Pernah Memilikinya, Mengapa dan Bagaimana Mars Kehilangan Lautan?

Penelitian baru dari Tokyo University mengungkap bagaimana Planet Mars bisa kehilangan lautannya. Eksperimen untuk mensimulasikan inti Mars dapat menjelaskan hilangnya medan magnetnya yang menjadi penyebab utamanya.

Telah lama diketahui bahwa Mars pernah memiliki lautan, sebagian karena medan magnet pelindung yang mirip dengan Bumi. Namun, medan magnet menghilang, dan penelitian baru akhirnya dapat menjelaskan alasannya. Rincian studi tersebut telah dipublikasikan di jurnal bergengsi Nature Communications belum lama ini.

Para peneliti menciptakan kembali kondisi yang diperkirakan ada di inti Mars miliaran tahun yang lalu. Para peneliti menemukan bahwa perilaku logam cair yang dianggap ada kemungkinan memunculkan medan magnet singkat yang kemudian menjadi pudar dan menghilang.

Entah itu karena fiksi ilmiah atau fakta bahwa Anda dapat melihatnya dengan mata kepala sendiri dari Bumi, Mars telah memikat imajinasi orang selama berabad-abad. Ini adalah salah satu planet terdekat dengan kita dan telah dipelajari dengan segala macam instrumen ilmiah di atas berbagai wahana antariksa tak berawak yang telah menjelajahinya dan terus melakukannya.

Namun, meskipun demikian, ada beberapa pertanyaan besar yang belum terjawab tentang Mars. Jawabannya bahkan dapat menjelaskan masa lalu dan masa depan kita yang jauh, mengingat bahwa Bumi, Mars, dan semua planet tetangga kita lahir dari materi kosmik yang sama.

Beberapa pertanyaan besar tentang Mars telah dijawab. Misalnya, kita tahu bahwa banyak fitur Mars yang terlihat adalah bukti bahwa Mars dulu memiliki lautan dan medan magnet pelindung. Tetapi satu pertanyaan khusus ada di benak Profesor Kei Hirose dari Departemen Ilmu Bumi dan Planet Tokyo University. Pasti ada medan magnet di sekitar Mars, jadi mengapa itu ada di sana, dan mengapa itu ada begitu singkat?

Untuk menjawab pertanyaan itu, tim yang dipimpin oleh mahasiswa Ph.D. Shunpei Yokoo di lab Hirose mengeksplorasi cara baru untuk mengujinya.

"Medan magnet bumi didorong oleh arus konveksi yang sangat besar dari logam cair di intinya. Medan magnet di planet lain diperkirakan bekerja dengan cara yang sama," kata Hirose dalam rilis media Tokyo University.

Menurutnya, meskipun komposisi internal Mars belum diketahui, bukti dari meteorit menunjukkan bahwa itu adalah besi cair yang diperkaya dengan belerang. Selanjutnya, pembacaan seismik dari penyelidikan InSight NASA di permukaan memberi tahu kita bahwa inti Mars lebih besar dan kurang padat daripada yang diperkirakan sebelumnya.

"Hal-hal ini menyiratkan adanya elemen ringan tambahan seperti hidrogen. Dengan detail ini, kami menyiapkan paduan besi yang kami harapkan merupakan inti dan menjadikannya sebagai subjek eksperimen," Hirose menjelaskan.

Eksperimen tersebut melibatkan berlian, laser, dan kejutan tak terduga. Yokoo membuat sampel bahan yang mengandung besi, belerang dan hidrogen, yang dia dan timnya harapkan dari inti Mars pernah dibuat. Mereka menempatkan sampel ini di antara dua berlian dan mengompresnya sambil memanaskannya dengan laser inframerah.

Tujuannya untuk mensimulasikan perkiraan suhu dan tekanan di inti. Pengamatan sampel dengan sinar-X dan berkas elektron memungkinkan tim untuk menggambarkan apa yang terjadi selama pencairan di bawah tekanan. Bahkan memetakan bagaimana komposisi sampel berubah selama waktu itu.

"Kami sangat terkejut melihat perilaku tertentu yang bisa menjelaskan banyak hal. Besi, belerang dan Hidrogen yang awalnya homogen dipisahkan menjadi dua cairan berbeda dengan tingkat kerumitan yang belum pernah terlihat sebelumnya di bawah tekanan semacam ini," kata Hirose.

Ia mengakata, salah satu cairan besi kaya akan belerang, yang lain kaya hidrogen, dan ini adalah kunci untuk menjelaskan kelahiran dan akhirnya kematian medan magnet di sekitar Mars.

Besi cair yang kaya hidrogen dan miskin sulfur, karena kurang padat, akan naik di atas besi cair yang kaya sulfur dan miskin hidrogen, menyebabkan arus konveksi. Arus ini, mirip dengan yang ada di Bumi, akan mendorong medan magnet yang mampu mempertahankan hidrogen di atmosfer sekitar Mars, yang pada gilirannya akan memungkinkan air ada sebagai cairan.

Namun, itu tidak bertahan lama. Tidak seperti arus konveksi internal Bumi yang sangat tahan lama, begitu kedua cairan itu benar-benar terpisah, tidak akan ada lagi arus yang menggerakkan medan magnet.

Dan ketika itu terjadi, hidrogen di atmosfer dihembuskan ke luar angkasa oleh angin matahari, yang menyebabkan pemecahan uap air dan akhirnya penguapan lautan Mars. Dan ini semua akan terjadi sekitar 4 miliar tahun yang lalu.

Dengan mempertimbangkan hasil kami, kata Hirose, studi seismik lebih lanjut di Mars diharapkan akan memverifikasi inti memang dalam lapisan yang berbeda seperti yang mereka prediksi. Jika itu masalahnya, itu akan membantu kita menyelesaikan cerita tentang bagaimana planet-planet berbatu, termasuk Bumi terbentuk, dan menjelaskan komposisinya.

"Dan Anda mungkin berpikir bahwa suatu hari Bumi juga bisa kehilangan medan magnetnya, tapi jangan jangan khawatir, itu tidak akan terjadi setidaknya selama satu miliar tahun," kata Hirose.