Bayangkan suatu saat di masa lalu Tata Surya di mana asteroid bukanlah batuan padat, tetapi gumpalan besi cair. Kedengarannya aneh, tapi mungkin itu masalahnya. Dan dalam kondisi yang tepat, beberapa asteroid itu akan memunculkan gunung berapi. Salah satu asteroid itu, Psyche, adalah tujuan misi NASA.
Itulah kesimpulan bahwa para ilmuwan di Universitas Santa Cruz datang dalam sebuah studi baru yang segera akan diterbitkan dalam Geophysical Research Letters.
Para ilmuwan itu adalah Francis Nimmo, Profesor Ilmu Bumi dan Planet di Universitas California, Santa Cruz (UCSC), dan mahasiswa pascasarjana Jacob Abrahams. Mereka memulai penelitian ini karena rencana NASA untuk mengirim pesawat ruang angkasa ke Jiwa asteroid. Psyche adalah asteroid unik; tidak hanya itu asteroid terbesar di Tata Surya kita, tetapi tampaknya merupakan inti besi dan nikel yang terpapar dari planet awal.
Dalam kekacauan Tata Surya awal, bongkahan batu bertabrakan dan kadang-kadang bergabung. Seiring waktu, mereka membentuk bongkahan yang lebih besar dan lebih besar yang akhirnya terbentuk ke planet berbatu. Di planet yang sepenuhnya terbentuk seperti Bumi, inti besi dan nikel terkubur di bawah kerak silikat. Itu sama di semua planet dan bulan terestrial, dan di sebagian besar asteroid.
Tetapi beberapa planetesimal akan mengalami tabrakan dahsyat, dan lapisan luarnya akan dilucuti, meninggalkan inti yang kaya akan besi. Inti itu akan mendingin dalam suhu dingin di ruang angkasa, dengan permukaan yang cenderung mengeras terlebih dahulu. Inilah yang mereka pikir terjadi pada Psyche.
"Suatu hari dia menoleh ke saya dan berkata,‘ Saya pikir hal-hal ini akan meletus. '"
Profesor Francis Nimmo, UCSC Earth and Planetary Sciences.
Sebelum misi NASA ke Psyche, Nimmo menjadi tertarik pada asteroid logam. Dia tertarik pada komposisi mereka, dan petunjuk apa yang bisa diberikan oleh meteorit di Bumi. Dia memiliki mahasiswa pascasarjana Jacob Abrahams menjalankan beberapa model tentang bagaimana asteroid terbentuk dan didinginkan.
Ternyata, setidaknya beberapa asteroid ini akan mengalami letusan gunung berapi besi.
"Suatu hari dia menoleh ke saya dan berkata," Saya pikir hal-hal ini akan meletus, '"kata Nimmo dalam siaran pers. "Saya tidak pernah memikirkannya sebelumnya, tetapi masuk akal karena Anda memiliki cairan yang mengapung di bawah kerak yang padat, sehingga cairan itu ingin naik ke atas."
Ferro-gunung berapi ini tidak akan meletus pada semua asteroid inti yang terekspos ini. Mereka harus cukup besar sehingga permukaannya dingin dan membeku dengan cepat, sementara intinya tetap cair. Tetapi tidak semua dari mereka akan bersikap seperti itu.
"Dalam beberapa kasus itu akan mengkristal dari pusat ke luar dan tidak akan memiliki vulkanisme, tetapi beberapa akan mengkristal dari atas ke bawah, sehingga Anda akan mendapatkan lembaran logam padat di permukaan dengan logam cair di bawahnya," kata Nimmo.
Dalam asteroid logam ini, kerak yang dipadatkan akan menekan inti cair yang melayang. Itu akan membuat besi cair terkunci di inti. Namun seiring waktu, akan ada perubahan di kerak bumi.
Kerak akan dingin, dan kompresi dan pendinginan akan membentuk retakan tegangan dan kesalahan pada kerak. Inti cair lebih ringan, dan akan berada di bawah tekanan. Saat retakan dan patahan terbentuk, besi lebur akan lolos, menciptakan ferro-gunung berapi.
