Bulan Yang Kering Di Balik Permukaan

Air di bulan, sebuah pencarian yang tak pernah berhenti. Keingintahuan manusia mengenai kemungkinan keberadaan air yang merupakan komponen penting bagi makhluk hidup tak pernah berhenti di lekang waktu. Berbagai penelitian dilakukan dan tahun lalu ditemukan ada molekul air di area kutub Bulan.

Wajah sendu bulan – Foto oleh nggieng

Kondisi Bulan pada umumnya jauh lebih kering dari gurun manapun di Bumi, namun penelitian yang dilakukan menemukan keberadaan air di Bulan dalam jumlah yang sangat kecil. Satu ton lapisan teratas permukaan Bulan hanya bisa menahan/memiliki air 32 ons. Sangat sedikit. Tapi itu di permukaan. Bagaimana dengan bagian dalam Bulan, yang berada jauh di bawah permukaan. Adakah air di sana?

Mencari Air di Kedalaman
Untuk mendapatkan informasi keberadaan air, para peneliti mempelajari contoh dari Bulan yang dibawa misi Apollo. Para peneliti menggunakan isotop klorin untuk melakukan pengukuran. Dan hasilnya, tidak ada air yang terkandung di sana. Hasil ini memang memperkuat penelitian di era 1970-an namun jelas menjadi kontradiksi dengan hasil pengamatan dan penelitian masa kini yang menyebutkan ada molekul air di Bulan.

Penelitian pada batuan yang dibawa oleh misi Apollo menunjukkan kalau batu tersebut tidak mengandung hidrogen, dengan demikian tidak ada air. Yang menarik, hasil penemuan misi – misi Bulan yang dilakukan dalam beberapa tahun terakhir justru menemukan atom hidrogen dalam contoh kaca vulkanik Bulan. Hal ini menunjukkan kalau ada satu masa ketika Bulan memiliki kandungan air yang terkubur jauh di dalam.

Seandainya ada air di Bulan, tentu akan ada implikasi lainnya dan inilah yang memicu keingintahuan yang lebih jauh lagi. Bagaimana elemen yang ada di Bulan bisa membentuk air dan berada di kedalaman yang demikian jauh pada Bulan yang baru terbentuk. Dan dari manakah asal air tersebut.

Menurut teori, Bulan lahir dari reruntuhan magma setelah obyek sebesar Mars menabrak Bumi. Nah, dengan memahami kimiawi batuan Bulan, diharapkan manusia bisa mendapatkan informasi dan pemahaman apakah Bulan terbentuk dari materi di Bumi atau dari materi si penabrak yang menabrak Bumi tersebut.

Untuk itu, Zachary Sharp dan rekan-rekannya dari University of New Mexico, Albuquerque melakukan penelitian terhadap batuan Bulan dengan mencari elemen lain yakni klorin (Cl), yang diyakini bisa mengungkap kandungan hidrogen di Bulan saat ia masih berupa magma.

Tanda Isotop
Klorin (Cl) memiliki 2 isotop utama yakni : klorin-35 dan yang lebih berat lagi klorin-37, yang mengandung 2 neutron tambahan. Pada batuan di seluruh Bumi, isotop yang lebih ringan tersebut memiliki kelimpahan 3 kali lebih banyak dari isotop yang lebih berat.
Akan tetapi, pada batuan Bulan, perbandingan 3:1 ini tidak ditemukan. Yang terjadi mereka justru menemukan berbagai variasi perbandingan isotop klorin dari contoh yang satu ke contoh yang lain. Dengan demikian Sharp meyakini kalau ini merupakan bukti bahwa tidak ada hidrogen ketika Bulan yang masih berupa magma mengalami pendinginan dan pemadatan.

Argumen yang diberikan Sharp, pada Bumi muda, atom klorin di magma akan menangkap atom hidrogen dari air dan membentuk gas hidrogen klorida (HCl). Jika gas tersebut mengandung klorin-35, ia akan bergerak menjauh dari Bumi dan lepas ke angkasa dengan lebih mudah dibanding jika ia berupa klorin-37 yang lebih berat. Proses ini menyisakan proporsi yang besar dari klorin-37 di batuan, dengan pengecualian kalau klorin-37 berbentuk gas HCl akan lebih mudah lepas dibanding sepupunya.

