Sejarah Bumi dalam Potongan Meteorit
September 14, 2006 in astronomy
“If we understand how our solar system formed, we might be better able to understand the processes at work in other solar systems, which we are just beginning to discover. Probing the asteroid belt could give us clues to these processes.” - Michael E. Lipschutz-
Setiap hari, serangan besar-besaran dari luar angkasa ke Bumi selalu terjadi. Tidak percaya? Dalam sehari sekitar 100 – 1000 ton materi meteorit menghantam Bumi. Materi-materi yang berbentuk debu sampai dengan objek berukuran beberapa kilometer, bergerak memasuki Bumi dengan kecepatan lebih dari 11 km/s. Objek-objek yang lebih besar lagi akan mengalami perlambatan setelah memasuki atmosfer Bumi, namun tetap saja akan menghantam Bumi dengan kecepatan tinggi. Atmosfer Bumi akan menyebabkan materi permukaannya meleleh dan kerak pun mulai terbentuk. Selain itu ada juga yang terpecah-pecah menjadi serpihan-serpihan kecil yang kemudian berubah menjadi hujan meteor. Objek-objek yang kecil ini pada akhirnya bisa tiba di Bumi dengan selamat tanpa mengalami perubahan apapun.
Meteorit terbesar yang ditemukan memiliki massa sampai dengan 30 ton, dan sebagian besar dari mereka terdiri dari besi. Batu meteorit terbesar yang diketahui, jatuh di Jilin, China pada tahun 1976 dengan massa 1.76 ton. Bukti-bukti jatuhnya objek-objek luar angkasa ini bisa terlihat dari kawah yang terbentuk di berbagai belahan Bumi. Kawah terbesar adalah kawah Barringer di Arizona yang berdiameter lebih dari 1000 m dan memiliki kedalaman 170 m. Tahun 1908 ledakan besar terjadi di daerah sungai Tunguska di Siberia dan suara ledakannya terdengar sampai jarak 1000 km disertai jatuhnya lintasan bola api dari langit yang jauh lebih terang dari Matahari. Tahun 1927, ekspedisi menemukan daerah seluas 2000km2 yang mengindikasikan terjadinya ledakan tersebut. Pada daerah ini ditemukan kawah serta pecahan materi-materi yang jatuh tersebut yang memperlihatkan sumber meteorit tersebut. Sejumlah pecahan ditemukan tertanam di dalam tanah sekitar dan diperkirakan kejadian tersebut berasal dari tabrakan komet kecil.
Dalam hal penemuan, meteorit terbagi atas dua kelompok yakni “falls” dan “finds”. Kelompok falls adalah kelompok meteorit yang terlihat jatuh dan ditemukan sesaat setelah kejatuhannya di permukaan Bumi. Sementara kelompok finds merupakan kelompok objek yang ditemukan dan dikenali sebagai meteorit, yang telah jatuh di Bumi puluhan, ratusan bahkan ribuan tahun lalu. Meteorit besi jauh lebih banyak ditemukan dalam kelompok finds. Bagi para peneliti planet, meteorit yang paling berharga adalah golongan falls yang ditemukan segera setelah jatuh ke Bumi, karena kontaminasi yang alami akibat cuaca dan lingkungan masih sangat minim.
Bagaimana sebuah objek dikenali sebagai meteorit? Sebuah objek yang jatuh di Bumi tidak akan terlindungi dari pengaruh cuaca. Akibatnya, permukaan objek tersebut akan mengalami pengikisan sehingga pada akhirnya sulit dibedakan dari batuan disekitarnya. Tapi, di sisi lain bongkahan besar besi tidak sering ditemukan di permukaan Bumi, sehingga bila ada objek besi yang rapat dan padat dengan penampakan yang gelap ditemukan maka bisa dipastikan objek tersebut merupakan bongkahan batu meteorit. Selain itu, perubahan akibat pengaruh cuaca pada objek Besi tidak akan sama dengan batuan biasa serta ia akan tetap mempertahankan kondisi aslinya dalam selang waktu yang lebih lama. Faktor-faktor yang dipakai untuk mengidentifikasi sebuah meteor adalah objek tersebut sejauh mungkin bisa mempertahankan penampakan dan kondisi aslinya serta bisa bertahan dalam lingkungannya.
Ada dua tipe daerah dimana meteorit finds ini berada yakni, di gurun dan Antartika. Di gurun, proses perubahan akibat cuaca berlangsung dengan lambat sehingga meteorit akan dapat mempertahankan kondisi awalnya dalam waktu yang lama. Sementara itu di Antartika yang memiliki lapisan es yang tebal (sekitar beberapa km), objek silikat ataupun besi yang berada di dekat permukaan bisa dipastikan merupakan meteorit. Kalau meteorit ini sudah ditemukan, lantas apa gunanya? Bukankah ia hanya sebuah batu dari luar angkasa yang nyasar ke Bumi.
