Lebih dari 4,2 miliar tahun yang lalu, Bulan membalikkan badannya untuk menciptakan permukaan Bulan yang sudah tidak asing lagi bagi umat manusia.
Kebanyakan ilmuwan sepakat bahwa Bulan terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, ketika benda besar lain di tata surya bertabrakan dengan Bumi, memuntahkan material cair ke luar angkasa yang kemudian menyatu membentuk satelit alami kita.
Namun, bagaimana kelahiran Bulan terjadi setelah awal yang penuh kekerasan telah digambarkan sebagai “novel petualangan pilih Anda sendiri” oleh tim ilmuwan dari Lunar and Planetary Laboratory (LPL) Universitas Arizona.
Mereka mengatakan ada banyak kemungkinan jalur yang bisa ditempuh satelit alami Bumi untuk terbentuk sepenuhnya, yang pada akhirnya mengarah pada sistem Bulan-Bumi yang kita lihat sekarang. Tentu saja, tim memiliki gagasan tersendiri mengenai peristiwa besar yang mungkin membentuk Bulan. Sampel batuan yang dikumpulkan selama misi Apollo, misalnya, mungkin menunjukkan bahwa ada suatu masa ketika Bulan “terbalik”, kata para peneliti.
Hasil ini, jika benar, mungkin juga memecahkan misteri yang masih ada tentang pembentukan bulan.
Terkait: Sepotong “protoplanet” yang membentuk Bulan mungkin tertancap di dekat inti Bumi
“Bulan kita benar-benar telah terbalik,” kata rekan penulis penelitian dan Associate Professor LPL Geoff Andrews Hanna. Dia mengatakan dalam sebuah pernyataan. “Tetapi hanya ada sedikit bukti fisik yang menjelaskan rangkaian peristiwa yang tepat selama fase kritis sejarah bulan ini, dan ada banyak ketidaksepakatan mengenai rincian apa yang terjadi – secara harfiah.”
Titanium di sisi dekat bulan?
Batuan lava basal yang dibawa kembali dari Bulan menunjukkan konsentrasi titanium yang sangat tinggi. Selain itu, pengamatan satelit telah mengungkapkan bahwa batuan vulkanik yang kaya akan titanium terletak terutama di sisi dekat Bulan. Hal ini membuat para ilmuwan bertanya-tanya bagaimana batuan tertentu ini bisa sampai di sana dan tidak menyebar lebih luas.
Tim Universitas Arizona menunjukkan bahwa Bulan terbentuk dengan cepat, meninggalkannya sepenuhnya tertutup lautan magma panas pada awalnya. Saat lautan ini mendingin dan memadat, lapisan luar Bulan mungkin akan terbentuk, termasuk mantel dan kerak Bulan. Namun di lapisan bawah, bulan yang baru lahir masih mengalami gejolak.
Model pembentukan Bulan menunjukkan bahwa sisa-sisa terakhir lautan bulan raksasa ini mengkristal menjadi material padat termasuk ilmenit, mineral yang kaya akan besi dan titanium.
“Karena logam berat ini lebih padat daripada mantel di bawahnya, mereka menciptakan ketidakstabilan gravitasi, dan lapisan ini diperkirakan akan tenggelam lebih dalam ke interior bulan,” kata pemimpin penelitian dan mantan kandidat doktor LPL Weigang Liang.
Masih ada pertanyaan: Akankah material ini tenggelam sekaligus dalam bentuk “titik” tunggal setelah bulan membeku, atau dalam bentuk titik-titik kecil setiap saat? Jika ia tenggelam ke bagian dalam bulan dalam skala global, bagaimana sebagian darinya bisa naik dan membawa titanium ke sisi dekat bulan?
“Tanpa bukti, Anda dapat memilih model pilihan Anda,” kata salah satu penulis utama Ilmuwan Pusat Dirgantara Jerman Adrian Brockett mengatakan dalam pernyataannya. “Setiap model memiliki implikasi besar terhadap evolusi geologis Bulan kita.”
Nan Zhang, rekan penulis dan ilmuwan di Universitas Peking, telah mengembangkan model yang menunjukkan bahwa dampak besar di bulan dapat menyebabkan lapisan padat material kaya titanium di bawah kerak bumi bergeser ke sisi terdekatnya. Sesampainya di sana, material ini tenggelam, membentuk lembaran seperti lempengan dan mengalir ke bagian dalam bulan, meninggalkan sisa-sisa subcrustal dalam bentuk endapan padat kaya titanium yang saling bersilangan.
“Saat kami melihat prediksi model tersebut, rasanya seperti bola lampu menyala,” kata Andrews-Hannah. “Kami melihat pola yang persis sama ketika kami melihat variasi halus dalam medan gravitasi Bulan, yang mengungkapkan jaringan material padat yang bersembunyi di bawah kerak bumi.”
