Petunjuk Mineral di Kawah Gale Ungkap Perubahan Iklim Purba di Mars

Penelitian terbaru badan antariksa Amerika Serikat mengungkap petunjuk baru mengenai perubahan iklim purba di Mars melalui analisis mineral di Kawah Gale. Temuan ini memberikan gambaran lebih jelas tentang bagaimana Planet Merah pernah memiliki lingkungan yang lebih hangat dan basah sebelum akhirnya berubah menjadi kering seperti saat ini.

Selama ini, berbagai gambar permukaan Mars menunjukkan adanya bekas aliran sungai dan danau kuno yang kemudian berubah menjadi hamparan bukit pasir. Namun, para ilmuwan masih belum mengetahui secara pasti kapan perubahan lingkungan tersebut mulai terjadi.

Kini, data dari wahana penjelajah Curiosity menunjukkan bahwa kristal kecil pada mineral hematit oksida besi dapat menjadi penanda perubahan iklim kuno di Mars. Bentuk dan struktur kristal tersebut mencerminkan kondisi lingkungan saat mineral terbentuk, termasuk suhu dan keberadaan air.

Analisis Sampel dari Berbagai Lapisan Kawah Gale

Tim ilmuwan mempelajari 20 sampel yang dikumpulkan Curiosity dari berbagai ketinggian di Kawah Gale untuk sebuah penelitian yang diterbitkan dalam jurnal ilmiah ternama. Dinding Kawah Gale dianggap sebagai arsip sejarah lingkungan Mars karena menyimpan lapisan batuan dari berbagai periode waktu.

Lapisan terdalam diperkirakan merekam masa paling awal dalam sejarah Mars. Dengan mempelajari lapisan demi lapisan, ilmuwan dapat melacak perubahan kondisi lingkungan yang terjadi selama jutaan tahun.

Perbedaan Ukuran Kristal Hematit

Peneliti menganalisis data dari instrumen kimia dan mineralogi milik Curiosity dan menemukan bahwa ukuran kristal hematit berbeda pada setiap elevasi.

Selain itu, mereka juga menemukan bahwa mineral goetit—yang biasanya terbentuk bersama hematit—tidak ditemukan pada sampel dari lapisan lebih rendah, tetapi masih ada pada sampel dari lapisan lebih tinggi.

Temuan tersebut menunjukkan bahwa air tanah hangat kemungkinan masih bertahan hingga sekitar 4,7 juta tahun di lapisan terdalam Kawah Gale. Dalam periode tersebut, cadangan air bawah permukaan di Mars berpotensi mendukung kondisi yang layak huni.

“Yang kami temukan adalah kondisi hangat dan basah tetap ada dalam waktu lama di batuan yang terkubur, meskipun iklim Mars menjadi lebih dingin,” kata Tanya Peretyazhko, salah satu penulis utama penelitian sekaligus ilmuwan planet di pusat penelitian antariksa Amerika Serikat di Houston.

Ia menjelaskan bahwa kondisi hangat di bawah permukaan batuan bisa saja menciptakan lingkungan layak huni lebih lama, selama faktor penting lainnya juga tersedia.

Mineral Oksida Besi Jadi Penanda Aktivitas Air

Oksida besi selama ini dianggap sebagai indikator keberadaan air karena terbentuk dalam kondisi yang melibatkan air. Penelitian terbaru ini menunjukkan bahwa hematit juga dapat menjadi penanda perubahan iklim berdasarkan ukuran dan struktur kristalnya.

Para ilmuwan menemukan bahwa kristal hematit dari lapisan lebih tinggi di Kawah Gale berukuran kurang dari 10 nanometer. Sementara itu, kristal dari lapisan lebih rendah jauh lebih besar, bahkan mencapai 65 nanometer.

Perbedaan tersebut sesuai dengan pengamatan bahwa lapisan lebih tinggi masih mengandung hematit dan goetit sekaligus, sedangkan lapisan lebih rendah kehilangan kandungan goetit.

Air Hangat Memicu Pertumbuhan Kristal

Tim peneliti menyimpulkan bahwa pada kondisi yang lebih hangat dengan tingkat keasaman air netral atau sedikit basa, goetit dapat berubah menjadi hematit.

Suhu yang lebih tinggi juga mendukung pertumbuhan ukuran kristal hematit melalui proses pematangan kristal. Dalam proses ini, kristal kecil larut dan membantu pembentukan kristal yang lebih besar.

“Lapisan bagian atas kemungkinan lebih dingin dan tidak memiliki cukup air, atau keberadaan air hanya berlangsung singkat sehingga kristal tidak sempat tumbuh besar,” ujar Peretyazhko.

“Sebaliknya, lapisan bawah memiliki air hangat dalam jangka panjang yang memungkinkan kristal berkembang lebih besar.”

Data Langsung dari Sampel Mars

Salah satu keunggulan penelitian ini adalah penggunaan data langsung dari sampel batuan Mars, bukan sekadar model teori komputer.

Lengan robot Curiosity mengambil batuan berbentuk bubuk dan mengirimkannya ke instrumen analisis mineral untuk diperiksa menggunakan pola difraksi sinar-X.

Tom Bristow, peneliti utama instrumen tersebut di pusat penelitian antariksa California, mengatakan metode itu memungkinkan ilmuwan mempelajari ukuran dan bentuk kristal hematit secara detail, sesuatu yang tidak dapat dilakukan hanya melalui pengamatan satelit.

“Melalui pola difraksi sinar-X, kami dapat melihat ukuran dan dimensi kristal hematit, informasi yang tidak bisa diperoleh dari analisis satelit permukaan Mars,” kata Bristow.

Sementara itu, ilmuwan proyek Curiosity, Ashwin Vasavada, menjelaskan bahwa instrumen tersebut memiliki tingkat ketelitian ilmiah yang sangat tinggi.

“Ia tidak hanya memberi tahu bahwa ada hematit,” ujar Vasavada. “Data tersebut juga memungkinkan kami mengetahui ukuran, bentuk kristal hematit, serta keberadaan mineral terkait lainnya yang penting untuk menghasilkan temuan ini.”

Petunjuk Baru tentang Potensi Kehidupan di Mars

Penelitian ini memperkuat dugaan bahwa Mars pernah memiliki lingkungan bawah permukaan yang lebih stabil dan hangat dibanding kondisi di permukaan.

Bagi ilmuwan, temuan tersebut menjadi petunjuk penting dalam memahami sejarah iklim Mars sekaligus membuka peluang baru dalam pencarian tanda-tanda kehidupan purba di Planet Merah.

Yoga Hidayat

“Web nerd. General bacon practitioner. Social media ninja. Award-winning coffee specialist. Food advocate.”