Jangan salah. Batu-batu yang jatuh ke Bumi ini berasal dari berbagai tempat di Tata Surya dan merekalah yang menjadi salah satu sumber informasi penting untuk memperoleh gambaran yang lebih baik tentang keadaan dan apa saja yang ada pada objek induknya. Informasi mengenai objek induk dari meteorit diperoleh dengan menganalisis isotop oksigen dalam mineral yang ada di meteorit tersebut. Sebagian mineral hanya bisa terbentuk pada tekanan yang tinggi sementara sebagian lagi justru tidak stabil pada tekanan tinggi. Dengan informasi mineral bisa diketahui tempat dan kira-kira pada kondisi tekanan yang bagaimana sebuah meteorit terbentuk. Salah satu cara mineral yang terbentuk pada tekanan tinggi bisa terbentuk ketika meteorit mengalami kejutan akibat tabrakan. Biasanya kondisi sebuah meteorit yang dihasilkan akibat tabrakan mudah untuk dikenali karena meninggalkan tanda pada batuan akibat tabrakan tersebut.
Dengan mempelajari kemiripan ataupun perbedaan yang ditemukan dalam materi terrestrial ini, bisa diperoleh informasi penting dalam mempelajari asal usul Bumi dan Tata Surya dalam hal ini untuk mengetahu materi-materi awal pembentukan planet. Karena bagaimanapun mereka merupakan contoh dari bagian batuan ataupun cairan sebuah planet.
Potongan Teka Teki dalam Batuan Angkasa Luar
Para peneliti mencoba mengungkapkan bagaimana planet terbentuk dari petunjuk baru yang diperoleh dengan menganalisis meteorit purba yang usianya pun jauh lebih tua dari usia bumi. Kunci penting mengenai daerah tempat Bumi terbentuk, berhasil ditemukan oleh para peneliti dari Purdue yang mempelajari 29 gumpalan batuan yang terbentuk milyaran tahun lalu yang kemungkinannya memiliki hubungan dekat dengan Bumi.
Michael E. Lipschutz dan Ming-Sheng Wang yang melakukan penelitian ini memberikan angin segar mengenai kondisi disekitar orbit Bumi di masa lalu. Menurut mereka, karena kurangnya contoh terrestrial maka komposisi meteorit enstatite chondrite (EC) merupakan jendela bagi masa lalu planet. Dalam mempelajari bongkahan meteorit EC, diperoleh kalau bongkahan batu di Bumi, Bulan dan Meteorit EC memiliki tanda isotopik yang mirip, namun berbeda dengan isotopik dari Meteorit Mars ataupun dari objek-objek yang terbentuk di sabuk asteorid. Variasi ini terjadi karena materi yang berbeda akan berkondensasi di daerah yang berbeda juga dalam piringan debu dan gas yang membentuk Matahari dan planet. Nah, sebagian dari materi-materi tersebut bergerak mengelilingi Matahari dan kadang-kadang jatuh ke Bumi sebagai meteorit.
Hasil penelitian mereka menunjukkan kalau apa yang terjadi dengan batuan ini mirip dengan apa yang terjadi pada Bumi di masa awalnya, dengan satu perkecualian. Menurut Lipschutz, profesor kimia di Purdue’s College of Science, sesaat setelah pembentukan awal Bumi, objek sebesar Mars menghantam Bumi, dan panas dari bencana alam ini mengubah riasan geokimia seluruh planet. Meteorit EC tampaknya juga terbentuk dari materi yang mirip dengan yang membentuk Bumi awal, namun meteorit EC tidak mengalami tabrakan sehingga tidak mengalami perubahan kimia. Meteorit ini mungkin saja sedikit dari sisa materi awal mula planet yang saat ini menjadi tempat kita berpijak.
Para peneliti percaya kalau planet-planet dalam di Tata Surya – Merkurius, Venus, Bumi dan Mars – sebenarnya mulai terbentuk 10000 tahun setelah pembakaran nuklir di Matahari .
Jika kita menelusuri masa lampau, di masa awal kehidupannya, Matahari dikelilingi oleh awan debu dan gas. Materi-materi ini kemudian secara perlahan berkelompok dalam kumpulan-kumpulan yang lebih besar. Kemungkinan berikut yang terjadi, materi-materi yang ada cukup terkonsentrasi dalam empat kelompok yang kemudian membentuk planet dalam di Tata Surya. Nah, dalam selang waktu 10 juta tahun Bumi sudah mencapai sekitar 64% dari ukurannya saat ini dan bahkan menjadi planet yang secara dominan telah terbentuk pada jarak 93 juta mil dari Matahari. Sementara itu orbit Merkurius dan Venus berada lebih dekat dengan Matahari sedangkan Mars berada lebih jauh dari Matahari.
