Ads Top


Air Dibawah Permukaan Bumi Lebih Dari Tiga Kali Air Laut

Menurut ilmuwan dari Northwestern University dan University of New Mexico, cadangan air dibawah permukaan bumi diperkirakan sangat besar, meskipun tidak dalam bentuk cair (biasanya air terikat di batuan mantel bumi). Temuan ini menegaskan bahwa Bumi mungkin merupakan planet penampung air terbesar.

Selama ini, ilmuwan dari berbagai dunia mencoba mencari tahu berapa banyak air yang tersedia diantara permukaan dan interior Bumi melalui analisa lempeng tektonik. Steve Jacobsen, ahli geofisika asal Northwestern dan Brandon Schmandt, seismolog asal University of New Mexico, telah menemukan kantong dalam magma terletak sekitar 400 mil dibawah Amerika Utara. Menurut kedua ilmuwan, kantong itu mungkin menyimpan deposit air, menunjukkan bahwa air dipermukaan bumi dapat bergerak ke dalam lempeng tektonik yang menyebabkan pencairan sebagian batuan dalam mantel.

Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Science pada 13 Juni 2014, setidaknya analisis akan membantu para ilmuwan dalam memahami bagaimana terbentuknya Bumi, komposisi apa saja yang ada didalamnya dan berapa banyak air yang terjebak dalam mantel batuan Bumi.

Cadangan Air Dibawah Permukaan Bumi


Proses geologi dipermukaan bumi seperti gempa bumi atau letusan gunung berapi merupakan ekspresi dari apa yang telah terjadi didalam bumi. Steve Jacobsen mengatakan, pada akhirnya ilmuwan mendapatkan bukti adanya siklus air yang dapat membantu menjelaskan sebagian besar air yang menghilang misterius selama beberapa dekade.

Para ilmuwan telah lama berspekulasi bahwa air dibawah permukaan bumi yang terperangkap dalam batuan lapisan mantel bumi terletak diantara mantel bawah dan mantel atas, pada kedalaman antara 250 mil dan 410 mil. Kedua peneliti ini merupakan orang yang pertama dalam memberikan bukti langsung keberadaan air di mantel Bumi yang dikenal sebagai Zona Transisi pada skala regional. Dan wilayah ini terus meluas di sebagian besar interior Bumi tepat dibawah Amerika Serikat.

Schmandt menggunakan gelombang seismik dari gempa bumi untuk menyelidiki struktur kerak dalam dan mantel. Sementara Jacobsen, menggunakan pengamatan laboratorium untuk membuat prediksi tentang proses geofisika yang telah terjadi. Ilmuwan mempelajari mantel batuan dibawah simulasi tekanan tinggi, 400 mil dibawah permukaan bumi dengan pengamatan yang menggunakan data seismik dari USArray, sebuah jaringan yang terdiri lebih dari 2000 seismometer diseluruh Amerika Serikat. 

The USArray adalah bagian dari EarthScope, sebuah program dari National Science Foundation yang menyebarkan ribuan seismik, GPS dan instrumen geofisika lainnya untuk mempelajari struktur dan evolusi benua Amerika Utara dan proses penyebab gempa bumi serta letusan gunung berapi.

Air Dibawah Permukaan Bumi

Kedua ilmuwan mengumpulkan bukti yang menyatakan bahwa pencairan dapat terjadi sekitar 400 mil jauh didalam bumi. Deposit H2O yang tersimpan dalam batuan mantel seperti yang mengandung mineral Ringwoodite. Pencairan batuan dikedalaman Bumi luar biasa, karena sebagian mencair dalam mantel terjadi jauh lebih dangkal, di atas 50 mil. Jika ada deposit H2O di zona transisi, maka beberapa pencairan harus dilakukan didaerah H2O yang mengalir ke dalam mantel bagian bawah.
Jika satu persen berat batuan mantel terletak di zona transisi adalah H2O, maka diperkirakan hampir setara dengan tiga kali jumlah air lautan. Air ini tidak dalam berbentuk cair, es atau uap, bentuknya terperangkap didalam struktur molekul mineral dalam batuan mantel. Beban berat lapisan Bumi setebal 250 mil berupa batuan padat telah menciptakan tekanan tinggi, dan diiringi dengan suhu diatas 2000 derajat Fahrenheit. Molekul air terpecah membentuk radikal hidroksil (OH) yang dapat terikat dalam struktur kristal mineral.
Dalam penemuan terdahulu, ilmuwan telah menemukan sepotong mineral Ringwoodite dalam berlian berasal dari kedalaman 400 kilometer disalah satu gunung berapi Brasil. Mineral Ringwoodite hanya sebagian kecil dan satu-satunya sampel dari dalam Bumi yang berisi deposito air terikat dalam bentuk padat di mineral.

Selama bertahun-tahun Jacobsen telah mensintesis Ringwoodite berwarna safir di laboratorium Northwestern. Dia mereaksikan mineral Olivin hijau dengan air pada kondisi tekanan tinggi, dimana mantel atas Bumi diduga kaya mineral Olivin. Mereka menemukan bahwa lebih dari satu persen dari berat struktur kristal Ringwoodite terdiri dari air. Menurut Jacobsen, Ringwoodite menyerap air, ada sesuatu yang sangat khusus pada struktur kristal Ringwoodite yang memungkinkan menarik hidrogen dan air terperangkap. Mineral ini dapat mengandung banyak air dibawah permukaan bumi, khususnya mantel bumi.

Temuan Jacobsen membuktikan lelehan parsial atau magma yang sama dengan yang terdeteksi dibawah Amerika Utara menggunakan gelombang seismik. Karena mantel dalam berada diluar pengamatan langsung dari para ilmuwan, mereka menggunakan gelombang seismik untuk menggambar interior bumi. Data seismik dari USArray memberi gambaran lebih jelas dari struktur internal bumi di bawah Amerika Utara. Pencairan yang terlihat tampaknya didorong subduksi bahan mantel dari permukaan.

Batuan di zona transisi dapat menyimpan banyak H2O, tapi batu-batu dibagian atas mantel hampir tak dapat menampung apapun. Air yang terkandung dalam Ringwoodite di zona transisi dipaksa keluar ketika masuk ke dalam mantel bagian bawah dan membentuk mineral lebih tinggi (Perovskit Silikat) yang tidak dapat menyerap air. Hal ini menyebabkan batu pada batas antara zona transisi dan mantel bagian bawah mencair sebagian. Diperkirakan hanya sedikit meleleh sekitar satu persen, hal ini dideteksi dengan sistem array baru pada seismometer, karena pencairan air dibawah permukaan bumi akan memperlambat kecepatan gelombang seismik.

Referensi


New Evidence for Oceans of Water Deep in the Earth, 12 June 2014, by Northwestern University. Journal Ref: Dehydration melting at the top of the lower mantle. Science, 2014.

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.