan hidrogen dan elemen volatil lainnya mendidih ke luar angkasa, yang berarti bulan pasti sudah mulai benar-benar kering.Namun baru-baru ini, pesawat ruang angkasa NASA dan penelitian baru pada sampel dari misi Apollo telah menunjukkan bahwa bulan sebenarnya memiliki air, baik di permukaan maupun di bawahnya.
Dengan menunjukkan bahwa air di bulan dan di Bumi berasal dari sumber yang sama, penelitian baru ini menawarkan lebih banyak bukti bahwa air bulan telah ada di sana selama ini.
"Penjelasan paling sederhana untuk apa yang kami temukan adalah bahwa ada air di Bumi proto pada saat dampak raksasa," kata Alberto Saal, associate professor Geological Sciences di Brown University dan penulis utama studi tersebut. "Sebagian air itu selamat dari benturan, dan itulah yang kita lihat di bulan."
Penelitian ini ditulis bersama oleh Erik Hauri dari Carnegie Institution of Washington, James Van Orman dari Case Western Reserve University, dan Malcolm Rutherford dari Brown dan dipublikasikan secara online di Science Express.
Untuk menemukan asal usul air bulan, Saal dan rekan-rekannya melihat inklusi lebur yang ditemukan dalam sampel yang dibawa kembali dari misi Apollo. Inklusi lebur adalah titik-titik kecil dari kaca vulkanik yang terperangkap dalam kristal yang disebut olivin. Kristal mencegah air keluar selama letusan dan memungkinkan para peneliti untuk mengetahui seperti apa bagian dalam bulan.
Penelitian dari 2011 yang dipimpin oleh Hauri menemukan bahwa inklusi lebur memiliki banyak air - sebanyak air pada kenyataannya lava terbentuk di dasar laut Bumi. Penelitian ini bertujuan untuk menemukan asal mula air itu. Untuk melakukan itu, Saal dan rekan-rekannya melihat komposisi isotop hidrogen yang terperangkap dalam inklusi. "Untuk memahami asal usul hidrogen, kami membutuhkan satu jari," kata Saal. "Apa yang digunakan sebagai jari adalah komposisi isotop."
Dengan menggunakan microprobe ion multicollector Cameca NanoSIMS 50L di Carnegie, para peneliti mengukur jumlah deuterium dalam sampel dibandingkan dengan jumlah hidrogen biasa. Deuterium adalah isotop hidrogen dengan neutron ekstra. Molekul air yang berasal dari tempat yang berbeda di tata surya memiliki jumlah deuterium yang berbeda. Secara umum, benda-benda yang terbentuk lebih dekat ke Matahari memiliki deuterium lebih sedikit daripada benda-benda yang terbentuk lebih jauh.
Saal dan rekan-rekannya menemukan bahwa rasio deuterium / hidrogen dalam inklusi lebur relatif rendah dan cocok dengan rasio yang ditemukan dalam chondrites berkarbon, meteorit yang berasal dari sabuk asteroid dekat Jupiter dan dianggap sebagai salah satu objek tertua di tata surya. Itu berarti sumber air di bulan adalah meteorit primitif, bukan komet seperti yang dipikirkan beberapa ilmuwan.
Komet, seperti meteorit, diketahui membawa air dan bahan mudah menguap lainnya, tetapi sebagian besar komet terbentuk di ujung tata surya dalam formasi yang disebut Oort Cloud. Karena mereka terbentuk sangat jauh dari Matahari, mereka cenderung memiliki rasio deuterium / hidrogen yang tinggi - rasio yang jauh lebih tinggi daripada di bagian dalam bulan, tempat sampel dalam penelitian ini berasal.
"Pengukuran itu sendiri sangat sulit," kata Hauri, "tetapi data baru memberikan bukti terbaik bahwa chondrites yang mengandung karbon adalah sumber umum untuk volatil di Bumi dan bulan, dan mungkin seluruh tata surya bagian dalam."
Penelitian terbaru, kata Saal, telah menemukan bahwa sebanyak 98 persen air di Bumi juga berasal dari meteorit primitif, menunjukkan sumber yang sama untuk air di Bumi dan air di bulan. Cara termudah untuk menjelaskan itu, kata Saal, adalah bahwa air sudah ada di awal Bumi dan dipindahkan ke bulan.
Temuan ini tidak harus konsisten dengan gagasan bahwa bulan dibentuk oleh dampak raksasa dengan Bumi purba, tetapi menghadirkan masalah. Jika bulan terbuat dari bahan yang berasal dari Bumi, masuk akal bahwa air di keduanya akan berbagi sumber yang sama. Namun, masih ada pertanyaan tentang bagaimana air itu mampu bertahan dari tabrakan yang begitu kejam.
"Dampaknya entah bagaimana tidak menyebabkan semua air menjadi hilang," kata Saal. "Tapi kita tidak tahu proses apa yang akan terjadi."
Menurut para peneliti, ini menunjukkan bahwa ada beberapa proses penting yang belum kita pahami tentang bagaimana planet dan satelit terbentuk.
"Pekerjaan kami menunjukkan bahwa bahkan elemen yang sangat volatile tidak dapat hilang sepenuhnya selama dampak raksasa," kata Van Orman. "Kita perlu kembali ke papan gambar dan mencari tahu lebih banyak tentang apa dampak raksasa itu, dan kita juga membutuhkan penanganan yang lebih baik pada inventaris yang mudah berubah di bulan."
Melalui Brown University