Piala untuk model pembentukan bulan
Untuk memperkuat teorinya tentang ilmenit yang kaya titanium dan observasi bulan, tim beralih ke data seputar anomali gravitasi bulan yang terdeteksi oleh misi pesawat ruang angkasa ganda Gravity Recovery and Interior Laboratory (GRAIL) milik NASA.
“Menganalisis perbedaan medan gravitasi Bulan memungkinkan kita mengintip ke bawah permukaan Bulan dan melihat apa yang ada di bawahnya,” kata Brock.
Hal ini menegaskan bahwa data GRAIL konsisten dengan simulasi lapisan ilmenit.
Konfirmasi ini juga menunjukkan bahwa pengamatan medan gravitasi dapat digunakan untuk melacak sebaran sisa-sisa ilmenit yang tertinggal setelah sebagian besar lapisan padatnya tenggelam jauh ke dalam Bulan.
“Analisis kami menunjukkan bahwa model dan data menceritakan kisah yang sangat konsisten,” kata Liang. “Materi ilmenitik bermigrasi ke sisi dekat dan tenggelam ke dalam dalam aliran seperti lembaran, meninggalkan sisa-sisa yang menyebabkan anomali pada medan gravitasi Bulan, seperti yang terlihat oleh GRAIL.”
Tim juga dapat menentukan kapan bulan berubah menjadi terbalik. Mereka mengatakan bahwa gangguan anomali gravitasi oleh cekungan tumbukan bulan kuno yang besar menunjukkan bahwa lapisan yang kaya akan ilmenit tenggelam sebelum tumbukan tersebut. 'Persimpangan' ini berarti bahwa peristiwa tenggelamnya bulan bisa saja terjadi 4,22 miliar tahun yang lalu, yang menunjukkan bahwa tenggelamnya bulan tersebut dapat memicu gunung berapi, yang kemudian terlihat di seluruh permukaan bulan.
Penelitian ini juga menambah nuansa pada gambaran menarik Bulan yang kita lihat saat ini. Terbaliknya mantel bulan miliaran tahun yang lalu bisa saja menciptakan wilayah gelap yang dikenal sebagai wilayah Oceanus Procellarum, yang juga berada di sisi Bulan yang paling dekat dengan Bumi.
Wilayah Bulan ini memiliki ketinggian yang lebih rendah dan memiliki kerak yang lebih tipis yang sebagian besar tertutup oleh aliran lava, berbeda dengan kerak yang lebih tebal di wilayah Bulan yang lebih jauh. Ia juga memiliki konsentrasi unsur langka yang lebih tinggi seperti titanium dan thorium. “Bulan pada dasarnya tidak seimbang dalam segala hal,” kata Andrews-Hanna. “Untuk pertama kalinya, kami memiliki bukti fisik yang menunjukkan apa yang terjadi di bagian dalam bulan selama fase kritis evolusinya, dan ini sangat menarik.
“Ternyata sejarah tertua Bulan tertulis di bawah permukaannya, dan dibutuhkan kombinasi model dan data yang tepat untuk mengungkap cerita tersebut.”
“Sisa-sisa evolusi awal bulan terdapat di bawah kerak bumi saat ini, dan ini sungguh menakjubkan,” tambah Broquet.
“Misi masa depan, seperti Jaringan Seismik, akan memungkinkan penyelidikan geometri struktur ini dengan lebih baik.”
Temuan ini juga dapat membantu menginformasikan penyelidikan masa depan terhadap satelit setia kita di Bulan jika dan kapan, pada tahun 2025, misi Artemis III NASA mengembalikan umat manusia ke Bulan untuk pertama kalinya sejak misi Apollo berakhir 50 tahun lalu.
“Ketika para astronot Artemis akhirnya mendarat di permukaan bulan untuk memulai era baru eksplorasi manusia,” pungkas Liang. “Kita akan memiliki pemahaman yang sangat berbeda tentang tetangga kita dibandingkan saat astronot Apollo pertama kali menginjakkan kaki di sana.”
Penelitian tim dipublikasikan di jurnal Nature Geoscience.
“Geek tv yang sangat menawan. Penjelajah. Penggemar makanan. Penggemar budaya pop yang ramah hipster. Guru zombie seumur hidup.”
More Stories
Menjelajahi “ketidakseimbangan kosmik” dalam gravitasi
Beberapa satelit NASA akan segera berhenti mengirimkan data ke Bumi
Pesawat luar angkasa Boeing Starliner akhirnya dapat melakukan penerbangan berawak pertamanya minggu depan