Secara umum, kedua efek yang ada akan saling meniadakan. Tingkat kehilangan kedua isotop memiliki laju yang sama, dan tetap menjaga perbandingan 3:1 secara konstan pada batuan yang tersisa di Bumi.

Saat tidak ada lagi air yang tersedia, atom klorin akan mengikat diri pada atom logam dan membentuk logam klorida. Kedua isotop ringan dan berat dari klorin akan membentuk ikatan yang sama. Akan tetapi logam klorida yang mengandung klorin-35 akan dapat lepas ke angkasa lebih mudah karena ringan. Kehilangan lebih banyak isotop ringan cenderung meningkatkan perbandingan klorin-37 yang tersisa dengan jumlah tepatnya bergantung pada logam apakah yang terikat dengan klorin tersebut. Dari kejadian ini, muncullah berbagai variasi perbandingan klorin-35 terhadap klorin-37 yang tersisa di batuan di berbagai lokasi. Kondisi ini sama persis dengan analisa yang dihasilkan Sharp dan rekan-rekannya terhadap penelitian contoh batuan dari Bulan.

Dari jumlah klorin yang dideteksi, Sharp dan tim melakukan estimasi dan mendapatkan batas tertinggi untuk hidrogen tidak lebih dari 10 bagian per milyar di contoh batuan dari Bulan yang mereka teliti dan 10000 – 100000 lebih sedikit untuk hasil perkiraan di kaca dari Bulan.

Perdebatan Yang Muncul

Hasil penelitian Sharp dan rekan-rekannya ternyata tidak bisa meyakinkan Erik Hauri dari Carnegie Institution di Washington DC. Menurut Erik, di ruang hampa, hidrogen akan dengan mudah melepaskan diri dari gas magmatik dibanding klorin di Bumi. Dengan demikian, perilaku air dan klorin terpisah satu sama lainnya.

Menurut ahli geokimia James Webster, dari American Museum of Natural History di New York, asumsi yang dibuat oleh tim Sharp mengenai interaksi klorin dan hidrogen dalam uap dan magma diperkirakan hanya bisa diterapkan pada kedalaman yang sangat dangkal di bawah permukaan Bulan.

Nah, untuk bisa menyelesaikan debat ini dibutuhkan penelitian yang leih dalam dan lebih luas. Menurut ahli geofisika Francis McCubbin dari Carnegie Institution, jumlah sampel yang digunakan secara keseluruhan dalam penelitian masih sangat terbatas. Untuk itu dibutuhkan penerapan metode yang sama pada sejumlah besar sampel dari Bulan.

Sharp dalam penelitiannya bertujuan untuk membuat percobaan di laboratorium untuk meniru terjadinya proses degassing (pelepasan gas organik) di Bulan untuk menguji interpretasinya terhadap tanda dari klorin. Bagi Sharp, melakukan penelitian terhadap Bulan akan memberikan gambaran akan awal sejarah Tata Surya. Dengan mengetahui bagaimana obyek kecil berinteraksi dengan elemen volatil seperti hidrogen akan memberi petunjuk bagi para astronom dalam melakukan survei di sistem keplanetan yang lain.

Sumber : Nature

Ditulis oleh

Avivah Yamani

Avivah Yamani

Tukang cerita astronomi keliling a.k.a komunikator astronomi yang dulu pernah sibuk menguji kestabilan planet-planet di bintang lain. Sehari-hari menuangkan kisah alam semesta lewat tulisan dan audio sambil bermain game dan sesekali menulis makalah ilmiah terkait astronomi & komunikasi sains.

Avivah juga bekerja sebagai Project Director 365 Days Of Astronomy di Planetary Science Institute dan dipercaya IAU sebagai IAU OAO National Outreach Coordinator untuk Indonesia.