"... tidak seperti lava kental dan kental yang kamu lihat di Hawaii."
Profesor Francis Nimmo, UCSC Earth and Planetary Sciences.
Kami tidak tahu seperti apa bentuk ferro-gunung berapi ini. Namun menurut kedua peneliti, setidaknya ada beberapa kemungkinan. sebagian besar tergantung pada komposisi batuan yang meleleh.
"Jika sebagian besar adalah besi murni, maka Anda akan memiliki letusan aliran permukaan dengan viskositas rendah yang menyebar dalam lembaran tipis, jadi tidak ada yang seperti aliran lava kental dan kental yang Anda lihat di Hawaii," kata Abrahams. "Pada ekstrem yang lain, jika ada unsur-unsur cahaya bercampur dan gas-gas yang berkembang dengan cepat, Anda bisa memiliki ledakan vulkanisme yang mungkin meninggalkan lubang di permukaan."
Tidak mungkin bahwa misi Psyche NASA akan dapat melihat bukti yang jelas tentang ferro-vulkanisme ini. Itu semua terjadi miliaran tahun yang lalu, dan tabrakan dan keausan akan membentuk permukaan asteroid seperti Psyche sejak saat itu. "Tidak jelas seperti apa rupa mereka sekarang," kata Abrahams.
Namun masih ada beberapa tanda-tanda ferro-gunung berapi ini. Mungkin ada variasi warna material di permukaan. Bahkan mungkin ada beberapa ventilasi vulkanik. Tapi jangan berharap ada kerucut lava.
Misi Psyche bukan hanya tentang menemukan bukti aktivitas gunung berapi; ia memiliki tujuan sains lainnya. Bahkan, menurut Nimmo, tempat terbaik untuk menemukan bukti aktivitas ferro-vulkanik pada asteroid seperti Psyche mungkin berada di asteroid logam di Bumi.
"Ada banyak meteorit logam ini, dan sekarang kita tahu apa yang kita cari, kita mungkin menemukan bukti vulkanisme di dalamnya," kata Nimmo. "Jika bahan meletus ke permukaan, itu akan mendingin sangat cepat, yang akan tercermin dalam komposisi meteorit. Dan mungkin ada lubang di dalamnya yang tersisa karena keluar dari gas. ”
Pasangan ilmuwan mempresentasikan hasil ini di Lunar dan Planetary Science Conference baru-baru ini, dan menemukan bahwa tim peneliti lain telah sampai pada kesimpulan yang sama. Abstrak dari hasil tim itu ada di sini.
Ini adalah hasil yang menarik, sebagian karena gambar yang mereka lukis. Sebuah planetesimal, atau proto-planet, yang melakukan perjalanan melalui Tata Surya kuno, mengalami tabrakan dahsyat. Permukaan dilucuti, hanya menyisakan inti cair. Permukaan mendingin, menjebak inti cair di bawahnya, hanya untuk melarikan diri di ferro-gunung berapi saat tekanan memaksa retakan di permukaan.
"Ini bukan ide yang mengejutkan, tapi kami tidak pernah memikirkan tentang vulkanisme besi sebelumnya, jadi ini adalah sesuatu yang baru dan menarik untuk diselidiki," kata Abrahams.
Misi Psyche NASA dijadwalkan untuk diluncurkan pada tahun 2022. Pada tahun 2026, misi itu akan tiba di Psyche, kemudian menghabiskan 21 bulan mengorbit asteroid, memetakan fitur permukaannya dan mempelajari sifat-sifat lainnya. Pesawat ruang angkasa akan mencakup beberapa instrumen:
- Imager Multispektral
- Gamma Ray dan Neutron Spectrometer
- Magnetometer
- Investigasi Sains Gravitasi X-Band
Misi Psyche juga akan menguji sistem komunikasi laser baru yang disebut Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Sumber:
- Siaran Pers: Gunung berapi besi mungkin telah meletus pada asteroid logam
- Makalah Penelitian: Ferrovolcanisme: Vulkanisme Besi pada Asteroid Logam
- Tinjauan Misi Jiwa NASA
