Penelitian Baru Mengungkap Bahwa Inti Bumi Mungkin Tidak Tertutup Rapat
Sebuah studi terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Nature mengungkap bahwa inti Bumi mungkin tidak sepenuhnya tertutup rapat seperti yang diperkirakan sebelumnya. Para ahli geokimia asal Jerman telah menemukan jejak logam mulia yang berasal dari inti, seperti rutenium, yang terdapat pada batuan vulkanik dari Hawaii. Temuan ini menunjukkan bahwa emas dan elemen lainnya mungkin perlahan-lahan meresap dari kedalaman planet kita.
Penelitian ini melibatkan analisis isotop yang mendetail terhadap sampel batuan vulkanik, khususnya basalt dari Hawaii. Hasil penelitian menunjukkan bahwa beberapa elemen paling berharga di dunia mungkin bukan hanya berasal dari meteorit atau mantel planet, tetapi juga dari inti Bumi itu sendiri. Para geokimiawan dari Universitas Göttingen di Jerman, termasuk Nils Messling dan Matthias Willbold, menerbitkan temuan mereka dalam jurnal sains Nature, yang menjelaskan bagaimana isotop tertentu bertindak sebagai penanda untuk material yang berasal dari inti logam Bumi.
Selama beberapa dekade, para ilmuwan telah mengetahui bahwa sebagian besar emas Bumi — bersama dengan elemen seperti platinum, paladium, rhodium, dan rutenium — tidak ditemui di kerak atau bahkan di mantel atas, tetapi tersembunyi di dalam inti, terkubur di bawah hampir 3.000 kilometer batuan padat. Konsentrasi elemen berat ini terjadi selama tahun-tahun awal Bumi, lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu, ketika struktur internal planet mulai terpisah.
Elemen-elemen yang lebih berat tenggelam menuju pusat selama proses yang dikenal sebagai bencana besi, meninggalkan lapisan luar yang relatif kekurangan. Menurut perkiraan, jumlah emas yang terkurung di dalam inti sangat besar, sehingga jika diekstrak dan menyebar merata di permukaan tanah, bisa menutupi setiap benua dengan lapisan emas setebal 50 sentimeter. Namun, hingga baru-baru ini, cadangan besar di bawah tanah ini diyakini tidak dapat dijangkau secara geologis dan sepenuhnya terputus dari kerak.
Asumsi tersebut kini telah dipatahkan. Peneliti Göttingen fokus menganalisis komposisi isotop dalam batuan yang terbentuk dari aktivitas magmatik Bumi yang dalam. Mereka menargetkan rutenium, elemen langka dan berat yang menunjukkan perbedaan isotop yang halus tergantung pada sumbernya. Perbedaan ini sebelumnya terlalu kecil untuk dibedakan, tetapi dengan menyempurnakan teknik laboratorium mereka, tim berhasil mendeteksi dan membandingkan isotop rutenium dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya.
Dengan menggunakan sampel dari aliran lava basalt di pulau-pulau Hawaii — daerah yang dikenal karena aktivitas vulkaniknya yang berasal dari pilar mantel dalam — para peneliti menemukan konsentrasi isotop rutenium-100 yang lebih tinggi. Varian ini konsisten dengan material yang berasal dari inti Bumi, bukan dari permukaan atau mantel atas. “Data kami mengkonfirmasi bahwa material dari inti, termasuk emas dan logam mulia lainnya, bocor ke dalam mantel Bumi di atas,” kata Nils Messling, salah satu penulis utama studi tersebut. “Ketika hasil pertama datang, kami menyadari bahwa kami benar-benar telah menemukan emas!”
Jejak yang berasal dari inti dalam batuan vulkanik tidak terbatas pada rutenium. Ini menunjukkan bahwa elemen siderofil lainnya — elemen yang memiliki afinitas dengan besi dan terikat dengannya di Bumi yang awal dan cair — juga mungkin menjadi bagian dari pergerakan ke atas dari inti ke mantel, dan akhirnya, ke kerak. Studi ini memberikan bukti yang meyakinkan bahwa pengangkatan mantel yang dalam — juga dikenal sebagai pilar mantel — mengangkut material dari batas inti-mantel ke permukaan.
Pilar-pilar besar dari batu superpanas ini naik melalui mantel dan meletus melalui kerak samudera untuk membentuk pulau vulkanik seperti yang ada di Hawaii. “Kami kini juga dapat membuktikan bahwa volume besar material mantel superpanas — beberapa ratus kuadriliun ton batu — berasal dari batas inti-mantel dan naik ke permukaan Bumi untuk membentuk pulau-pulau samudera seperti Hawaii,” kata Matthias Willbold, penulis bersama studi tersebut. Volume dan kekuatan dari proses ini sangat besar, meskipun terjadi dalam skala waktu geologis yang mencakup jutaan tahun.
Batuan vulkanik yang muncul selama letusan ini membawa petunjuk kimia dan isotop dari kedalaman, menjadikannya pencatat alami dari dinamika internal Bumi. Penemuan ini membuka jalan baru untuk memahami bagaimana sistem internal Bumi telah berkembang selama miliaran tahun. Sebelum penemuan ini, pemahaman yang berlaku di kalangan ilmuwan Bumi adalah bahwa inti planet, yang terkurung di bawah mantel silikat padat dan kerak, adalah reservoir yang terisolasi dan inert secara kimia.
Penelitian baru ini tidak hanya mengonfirmasi bahwa elemen seperti rutenium dan mungkin emas perlahan-lahan bermigrasi ke atas, tetapi juga memperkenalkan penggunaan “penanda” isotop untuk memantau dan mengukur migrasi ini dalam studi mendatang. Rutenium, khususnya, dapat berfungsi sebagai alat yang kuat untuk memahami interaksi antara lapisan-lapisan Bumi. “Logam mulia seperti rutenium sangat terkonsentrasi di inti logam tetapi sangat terdepresi di mantel silikat,” tulis para peneliti dalam studi mereka. Sementara banyak logam permukaan Bumi diyakini telah tiba melalui pemboman meteorit selama tahun-tahun awal sistem tata surya, studi ini menunjukkan bahwa setidaknya beberapa dari logam tersebut mungkin berasal dari dalam planet itu sendiri.
“Temuan kami membuka perspektif baru tentang evolusi dinamika dalam dari planet kita,” kesimpulan para peneliti. Meskipun akses praktis ke sumber daya yang terkubur dalam tersebut tetap tidak mungkin dengan teknologi saat ini, wawasan ilmiah yang diperoleh dari penemuan ini dapat mempengaruhi segala hal mulai dari geokimia hingga ilmu planet. Penemuan ini juga memiliki implikasi yang melampaui Bumi. Jika kebocoran inti dari logam mulia mungkin terjadi di sini, proses serupa mungkin juga terjadi di planet berbatu lainnya. Meskipun tidak ada ledakan emas yang akan dihasilkan dari penelitian ini, nilai dari temuan ini terletak pada pemahaman baru yang ditawarkannya tentang mekanisme internal Bumi.
