Mungkin ada sisa-sisa planet kuno yang terkubur di dalam Bumi

Sementara di Bumi

Saat ini, mantel bumi tidak sepenuhnya seragam. Sekitar 8 persen darinya sedikit berbeda dari yang lain, dan membentuk dua tumpukan besar di dekat batas mantel inti. Kedua tiang ini disebut Large Low-Shear-Velocity Provinces (LLSVPs), dinamakan demikian karena gelombang seismik yang disebut gelombang geser bergerak sekitar 1 atau 2 persen lebih lambat saat melewatinya. Dan mereka sangat besar: Satu di bawah benua Afrika, dan yang lainnya di bawah Samudra Pasifik.

Beberapa peneliti berpikir LLSVP memperlambat gelombang geser karena temperaturnya lebih tinggi daripada mantel lainnya. Yang lain, seperti Yuan dan rekan-rekannya, menganggap mereka lebih padat dan berbeda secara komposisi selain lebih panas.

Yuan mengatakan bahwa dia sedang duduk di kelas geokimia planet ketika muncul gagasan bahwa LLSVP mungkin terkait dengan Theia. Saat dia menceritakannya, dia berada di kelas profesor ASU Micha Zolotov, belajar tentang hipotesis tumbukan raksasa untuk pembentukan Bulan. Zolotov menyebutkan bahwa bagian terlemah dari teori tersebut adalah planet hipotetis Theia – tidak ada yang pernah menemukan bukti langsung untuk mendukung keberadaannya. Ini benar-benar hilang. Tidak ada buktinya di meteorit, sabuk asteroid, dimanapun. Ketika Zolotov mengatakan ini, Yuan mengenang, “Saya sangat terpukul. Saya pikir, setelah dampaknya, [Theia] akan pergi ke Bumi. Apakah mungkin itu masuk ke Bumi dan membentuk LLSVP? ”

Mencari Theia

Langkah pertama Yuan adalah melakukan beberapa perhitungan sederhana, pertama membandingkan ukuran dua LLSVP dengan ukuran mantel Mars – perkiraan kasar untuk Theia. Dia menemukan dua LLSVP berukuran 80 atau 90 persen dari ukuran mantel Mars. Kapan dia menambahkan Bulan? “Hampir cocok,” katanya. “Jadi saya pikir, ini tidak segila itu.”

Dia menarik makalah Nature 2012 oleh ahli geokimia Sujoy Mukhopadhyay di University of California, Davis, yang meneliti isotop gas mulia dari basal vulkanik di Islandia. Mukhopadhyay telah menunjukkan bahwa mantel bumi itu heterogen, dengan setidaknya dua sumber terpisah, dan bahwa sumber-sumber tersebut setidaknya berusia 4,5 miliar tahun. Artinya, lebih tua dari Bulan. “Itu sesuai dengan hipotesis kami,” kata Yuan. Salah satu sumbernya bisa jadi mantel Theia, yang terawetkan di mantel bumi setelah tumbukan.

Yuan berikutnya beralih ke astrofisikawan ASU Steven Desch, yang pada 2019 telah menerbitkan perkiraan baru untuk komposisi Theia itu sendiri. Desch, bersama dengan Katharine Robinson di Lunar and Planetary Institute di Houston, menggunakan komposisi sampel bulan dari misi Apollo untuk memodelkan kemungkinan Theia, menyimpulkan bahwa itu jauh lebih besar dari yang diharapkan – seukuran 1 proto-Bumi, atau 4 Planet Mars. Yang lebih penting bagi Yuan, Desch dan Robinson memperkirakan bahwa mantel Theia memiliki kelimpahan oksida besi yang lebih tinggi daripada Bumi. Artinya, planet itu lebih padat, jadi saat kedua planet bertabrakan, mantel Theia akan tenggelam.

Yuan dan Desch bekerja sama untuk mencari tahu seperti apa komposisi mantel Theia agar menyerupai LLSVP saat ini setelah 4,5 miliar tahun konveksi mantel. Mereka menemukan bahwa jika Theia lebih padat dari perkiraan Desch sebelumnya, mantelnya akan tenggelam terlalu banyak, membentuk lapisan global, bukan dua tumpukan. Sebaliknya, kalkulasi mereka mengungkapkan perkiraan ukuran dan kepadatan Theia tepat.

Post navigation