Menelusuri Asal Muasal Air di Bumi

Air! Molekul H2O ini merupakan komponen yang sangat penting bagi kelangsungan hidup di Bumi, Dan air jugalah yang menjadi komponen utama yang dicari di planet lain sebagai tanda keberadaan kehidupan.

Tapi.. air yang dicari itu memang air dalam wujud cair sebagaimana yang kita miliki di Bumi yang menopang kehidupan.

Jika kita telusuri kembali pembentukan Bumi, maka di masa awal saat Bumi terbentuk 4,6 milyar tahun lalu, Bumi memang meiliki air. Akan tetapi, kondisi Bumi ketika baru terbentuk sangatlah panas dan air yang ada di Bumi kemudian menguap. Tapi 4,6 milyar tahun kemudian, dua per tiga permukaan Bumi adalah lautan. Jadi dari mana air itu berasal?

Air di Bumi diperkirakan datang dari luar Bumi, setelah planet tempat tinggal kita ini mengalami pendinginan. Diduga tabrakan besar-besaran asteroid dan komet di Bumi yang menjadi penghantar air bagi planet ini. Tapi, seberapa besar kontribusi asteroid atau komet dalam hal persediaan air di Bumi masih jadi perdebatan.

Aroma Air

Komet 67P/Churyumov–Gerasimenko yang dipotret tanggal 20 November. Kredit: ESA/Rosetta/NAVCAM

Untuk bisa memahami darimana air itu berasal maka kunci pentingnya adalah “aroma” dari air itu sendiri. Aroma disini mengacu pada proporsi deutrium terhadap hidrogen normal. Bedanya, hidrogen normal (H) itu hanya memiliki satu atom hidrogen, dan deutrium  (D) memiliki dua atom hidrogen atau bisa ditulis juga dengan simbol 2H. Atau dikenal juga sebagai hidrogen berat.

Proporsi deutrium terhadap hidrogen normal merupakan indikator penting dalam pembentukan dan evolusi awal Tata Surya. Dari simulasi yang dilakukan, diketahui kalau proporsi deutrium terhadap hidrogen normal akan berubah seiring perubahan jarak dari Matahari dan juga seiring perubahan waktu dalam beberapa juta tahun pertama.

Untuk itu, para astronom mencoba untuk melakukan perbandingan nilai berbagai jenis obyek dengan yang sudah diukur dari lautan Bumi. Tujuannya untuk mengetahui seberapa besar setiap obyek berkontribusi terhadap air di Bumi.

Keingintahuan asal mula air inilah yang membawa misi Rosetta dan penjejak Philae melintasi Tata Surya mengunjungi komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Komet menjadi tujuan perjalanan, karena benda kecil di Tata Surya ini menyimpan materi sisa pembentukan Tata Surya dari piringan protoplanet. Artinya, komet masih membawa materi yang dulu membentuk planet-planet. Materi-materi tersebut tersimpan beku di dalam komet.

Tapi untuk mencari air di komet yang sesuai dengan Bumi juga tidak mudah. Komet periode panjang yang datang dari awan Oort diduga dahulu terbentuk di area Uranus-Neptunus yang cukup jauh dari Matahari. Dan air yang bisa selamat di area ini pun hanya berbentuk air es. Komet yang terbentuk di area Uranus-Neptunus pun pada akhirnya tersebar ke area terluar Tata Surya, setelah mengalami interaksi gravitasi planet-planet gas raksasa.

Keluarga komet lainnya adalah komet keluarga-Jupiter, yang terbentuk di area sabuk Kuiper yang lebih jauh lagi. Area sabuk kuiper berada setelah Neptunus. Benda-benda tersebut mengalami gangguan dan pada akhirnya masuk ke bagian dalam Tata Surya, dengan orbit dari benda-benda kecil tersebut dikendalikan oleh pengaruh gaya tarik Jupiter.

Waduk komet di Sabuk Kuiper dan Awan Oort. Kredit: ESA
Waduk komet di Sabuk Kuiper dan Awan Oort. Kredit: ESA

Air di Komet 67P/Churyumov–Gerasimenko
Pengukuran yang dilakukan sebelumnya terkait perbandingan deutrium/hidrogen (D/H) di komet lain menunjukan nilai yang berbeda. Dari 11 komet yang diteliti dalam misi Herschel di tahun 2011, hanya komet 103P/Hartley 2  dari keluarga-Jupiter yang memiliki komposisi yang sama.

Di sisi lain, meteorit yang berasal dari asteroid di Sabuk Asteroid juga memiliki komposisi yang sama dengan air di Bumi. Dengan mengesampingkan fakta kalau kandungan air di asteroid itu sangay sedikit, bisa saja tabrakan asteroid dalam jumlah yang sangat besar di masa lalu Bumi menjadi penyuplai utama air di Bumi.

Perbandingan D/H (Deutrium/Hidrogen) di Tata Surya. Sumber: ESA / Data from Altwegg et al. 2014
Perbandingan D/H (Deutrium/Hidrogen) di Tata Surya. Sumber: ESA / Data from Altwegg et al. 2014

Salah satu komet keluarga-Jupiter adalah komet 67P/Churyumov–Gerasimenko yang jadi tujuan misi Rosetta/Philae. Perjalanan panjang tersebut tidaklah sia-sia.  Sebulan setelah tiba di komet 67P/Churyumov–Gerasimenko pad atanggal 6 Agustus, Rosetta melakukan pengukuran pada komet yang ia kunjungi tersebut.

Hasilnya, Rosetta tidak saja menemukan lokasi pendaratan untuk Philae melainkan berhasil menemukan uap air di komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Akan tetapi, uap air yang ia temukan sangat berbeda dari yang ditemukan di Bumi. Bedanya apa?

Pengukuran yang dilakukan ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) menunjukkan kalau perbandingan D/H di komet 67P/Churyumov–Gerasimenko tiga kali lebih besar dibanding lautan di Bumi maupun di komet 103P/Hartley 2. Bahkan angka ini pun lebih tinggi dibanding pengukuran pada komet yang datang dari awan Oort.

Penemuan ini jelas mengejutkan mengingat para astronom berharap menemukan air yang sama yang ada di Bumi di komet 67P tersebut. Tapi hasil perhitungan ROSINA menjadi sangat penting untuk meninjau kembali ide bahwa komet keluarga-Jupiter hanya mengandung air seperti di Bumi sekaligus juga mengindikasikan keragaman asal muasal komet keluarga-Jupiter.  Dugaan awal, komet 67P mungkin terbentuk pada area yang lebih jauh lagi kala Tata Surya masih sangat muda.

Jadi dari mana air di Bumi berasal? Apakah hanya dari asteroid ataukah ada kontribusi dari komet?  Jawabannya masih akan terus ditelusuri. Yang pasti saat ini pengamatan dan penelitian Rosetta di komet 67P/Churyumov–Gerasimenko masih akan terus berlanjut seiring perjalanan komet tersebut mendekati Matahari.  Rosetta masih akan terus memberikan kisah selayang pandang dari komet 67P/Churyumov–Gerasimenko. Dan bisa jadi kisah itu akan memberi kejutan baru tentang Tata Surya dan asal muasal air di Bumi.

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.