Peristiwa paling akhir yang kemungkinan terjadi dalam proses pembentukan Bumi adalah tabrakan dengan objek berukuran Mars. Tabrakan inilah yang menambahkan jutaan ton materi ke Bumi. Namun bukan itu saja, sebagian materi lainnya juga tersebar didalam orbit Bumi dan pada akhirnya berevolusi membentuk Bulan. Tabrakan besar ini diperkirakan terjadi 30 juta tahun setelah kelahiran Matahari. Padahal dalam analisis isotop kimia pada kerak Bumi sebelumnya diperkirakan Bumi baru terbentuk sekitar 50 juta tahun setelah Matahari terbentuk.
Dengan mempelajari mineraloginya, diperoleh kalau sekitar 200 batuan yang ditemukan di Antartika merupakan meteorit EC yang terbentuk dari materi lokal yang sama dengan Bumi 4.5 milyar tahun lalu. Selain itu informasi tambahan dari susunan kimia meteroit EC berupa temperatur saat pembentukan juga berhasil diperoleh dengan menganalisis volatil –elemen seperti Indium, Thalium dan cadmium- dalam meteorit tersebut. Volatil di dalam meteorit bisa memberikan informasi sejarah temperaturnya dan bertindak sebagai termometer yang akan memberitahukan apakah pada saat batuan itu terbentuk temperatur pembentukkannya tinggi atau rendah. Dari analisa terhadap dua jenis EC yang berbeda, salah satunya lebih tua dan primitif, tampak keduanya memiliki kandungan volatil yang sangat mirip – artinya temperatur pembentukan keduanya juga hampir sama -. Batuan-batuan ini merekam temperatur saat pembentukkan Bumi juga yakni jauh dibawah 500 derajat Celsius.
Sementara itu, hasil penelitian meteorit yang dilakukan oleh Phill Bland dan tim dari Imperial College London menunujukkan kalau proses yang mengurangi elemen volatile (elemen gas) pada planet dan meteorit seperti seng, timah dan sodium (dalam bentuk cair) haruslah menjadi salah satu proses pertama yang terjadi di nebula. Implikasinya, proses pengurangan volatile merupakan proses yang tak bisa dihindari dalam bagian pembentukan planet – tanda yang bukan hanya ada pada tata surya tapi di sistem keplanetan lainnya juga. Setelah meneliti komposisi meteorit primitif -objek batuan yang sering berubah sejak Tata Surya terbentuk dari debu dan gas- para peneliti dari Imperial College London akhirnya menarik sebuah kesimpulan kalau batu-batu tersebut terbentuk dari elemen volatile yang berkurang. Artinya, pengurangan elemen volatile harus terjadi sebelum batu atau objek padat ini pertama kali terbentuk.
Nah, dalam Tata Surya, semua planet kebumian harus melalui proses pengurangan elemen volatil ini di awal proses pembentukan tata surya. Hal ini sudah diketahui sejak dulu, namun yang belum bisa diketahui apakah proses ini terjadi pada saat awal pembentukan tata surya ataukah setelah beberapa juta tahun kemudian. Proses pengurangan volatile ini memegang peranan penting dalam pembentukan planet-planet kebumian. Tanpa adanya pengurangan elemen volatile, planet kebumian akan tampak sama dengan planet-planet luar di Tata Surya, dengan Mars dan Bumi akan tampak seperti Neptunus dan Uranus hanya saja dengan atmosfer yang lebih tebal.
Dengan mempelajari struktur kimia meteorit tipe tertentu, maka bisa diketahui kalau ternyata Bumi memang terbentuk jauh lebih awal. Menurut Dr Phil Bland, dari Imperial’s Department of Earth Science and Engineering, dengan mempelajari meteorit, akan memberi pengertian baru mengenai kondisi awal evolusi dari Tata Surya dini, baik mengenai lingkungannya maupun materi yang ada pada bintang pembentuknya. Hasilnya akan bisa memberi jawaban sejumlah pertanyaan tentang proses yang mengkonversi debu dan gas nebula menjadi planet.
Sementara itu menurut Professor Monica Grady dari Open University dan anggota Science Committee PPARC, dengan meneliti potongan materi yang sangat kecil kita bisa menjawab salah satu pertanyaan terbesar yang selalu muncul, yakni,“ Bagaimana Tata Surya terbentuk?”. Sangat menganggumkan untuk bisa mengetahui proses yang terjadi 4.5 miliar tahun lalu, dan bisa melacaknya kembali secara detil di dalam laboratorium di Bumi. Memang masih banyak pertanyaan yang belum terjawab tentang periode awal sejarah Bumi, namun dengan mempelajari meteorit setidaknya ada penggalan teka teki yang bisa dipecahkan. Namun bagaimanapun jawaban terdalam dari misteri sejarah awal Tata Surya berada jauh dari Antartika.
sumber :
PPARC News Release
M.M Woolfson. The Origin and Evolution of the Solar System
artikel terkait :
Looking for another Earth
http://simplyvie.wordpress.com/2006/09/14/sejarah-bumi-dalam-potongan-meteorit/
