Ads Top


Bumi Sering Kehilangan Atmosfer Sejak 4 Miliar Tahun Lalu

Bumi yang terlihat saat ini bisa dikenali dari jejak sejarah masa lalu, dimana bukti geokimia menunjukkan bahwa bumi sering kehilangan atmosfer. Peristiwa ini setidaknya pernah terjadi dua kali sejak pembentukan Bumi lebih dari 4 miliar tahun yang lalu, tetapi tidak jelas peristiwa apa saja yang menyebabkannya. Ilmuwan menghubungkan proses geofisika untuk menentukan komposisi yang paling mungkin terjadi di atmosfer ketika Bumi baru terbentuk, dan berharap bisa mengidentifikasi kondisi evolusi kehidupan.

Baru-baru ini, ilmuwan asal MIT, Universitas Hebrew, dan Caltech, mengeluarkan hipotesis dimana sebuah serangan batuan ruang angkasa atau planetesimal tanpa henti membombardir bumi. Kemungkinan peristwiwa ini telah terjadi ketika bulan terbentuk, menghancurkan awan gas dengan kekuatan yang cukup besar dan secara permanen telah melepaskan sebagian atmosfer ke ruang angkasa. Hasil penelitian ini diterbitkan dalam jurnal jurnal Icarus.

Bumi Kehilangan Atmosfer


Menurut ilmuwan, dampak seperti ini telah terjadi puluhan ribu kali, secara efisien telah menghancurkan seluruh atmosfer bumi di masa lalu. Dampak yang sama juga mungkin terjadi di planet lain dan bahkan atmosfer Venus dan Mars telah menghilang disebabkan peristiwa yang sama. Para ilmuwan menemukan bahwa planetesimal kecil mungkin jauh lebih berpengaruh dibanding tabrakan benda raksasa yang menyebabkan hilangnya atmosfer. Berdasarkan perhitungan, serangan benda luar angkasa berukuran kecil akan berdampak besar, yang menyebabkan hilangnya sebagian besar atmosfer. Menurut Hilke Schlichting, dalam memahami atmosfer purba bumi bisa membantu ilmuwan mengidentifikasi kondisi planet awal yang mendorong terbentuknya kehidupan.

bumi kehilangan atmosfer

Ilmuwan meneliti berapa banyak suasana atmosfer berhasil dipertahankan dan berapa banyak yang hilang setelah dampak raksasa akibat tabrakan Bumi dengan planet Theia seukuran Mars dan benda kecil berukuran 25 kilometer. Dalam analisis numerik, mereka menghitung gaya yang dihasilkan massa berdampak pada kecepatan tertentu dan menghilangkan gas atmosfer. Sebuah tabrakan seukuran Mars, para ilmuwan menemukan gelombang kejut melalui interior bumi, gerakan tanah yang signifikan mirip dengan gempa bumi raksasa terjadi secara simultan. Riak yang dihasilkan mengarah keluar atmosfer, proses ini berpotensi mengeluarkan gas yang berada di atmosfer bumi.

Jika seperti tabrakan raksasa terjadi, seharusnya juga ada pencairan disemua bagian dalam planet yang mengubah interior menjadi cairan homogen. Mengingat keragaman gas mulia seperti Helium-3 berada jauh didalam bumi saat ini, sehingga para ilmuwan menyimpulkan bahwa dampak raksasa tidak menyebabkan berkurangnya lapisan atmosfer. Sebaliknya, mereka menghitung efek tabarakan benda luar angkasa dengan bumi jauh lebih kecil di atmosfer bumi. Setelah tabrakan, tentunya batuan ruang angkasa akan menghasilkan ledakan dan melepaskan segumpal gas. Tabrakan yang besar cukup kuat untuk mengeluarkan semua gas atmosfer tepat di atas wilayah yang terkena dampak, hanya sebagian kecil gas atmosfer menghilang setelah dampak yang lebih kecil.
Ilmuwan memperkirakan, bahwa bumi kehilangan atmosfer akibat dibombardir puluhan ribu benda kecil, mungkin terjadi 4,5 miliar tahun yang lalu atau ketika bulan terbentuk. Periode ini merupakan salah satu dari kekacauan galaksi, karena ratusan ribu batuan ruang angakasa di tata surya sering bertabrakan untuk membentuk planet, bulan, dan benda lainnya. 

Sementara ilmuwan lain telah mengukur komposisi atmosfer Bumi dibandingkan dengan planet Venus dan Mars, dimana pengukuran ini mengungkapkan bahwa setiap atmosfer planet memiliki kelimpahan gas mulia dengan pola yang sama. Jejak sejarah atmosfer Venus diduga terkait dengan Chondrite, meteorit batuan primordial berasal dari tata surya awal. Dibandingkan dengan Venus, gas mulia yang berada di bumi telah habis 100 kali lipat.

Jika kedua planet terkena dampak tabrakan yang sama, atmosfer Venus seharusnya habis. Berdasarkan perhitungan lebih lanjut, tim ilmuwan mengidentifikasi efek menarik, setelah setengah atmosfer planet menghilang akan jauh lebih mudah bagi benda kecil yang menabrak planet untuk mengeluarkan sisa gas. Suasana atmosfer Venus mulai mengeluarkan lebih banyak gas daripada Bumi setelah terjadi tabrakan benda yang lebih besar. 

Setelah bumi kehilangan gas atmosfer, bagaimana atmosfer terbentuk kembali seperti saat ini? Schlichting dan tim ilmuwan lainnya menemukan bahwa benda yang menabrak bumi juga mengeluarkan gas baru atau volatil. Ketika tabrakan terjadi, planetesimal meleleh dan volatil masuk ke atmosfer, jadi tidak hanya mengeluarkan gas yang ada tetapi juga mengganti gas yang menghilang di atmosfer.

Para ilmuwan menghitung jumlah volatil yang mungkin dikeluarkan batu pada komposisi dan massa tertentu. Mereka menemukan bahwa sebagian besar gas atmosfer mungkin berasal dari dampak puluhan ribu batuan dari ruang angkasa. Kesimpulan Schlichting merupakan salah satu yang mengejutkan, kebanyakan ilmuwan mengasumsikan bumi kehilangan atmosfer akibat dampak tunggal raksasa. Teori lain menyebutkan telah terjadi flukstuasi radiasi ultraviolet dari matahari, serta angin matahari yang luar biasa aktif.

Referensi


Journal Ref: Atmospheric mass loss during planet formation: The importance of planetesimal impacts. Icarus, 2015; 247: 81 DOI: 10.1016/j.icarus.2014.09.053

Tidak ada komentar:

Diberdayakan oleh Blogger.