PAKIBUZ – Air sangat penting bagi semua bentuk kehidupan, namun asal muasalnya di planet kita telah menjadi sumber perdebatan di komunitas ilmiah. Sebagai seorang ilmuwan, saya mulai memahami bagaimana air pertama kali terbentuk di bumi miliaran tahun yang lalu. Apa yang saya temukan adalah kisah yang kompleks dan berlapis-lapis yang mempunyai implikasi terhadap cara kita melihat sejarah awal dan evolusi planet kita.

Pencarian Lautan Primitif di Bumi

Ketika Bumi pertama kali terbentuk lebih dari 4,5 miliar tahun yang lalu dari awan debu dan gas kosmik, bumi merupakan tempat yang panas dan kering, bebas air atau udara. Meskipun demikian, lautan telah terbentuk di permukaannya dalam waktu kurang dari satu miliar tahun. Dari mana datangnya air ini?

Selama bertahun-tahun, asumsi umum adalah bahwa komet es dan asteroid mengirimkannya setelah planet ini terbentuk. Namun, penelitian yang dilakukan oleh ahli geologi dan ilmuwan planet mulai mengungkap kelemahan dalam teori “lapisan akhir”. Paradigma baru muncul, menyiratkan bahwa air sudah ada di bumi hampir sejak awal. Simak teori-teorinya di bawah ini.

Komet dan Asteroid: Menyemai Veneer Akhir

Kepercayaan populer adalah bahwa lautan di bumi terbentuk terutama dari air yang dihasilkan oleh berbagai dampak pemboman. “Hipotesis lapisan akhir” menyatakan bahwa sebagian besar air di bumi, serta senyawa mudah menguap lainnya, muncul miliaran tahun setelah planet ini terbentuk.

Secara khusus, asteroid yang kaya akan air es dan bahkan komet berukuran besar mungkin saja secara berkala menghantam bumi setelah pertambahan awalnya hingga sekitar 3,8 miliar tahun yang lalu. Kedatangan benda-benda cair ini perlahan-lahan terakumulasi seiring berjalannya waktu, mengisi kawah tumbukan, cekungan, dan bentang alam lainnya dengan cairan hingga akhirnya melahirkan lautan pertama.

Pencocokan rasio isotop deuterium terhadap hidrogen antara beberapa asteroid berkarbon di tata surya kita dan kandungan kimia air tanah di Bumi memberikan bukti akan hal ini. “Sidik jari isotop” ini menunjukkan bahwa asteroid secara geologis mirip dengan sebagian air di planet kita.

Namun, pengukuran dari misi luar angkasa lainnya menemukan banyak asteroid dan komet memiliki rasio hidrogen dan deuterium yang berbeda dari lautan kita, sehingga menimbulkan keraguan.

Tantangan lainnya adalah memperkirakan apakah volume air yang sejauh ini ditemukan di objek-objek ini dapat mengisi cekungan besar dan cukup menutupi permukaan dunia hingga kedalaman yang diamati. Model yang ada saat ini menunjukkan bahwa total potensi air yang disimpan dengan cara ini akan jauh berkurang.

Meskipun demikian, pemboman ini kemungkinan besar hanya memberikan kontribusi yang lebih kecil. Analisis gas mulia di bulu mantel dalam mengungkapkan unsur-unsur komet. Selain itu, bukti gravitasi menunjukkan bahwa setidaknya 5% dari total volume air bumi berasal dari tata surya bagian luar. Akibatnya, meskipun pemboman yang terjadi belakangan kemungkinan besar dilebih-lebihkan, hal ini tetap berpotensi menjadi bagian penting dari teka-teki asal usulnya.

Siklus Hujan Rumah Kaca

Menurut teori “atmosfer awal”, lautan di bumi terbentuk jauh lebih awal dari uap air yang mengembun dari atmosfer primer yang padat dan turun ke permukaan selama jutaan tahun untuk membentuk lautan pertama.

Dalam beberapa tahun terakhir, simulasi iklim tingkat lanjut yang menguji efek atmosfer dalam kondisi ekstrem segera setelah pembentukan planet telah memperkuat model ini.

Hasilnya eksotik sekaligus mengungkap. Menurut model, sekitar 4,4 miliar tahun yang lalu, ketika gas yang dikeluarkan gunung berapi terperangkap oleh gravitasi, atmosfer yang kaya akan gas rumah kaca seperti uap air, karbon dioksida, metana, dan amonia mulai terakumulasi.

Suhu mencapai 230 derajat Celcius, dengan tekanan permukaan berkali-kali lipat lebih tinggi dibandingkan atmosfer saat ini. Meskipun cuaca sangat panas, hal ini akan memungkinkan air permukaan menumpuk dan mencegahnya menguap.

Meskipun atmosfer bagian bawah tetap panas, atmosfer bagian atas yang lebih jauh akan mendingin hingga -100 C atau kurang. Uap air mulai mengembun di sini, membentuk tetesan air hujan yang jatuh terus menerus selama jutaan tahun, memenuhi lautan mendidih di bawahnya. Siklus hidrologi ini memungkinkan lautan berkembang seiring berjalannya waktu. Bukti pendukung berasal dari jejak mineral air cair yang terkubur di Greenland yang berusia sekitar 4,3 miliar tahun.

Para pendukung skenario “langit beruap” berpendapat bahwa skenario ini dapat dengan mudah menyediakan volume air yang dibutuhkan sambil menghindari kebutuhan akan kejadian eksternal yang jarang terjadi. Namun, masih belum jelas apakah model komposisi atmosfer dapat sepenuhnya mereproduksi kondisi geokimia yang diketahui. Meski bukan satu-satunya penyebab, kondensasi kelembapan akibat efek rumah kaca di landasan pacu kuno kemungkinan besar memainkan peran penting.