Bulan Berkarat, Peneliti Ingin Tahu Mengapa dan Apa Penyebabnya

Mars telah lama dikenal karena karatnya. Besi di permukaannya, dikombinasikan dengan air dan oksigen dari masa lampau, memberi warna pada Planet Merah. Tetapi para ilmuwan baru-baru ini terkejut menemukan bukti bahwa Bulan yang tanpa udara juga berkarat.

Foto: NASA / JPL / Universitas Northwestern

CALIFORNIA, IPHEDIA.com - Meskipun Bulan tidak memiliki udara, penelitian menunjukkan adanya hematit, sejenis karat yang biasanya membutuhkan oksigen dan air. Itu membuat para ilmuwan bingung.

Mars telah lama dikenal karena karatnya. Besi di permukaannya, dikombinasikan dengan air dan oksigen dari masa lampau, memberi warna pada Planet Merah. Tetapi para ilmuwan baru-baru ini terkejut menemukan bukti bahwa Bulan yang tanpa udara juga berkarat.

Sebuah makalah baru di Science Advances meninjau data dari pengorbit Chandrayaan-1 Organisasi Penelitian Luar Angkasa India, yang menemukan es air dan memetakan berbagai mineral saat mensurvei permukaan Bulan pada tahun 2008.

Penulis utama, Shuai Li, dari Universitas Hawaii telah mempelajari itu air secara ekstensif dalam data dari instrumen Moon Mineralogy Mapper Chandrayaan-1, atau M 3, yang dibuat oleh Jet Propulsion Laboratory NASA di California Selatan.

Air berinteraksi dengan batuan untuk menghasilkan keragaman mineral, dan M 3 mendeteksi spektrum - atau cahaya yang dipantulkan dari permukaan - yang mengungkapkan bahwa kutub-kutub Bulan memiliki komposisi yang sangat berbeda dari yang lainnya.

Penasaran, Li mengamati spektrum kutub ini. Sementara permukaan Bulan dipenuhi bebatuan kaya besi, dia terkejut menemukan kecocokan yang erat dengan tanda spektral hematit.

Mineral adalah bentuk oksida besi, atau karat, yang diproduksi saat besi terkena oksigen dan air. Tapi Bulan tidak seharusnya memiliki oksigen atau air cair, jadi bagaimana bisa berkarat?

Misteri Logam


Misteri dimulai dengan angin matahari, aliran partikel bermuatan yang mengalir keluar dari Matahari, membombardir Bumi dan Bulan dengan hidrogen. Hidrogen mempersulit pembentukan hematit. Inilah yang dikenal sebagai peredam, artinya ia menambahkan elektron ke bahan yang berinteraksi dengannya.

Itu kebalikan dari apa yang dibutuhkan untuk membuat hematit: Agar besi berkarat, ia membutuhkan pengoksidasi, yang menghilangkan elektron. Dan sementara Bumi memiliki medan magnet yang melindunginya dari hidrogen ini, Bulan tidak.

"Ini sangat membingungkan," kata Li. "Bulan adalah lingkungan yang mengerikan untuk terbentuknya hematit." Jadi, dia menoleh ke ilmuwan JPL, Abigail Fraeman, dan Vivian Sun, untuk membantu melihat data M 3 dan mengkonfirmasi penemuan hematitnya, seperti melansir Nasa.gov, Jumat (4/9/2020).

"Pada awalnya, saya sama sekali tidak mempercayainya. Seharusnya tidak ada berdasarkan kondisi yang ada di Bulan," kata Fraeman. "Tapi sejak kami menemukan air di Bulan, orang-orang berspekulasi bahwa mungkin ada lebih banyak variasi mineral daripada yang kita sadari jika air bereaksi dengan bebatuan."

Setelah melihat lebih dekat, Fraeman dan Sun menjadi yakin bahwa data M 3 memang menunjukkan adanya hematit di kutub bulan. "Pada akhirnya, spektrum itu secara meyakinkan mengandung hematit, dan perlu ada penjelasan mengapa ia ada di Bulan," kata Sun.

Tiga Bahan Utama

Makalah mereka menawarkan model bercabang tiga untuk menjelaskan bagaimana karat dapat terbentuk di lingkungan seperti itu. Sebagai permulaan, meskipun Bulan tidak memiliki atmosfer, pada kenyataannya ia adalah rumah untuk melacak jumlah oksigen. Sumber oksigen itu: planet kita. Jejak medan magnet bumi di belakang planet seperti angin ribut.

