PAKIBUZ – Para ilmuwan berteori bahwa beberapa eksoplanet dunia yang mengorbit matahari yang jauh – mungkin merupakan dunia air, planet berbatu yang sepenuhnya tertutup oleh lautan global. Bulan ini, seorang peneliti di Universitas Harvard menerbitkan bukti baru bahwa Bumi sendiri pernah menjadi dunia air, dengan lautan globalnya sendiri dan sangat sedikit, jika ada, daratan yang terlihat. Ilmuwan planet Junjie Dong di Harvard adalah penulis utama pada makalah baru tersebut, yang berfokus pada jumlah air yang ada di mantel Bumi , lapisan batu antara kerak dan inti planet kita. Hasil ini dipublikasikan pada 9 Maret 2021, dalam jurnal peer-review AGU Advances .
Anda mungkin belajar di sekolah bahwa siklus air Bumi adalah pergerakan air yang terus-menerus: dari penguapan di permukaan laut hingga ke atmosfer – hingga hujan yang turun yang mengisi sungai dan danau, membentuk gletser, lapisan es kutub, dan waduk di bawah tanah – dan, sering kali jauh di kemudian hari dalam skala waktu manusia, berakhir di lautan lagi. Namun, kita tidak sering memikirkan peran penting yang dimainkan oleh air dalam proses di bawah tanah . Misalnya, kandungan air dalam magma menentukan seberapa dahsyatnya gunung berapi, dan air memainkan peran penting dalam pembentukan dan migrasi minyak bumi.
Air laut juga meresap ke dalam kerak samudra. Di sana, air laut menghidrasi batuan beku, mengubahnya menjadi apa yang disebut mineral hidro. Dalam bentuk inilah air dibawa lebih jauh ke dalam mantel. Makalah Dong menjelaskan proses berpikir yang digunakan timnya untuk menyimpulkan bahwa Bumi dulunya adalah dunia air:
Di permukaan Bumi, sebagian besar air berada di lautan, sementara di bagian dalam, mineral pembentuk batuan utama dapat menyerap sejumlah besar air … Jumlah air yang dapat larut dalam mineral mantel Bumi, yang disebut kapasitas penyimpanan airnya, umumnya berkurang pada suhu yang lebih tinggi. Selama rentang waktu miliaran tahun, pertukaran air antara bagian dalam dan permukaan Bumi dapat mengendalikan perubahan volume permukaan lautan.
Di sini, kami menghitung kapasitas penyimpanan air di mantel padat Bumi sebagai fungsi dari suhu mantel. Kami menemukan bahwa kapasitas penyimpanan air di mantel awal yang panas mungkin lebih kecil daripada jumlah air yang ditampung mantel Bumi saat ini, sehingga air tambahan di mantel saat ini akan berada di permukaan Bumi awal dan membentuk lautan yang lebih besar.
Hasil kami menunjukkan bahwa asumsi lama bahwa volume permukaan lautan tetap hampir konstan sepanjang waktu geologis mungkin perlu dinilai ulang.
Jauh di bawah tanah Bumi saat ini, air tersimpan dalam dua bentuk mineral volkanik olivin bertekanan tinggi: wadsleyite hidrat dan ringwoodite. Air tersebut diperkirakan dalam bentuk senyawa gugus hidroksil, yang tersusun dari atom oksigen dan hidrogen.
Pengetahuan tentang kapasitas penyimpanan mineral-mineral tersebut, hingga saat ini, didasarkan pada suhu dan tekanan tinggi di dalam mantel Bumi modern kita. Namun, Dong ingin melangkah lebih jauh, dan mencari tahu kapasitas penyimpanan pada rentang suhu yang lebih luas. Mengapa? Karena saat Bumi masih muda, mantel jauh lebih panas daripada saat ini, yang berarti kapasitas penyimpanan airnya lebih sedikit daripada saat ini. Hasilnya menunjukkan bahwa kedua mineral tersebut memiliki kapasitas penyimpanan air yang lebih rendah pada suhu yang lebih tinggi. Jika mantel tidak dapat menampung air sebanyak itu, ke mana perginya air? Permukaan Bumi, kata Dong:
Itu menunjukkan bahwa air pasti ada di tempat lain. Dan kemungkinan besar reservoirnya adalah permukaan.
Kapasitas penyimpanan mantel juga mulai meningkat seiring waktu karena mineral olivin mengkristal dari magma.
Seperti yang tercantum dalam makalah:
Kapasitas penyimpanan air massal pada mantel padat Bumi sangat dipengaruhi oleh pendinginan sekuler karena kapasitas penyimpanan mineral penyusunnya bergantung pada suhu. Kapasitas penyimpanan air mantel saat ini adalah 1,86 hingga 4,41 kali massa permukaan laut modern.