4 hours ago
2
Peneliti ETH Zurich berhasil memecahkan misteri zona D'' di kedalaman 3.000 km bawah Bumi.(ETH Zurich)
MISTERI seismik yang terjadi hampir 3.000 kilometer di bawah permukaan Bumi akhirnya berhasil dipecahkan. Para peneliti menemukan batuan padat mengalir secara horizontal, menyelaraskan mineral dan menyebabkan perubahan kecepatan gelombang gempa. Temuan ini mengubah seluruh pandangan kita tentang bagian dalam Bumi yang paling dalam.
Gempa bumi, letusan gunung berapi, dan pergeseran lempeng tektonik. Namun, apa yang terungkap di kedalaman Bumi mengejutkan baik orang awam maupun ilmuwan: hampir 3.000 kilometer di bawah permukaan, terdapat batuan padat yang mengalir — bukan dalam bentuk cair seperti lava. Hal ini diungkap dalam sebuah studi terbaru para ahli geosains yang dipimpin Motohiko Murakami, Profesor Fisika Mineral Eksperimental di ETH Zurich. Studi ini baru saja dipublikasikan dalam jurnal Communications Earth & Environment.
Setengah Abad Penuh Tanda Tanya
Selama lebih dari 50 tahun, para peneliti telah dibuat bingung oleh zona aneh di dalam Bumi, lapisan yang disebut D'', terletak sekitar 2.700 kilometer di bawah permukaan. Gelombang gempa menunjukkan perilaku berbeda di zona ini: kecepatannya melonjak seolah-olah melewati material yang berbeda. Apa yang sebenarnya terjadi di lapisan mantel tersebut telah lama menjadi misteri.
Pada 2004, Murakami, yang menjadi profesor di ETH Zurich sejak 2017, menemukan perovskit, mineral utama di mantel bawah Bumi, berubah menjadi mineral baru dekat lapisan D'' ketika berada di bawah tekanan ekstrem dan suhu yang sangat tinggi. Mineral baru ini disebut post-perovskit.
Awalnya, para peneliti mengira perubahan ini menjelaskan percepatan gelombang seismik. Namun ternyata, itu belum sepenuhnya menjawab teka-teki. Pada 2007, Murakami dan rekan-rekannya menemukan bukti baru bahwa perubahan fase perovskit saja tidak cukup untuk mempercepat gelombang gempa.
Melalui model komputer canggih, mereka akhirnya menemukan hal penting: tergantung pada arah kristal post-perovskit, kekerasan mineral tersebut bisa berubah. Hanya ketika semua kristal mengarah ke arah yang sama dalam model, gelombang seismik bisa dipercepat — sesuai dengan yang diamati di lapisan D'' pada kedalaman 2.700 kilometer.
Dalam eksperimen laboratorium yang tak biasa di ETH Zurich, Murakami kini telah membuktikan kristal post-perovskit memang sejajar satu sama lain di bawah tekanan besar dan suhu ekstrem. Para peneliti mengukur kecepatan gelombang seismik dalam eksperimen ini dan berhasil mereproduksi lonjakan yang terjadi di lapisan D'' di laboratorium. “Kami akhirnya menemukan potongan teka-teki terakhir,” ujar Murakami.
Apa yang membuat kristas sejajar?
Jawabannya adalah batuan padat di mantel yang mengalir secara horizontal di sepanjang dasar mantel Bumi. Para peneliti telah lama menduga pergerakan ini pasti terjadi, namun belum pernah bisa dibuktikan secara langsung.
Babak Baru dalam Riset Tentang Bumi
Murakami dan timnya kini juga telah membuktikan secara eksperimental bahwa konveksi mantel berupa aliran batuan padat memang terjadi di perbatasan antara inti dan mantel Bumi, artinya batuan padat — bukan cair — mengalir secara perlahan namun stabil di kedalaman tersebut. “Penemuan ini tidak hanya memecahkan misteri lapisan D'', tetapi juga membuka jendela baru terhadap dinamika di dalam Bumi,” jelas Murakami.
Penemuan ini bukan hanya sebuah tonggak ilmiah, melainkan juga titik balik penting. Asumsi bahwa batuan padat dapat mengalir kini telah berubah dari teori menjadi kepastian. “Penemuan kami menunjukkan Bumi tidak hanya aktif di permukaannya, tetapi juga bergerak secara dinamis di dalam,” kata profesor dari ETH tersebut.
Dengan pengetahuan ini, para peneliti kini bisa mulai memetakan arus di bagian terdalam Bumi dan memvisualisasikan motor tak kasat mata yang menggerakkan gunung berapi, lempeng tektonik, dan bahkan mungkin medan magnet Bumi. (Science Dialy/Z-2)