Pada tahun 2007, pengorbit Kaguya Jepang menemukan bahwa oksigen dari atmosfer atas Bumi dapat menumpang pada jejak magnetotail ini, seperti yang diketahui secara resmi, menempuh jarak 239.000 mil (385.000 kilometer) ke Bulan.

Penemuan itu sesuai dengan data dari M 3, yang menemukan lebih banyak hematit di sisi dekat Bulan yang menghadap Bumi daripada di sisi jauhnya. "Ini menunjukkan bahwa oksigen di bumi dapat mendorong pembentukan hematit," kata Li.

Bulan telah menjauh dari Bumi selama miliaran tahun, jadi mungkin juga lebih banyak oksigen yang melompat melintasi celah ini ketika keduanya lebih dekat di masa lalu.

Lalu ada masalah tentang semua hidrogen yang dikirim oleh angin matahari. Sebagai peredam, hidrogen harus mencegah terjadinya oksidasi. Tapi, magnetotail bumi memiliki efek mediasi.

Selain mengangkut oksigen ke Bulan dari planet asal kita, ia juga memblokir lebih dari 99% angin matahari selama periode tertentu orbit Bulan (khususnya, setiap kali berada dalam fase Bulan purnama). Itu membuka jendela sesekali selama siklus bulan ketika karat dapat terbentuk.

Bagian ketiga dari teka-teki itu adalah air. Meskipun sebagian besar Bulan kering tulang, es air dapat ditemukan di kawah bulan yang teduh di sisi jauh Bulan. Tapi hematit terdeteksi jauh dari es itu.

Makalah ini malah berfokus pada molekul air yang ditemukan di permukaan bulan. Li mengusulkan bahwa partikel debu yang bergerak cepat yang secara teratur menghempas Bulan dapat melepaskan molekul air yang terbawa permukaan ini, mencampurnya dengan besi di tanah bulan.

Panas dari tumbukan ini dapat meningkatkan laju oksidasi; partikel debu itu sendiri mungkin juga membawa molekul air, menanamkannya ke permukaan sehingga bercampur dengan besi. Pada saat yang tepat - yaitu, saat Bulan terlindung dari angin matahari dan oksigen hadir - reaksi kimia yang memicu karat dapat terjadi.

Lebih banyak data diperlukan untuk menentukan dengan tepat bagaimana air berinteraksi dengan batuan. Data itu juga dapat membantu menjelaskan misteri lain: mengapa jumlah hematit yang lebih kecil juga terbentuk di sisi jauh Bulan, di mana oksigen Bumi seharusnya tidak dapat mencapainya.

Lebih Banyak Ilmu yang Akan Datang

Fraeman mengatakan model ini juga dapat menjelaskan hematit yang ditemukan di benda tak berudara lain seperti asteroid. "Bisa jadi potongan kecil air dan dampak partikel debu memungkinkan besi di tubuh ini berkarat," katanya.

Sementara, Li mencatat bahwa ini adalah waktu yang menyenangkan untuk ilmu bulan. Hampir 50 tahun sejak pendaratan Apollo terakhir, Bulan kembali menjadi tujuan utama.

NASA berencana mengirim lusinan instrumen dan eksperimen teknologi baru untuk mempelajari Bulan mulai tahun depan, diikuti oleh misi manusia yang dimulai pada 2024, semuanya sebagai bagian dari program Artemis.

JPL juga membangun M 3 versi baru untuk pengorbit yang disebut Lunar Trailblazer. Salah satu instrumennya, High-resolution Volatiles and Minerals Moon Mapper (HVM 3 ), akan memetakan es air di kawah bayangan permanen di Bulan, dan mungkin juga dapat mengungkap detail baru tentang hematit.

"Saya pikir hasil ini menunjukkan bahwa ada proses kimia yang lebih kompleks yang terjadi di tata surya kita daripada yang telah dikenali sebelumnya," kata Sun. "Kami dapat memahami mereka lebih baik dengan mengirimkan misi masa depan ke Bulan untuk menguji hipotesis ini," jelasnya. (ns/ip)

Buka Komentar
Tutup Komentar
No comments:
Write comment

Siapapun boleh berkomentar, tetapi dengan cara yang bijaksana dan bertanggung jawab. Komentar sepenuhnya menjadi tanggung jawab individu komentator seperti yang diatur dalam UU ITE (Undang-Undang Informasi dan Transaksi Elektronik).

TOPIK

Back to Top