Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh Ho-Kwang Mao dari Carnegie Institution di Amerika Serikat tampaknya telah mengungkap misteri yang telah lama meresahkan para ahli geologi. Penulis menjelaskan mineral apa yang terdiri dari zona perlambatan gelombang seismik di batas mantel-inti dan mereproduksi proses pembentukannya di laboratorium. Jika kesimpulan para ilmuwan benar, maka zona tersebut ternyata merupakan tempat penyimpanan oksigen raksasa, yang dapat mempengaruhi sejarah kehidupan di Bumi. Artikel ilmiah hasil studi tersebut dipublikasikan di jurnal Nature pada 22 November 2017.
Bagaimana kita tahu apa yang ada di bawah kaki kita? Pertanyaan sederhana ini membuat pusing ahli geologi. Perjalanan menuju pusat bumi hanya ada di halaman-halaman buku fiksi ilmiah, namun nyatanya rekor kedalaman pengeboran hampir tidak melebihi 12 kilometer.
Gelombang seismik datang untuk membantu para ilmuwan, yang menyebar dengan cara yang berbeda pada batuan dengan kepadatan berbeda, mereka memungkinkan melakukan "ultrasound" ke kedalaman planet kita. Namun, informasi yang dapat diperoleh dari pemindaian semacam itu tidak lengkap. Seringkali jawaban yang diterima hanya memunculkan pertanyaan baru. Sebenarnya, seperti di bidang sains lainnya.
Pada kedalaman 2900 km, batas inti-mantel berada. Ahli geologi telah lama menemukan daerah di mana gelombang seismik bergerak sangat lambat. Mereka disebut zona kecepatan sangat rendah, dalam bahasa Inggris zona kecepatan sangat rendah, maka singkatan dari UVZ. Tapi apa itu? Materi misterius apa yang sangat memperlambat getaran bumi?
Masalah ini telah lama dibahas oleh para ilmuwan, dan banyak hipotesis telah diajukan. Namun, mereka semua memiliki satu kelemahan: perlu dijelaskan bagaimana substansi yang diperlukan secara keseluruhan berakhir pada kedalaman seperti itu.
Tim Ho-Kwan tampaknya telah membunuh dua burung dengan satu batu. Para peneliti menemukan mineral yang cocok dan mekanisme sederhana pembentukannya langsung di tempat. Benar, keberhasilan ini menimbulkan pertanyaan tentang perlunya merevisi sesuatu dalam sejarah biosfer bumi.
Mineral yang penulis suka adalah besi peroksida FeO2Hx (jumlah atom hidrogen bisa berbeda-beda). Berbicara tentang pekerjaan para pendahulunya, mereka mengatakan bahwa mereka stabil di kondisi mantel bawah.
Tapi dari mana Anda bisa mendapatkannya? Untuk menjawab pertanyaan ini, para ilmuwan telah menciptakan kembali sebagian kecil dari kedalaman neraka di laboratorium. Penggenggam berlian mengompresi zat, menciptakan tekanan 860 ribu atmosfer. Sinar laser yang menembus pelat berlian transparan memanaskan reagen hingga 1900 derajat Celcius.
Video promosi:
Dalam kondisi ini, seperti yang penulis temukan, besi peroksida dibentuk dari komponen yang paling sederhana: besi dan air. Besi di inti bumi sebanyak yang diperlukan - pada kenyataannya, sebagian besar terbuat dari logam ini. Dan air? Menurut penulis, setiap tahun 300 juta ton air tenggelam ke kedalaman mantel karena pergerakan lempeng tektonik. Menurut perhitungan mereka, sepersepuluh air di Samudra Dunia sudah cukup untuk menciptakan UVZ yang diamati secara keseluruhan. Sebagai perbandingan: menurut beberapa perkiraan, ada 90 kali lebih banyak air di interior bumi, termasuk kerak, mantel, dan inti, daripada di permukaan.
Ternyata mineral yang diperlukan terbentuk di perbatasan mantel dan inti dari zat yang cukup di sana. Tetapi apakah ini benar-benar bertanggung jawab atas gambaran yang diamati pada seismogram?
Peneliti juga telah menguji ini. Dengan menggunakan eksperimen dan perhitungan teoritis, mereka menemukan bahwa karakteristik yang diperlukan (kecepatan suara, kepadatan, dll.) Memiliki campuran di mana 40-50% adalah besi peroksida, dan sisanya dalam batuan biasa dari mantel bawah. Sifat-sifat campuran tersebut sangat sesuai dengan data pengamatan dari UVZ. Sepertinya rahasia "zona perlambatan" misterius telah terungkap.
Namun penemuan ini menimbulkan pertanyaan menarik lainnya. Seperti yang dijelaskan dalam siaran pers dari penelitian tersebut, endapan besi peroksida mewakili reservoir oksigen yang sangat besar. Dari waktu ke waktu, oksigen bisa dilepaskan dan mencapai permukaan. Implikasi dari peristiwa tersebut dan kemungkinan kaitannya dengan perubahan iklim, kepunahan massal, dan peristiwa besar lainnya masih harus dipelajari.
