Deteksi gelombang kejut
Para ilmuwan menemukan partikel debu troolit (partikel mineral) yang dikumpulkan oleh pesawat ruang angkasa Apollo 17 pada tahun 1972. Dengan demikian, objek-objek ini mungkin sama tuanya dengan, atau bahkan lebih tua dari, Bulan, sebuah peninggalan awal Tata Surya yang berusia 4,5 miliar tahun.
Ilmuwan planet James Dottin dari Universitas Brown (AS) tidak bisa menyembunyikan keterkejutannya: "Pikiran pertama saya adalah, 'Wow, ini tidak mungkin benar.' Kami harus memeriksa ulang untuk memastikan semuanya benar, dan memang benar. Ini benar-benar hasil yang menakjubkan."
Selama tahun 1960-an dan awal 1970-an, para astronot Apollo NASA membawa kembali total 382 kg material bulan ke Bumi. Namun, menyadari kemajuan teknologi di masa depan, para ilmuwan menyegel beberapa sampel batuan untuk pengawetan, sambil menunggu kondisi penelitian yang lebih baik.
Salah satu spesimen yang diawetkan ini dipelajari oleh ilmuwan planet Dottin dan timnya, menggunakan spektrometri massa untuk menentukan sumber belerang dalam sampel tersebut.
Sulfur merupakan unsur penting untuk memahami sejarah geologi suatu objek. Sulfur dapat berikatan dengan logam seperti besi, berpindah antara inti, mantel, dan atmosfer planet, serta menyimpan jejak isotop dari lingkungan tempat ia terbentuk.
Isotop adalah versi suatu unsur dengan jumlah neutron yang berbeda. Proporsi isotop dalam suatu material bervariasi tergantung pada bagaimana material tersebut dibuat, semacam "kode batang kimia" yang dapat digunakan para ilmuwan untuk melacak asal, mekanisme pembentukan, dan usia suatu sampel.
Sampel dari wahana Apollo 17 bernomor 73001/2 berisi fragmen troilit, yaitu senyawa besi dan belerang yang umum ditemukan di luar angkasa.
Dottin dan timnya ingin mempelajari rasio isotop sulfur dalam troolit untuk mempelajari lebih lanjut tentang sejarah Bulan, khususnya berfokus pada partikel yang tampaknya berasal dari aktivitas vulkanik.
Astronot Harrison Schmitt di Apollo 17 sedang menggunakan instrumen pengumpulan sampel di Bulan (Foto: NASA).
Temuan tak terduga dari sulfur-33
Beberapa bagian sampel memiliki konsentrasi sulfur-33 yang sedikit lebih tinggi, pola isotop yang konsisten dengan pelepasan gas vulkanik, seperti yang diprediksi oleh Dottin dan timnya yang mempelajari batuan vulkanik bulan.
Namun, bagian lain dari sampel menunjukkan hal sebaliknya: proporsi isotop sulfur-33 menurun secara signifikan.
"Sebelumnya, diperkirakan bahwa mantel bulan memiliki komposisi isotop sulfur yang mirip dengan Bumi," jelas Dottin. "Itulah yang saya harapkan ketika menganalisis sampel-sampel ini, tetapi sebaliknya, kami menemukan nilai-nilai yang sangat berbeda dari nilai-nilai yang pernah kami temukan di Bumi."
Para ilmuwan belum pernah melihat spesimen bulan dengan rasio isotop seperti ini, dan hanya ada sedikit cara yang memungkinkan terbentuknya.
Tingkat penipisan sulfur-33 ini menunjukkan adanya interaksi antara sulfur dan radiasi ultraviolet di atmosfer yang tipis, sehingga memunculkan dua kemungkinan yang menarik. Kedua kemungkinan tersebut menunjukkan bahwa troilite adalah mineral purba.
Dua hipotesis tentang asal usul belerang kuno.
Kemungkinan pertama adalah bahwa sulfur terbentuk di Bulan itu sendiri, sekitar waktu penelitian menunjukkan adanya lautan magma yang menutupi Bulan yang baru terbentuk. Saat lautan ini mendingin dan mengkristal, sulfur-33 mungkin menguap dari permukaan ke atmosfer purba Bulan, meninggalkan isotop yang lebih berat.
Hipotesis kedua bahkan lebih menarik. Hipotesis utama tentang pembentukan Bulan adalah bahwa Bumi purba ditabrak oleh objek seukuran Mars yang disebut Theia selama kekacauan awal Tata Surya.
Beberapa teori menyatakan bahwa fragmen-fragmen yang dihasilkan tetap berada di orbit Bumi, menyatu membentuk Bulan, sementara sebagian dari Theia menghilang ke dalam interior Bumi.
Namun, sebagian dari Theia mungkin juga masih berada di Bulan. Dan para peneliti menduga bahwa belerang bulan yang aneh itu mungkin juga berasal dari Theia.
Sulit untuk mengatakan skenario mana yang lebih mungkin terjadi, tetapi kita tetap dapat mempertimbangkan implikasinya. Jika belerang telah mengalami perubahan fotokimia, itu bisa menjadi bukti pertukaran material kuno dari permukaan Bulan ke mantel, kata Dottin.
"Di Bumi, kita memiliki lempeng tektonik yang melakukan hal itu, tetapi Bulan tidak," jelas Dottin. "Jadi, gagasan tentang semacam mekanisme pertukaran di Bulan purba sangat menarik."
Keberadaan sulfur yang tidak biasa juga dapat membantah hipotesis bahwa Bulan terbentuk dari debu radioaktif akibat tabrakan Bumi-Theia. Jika demikian, sulfur tersebut akan terdistribusi secara merata di seluruh mantel bulan.
Ini adalah penemuan yang menjanjikan, dan ini hanyalah sampel yang disimpan dalam ruang helium sejak tahun 1970-an. Namun, mengungkap misteri ini kemungkinan akan membutuhkan lebih banyak sampel dari luar Bumi: dari Bulan, dari Mars, bahkan mungkin dari asteroid, dan kita akan membutuhkan waktu yang cukup lama untuk mengumpulkannya.
Apa pun asal-usulnya, partikel-partikel ini menyimpan jejak belerang paling aneh dan tertua yang pernah ditemukan di Bulan, jejak samar yang membawa kita kembali ke pembentukan Tata Surya itu sendiri.
Sumber: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-ma-bi-an-mau-vat-hang-ti-nam-tuoi-lay-ve-tu-tau-apollo-17-20251126224829147.htm
Komentar (0)