Tahun lalu, para ilmuwan melihat kembali data seismik yang dikumpulkan oleh eksperimen era Apollo dan menemukan bahwa mantel bawah Bulan, bagian dekat batas inti-mantel, sebagian cair (misalnya, Data Apollo Diperbaharui untuk Menyediakan Bacaan yang Tepat di Bulan) Core, Space Magazine, 6 Januari 2011). Temuan mereka menunjukkan bahwa 150 km mantel terendah berisi cairan cair 5 hingga 30%. Di Bumi, ini akan cukup meleleh untuk terpisah dari padatan, bangkit, dan meletus di permukaan. Kita tahu bahwa Bulan memiliki vulkanisme di masa lalu. Jadi, mengapa lunar bulan ini tidak meletus di permukaan hari ini? Studi eksperimental baru pada sampel bulan simulasi dapat memberikan jawaban.
Diduga bahwa magma bulan saat ini terlalu padat, dibandingkan dengan batuan di sekitarnya, untuk naik ke permukaan. Sama seperti minyak di atas air, magma yang kurang padat bersifat apung dan akan meresap di atas batuan padat. Tetapi, jika magma terlalu padat, ia akan tetap di tempatnya, atau bahkan tenggelam.
Termotivasi oleh kemungkinan ini, tim ilmuwan internasional, yang dipimpin oleh Mirjam van Kan Parker dari VU University Amsterdam, telah mempelajari karakter magma bulan. Temuan mereka, yang baru-baru ini diterbitkan dalam Journal Nature Geoscience, menunjukkan bahwa magma bulan memiliki berbagai kepadatan yang tergantung pada komposisi mereka.
Van Kan Parker dan timnya memeras dan memanaskan sampel magma yang meleleh dan kemudian menggunakan teknik penyerapan sinar-X untuk menentukan kepadatan bahan pada berbagai tekanan dan suhu. Studi mereka menggunakan bahan bulan simulasi, karena sampel bulan dianggap terlalu berharga untuk analisis destruktif tersebut. Simulan mereka memodelkan komposisi gelas volkanik Apollo 15 hijau (yang memiliki kandungan titanium 0,23% berat) dan gelas vulkanik Apollo 14 hitam (yang memiliki kandungan titanium 16,4% berat).
Sampel dari simulan ini mengalami tekanan hingga 1,7 GPa (tekanan atmosfer, di permukaan Bumi, adalah 101 kPa, atau 20.000 kali lebih sedikit dari yang dicapai dalam percobaan ini). Namun, tekanan di interior bulan bahkan lebih besar, melebihi 4,5 GPa. Jadi, perhitungan komputer dilakukan untuk memperkirakan dari hasil percobaan.
Pekerjaan gabungan menunjukkan bahwa, pada suhu dan tekanan yang biasanya ditemukan di mantel bulan yang lebih rendah, magma dengan kandungan titanium rendah (Apollo 15 gelas hijau) memiliki kepadatan yang kurang dari bahan padat di sekitarnya. Ini berarti mereka apung, harus naik ke permukaan, dan meletus. Di sisi lain, magma dengan kandungan titanium tinggi (Apollo 14 kacamata hitam) ditemukan memiliki kepadatan yang kira-kira sama atau lebih besar dari bahan padat di sekitarnya. Ini tidak akan diharapkan naik dan meletus.
Karena Bulan tidak memiliki aktivitas vulkanik aktif, lelehan saat ini terletak di bagian bawah mantel bulan harus memiliki kepadatan tinggi. Dan, hasil Ms van Kan Parker menunjukkan bahwa lelehan ini harus terbuat dari magma titanium tinggi, seperti yang membentuk kacamata hitam Apollo 14.
Temuan ini penting, karena magma titanium tinggi diperkirakan terbentuk dari batuan sumber yang kaya titanium. Batuan ini mewakili ampas yang tertinggal di dasar kerak bulan, setelah semua mineral plagioklas yang apung (yang membentuk kerak) telah diperas ke atas di lautan magma global. Menjadi padat, batu-batu kaya titanium ini akan dengan cepat tenggelam ke batas inti-mantel dalam peristiwa terbalik. Kejatuhan seperti itu bahkan telah didalilkan lebih dari 15 tahun yang lalu. Sekarang, hasil baru yang menarik ini memberikan dukungan eksperimental untuk model ini.
Batuan yang padat dan kaya titanium ini juga diharapkan memiliki banyak unsur radioaktif, yang cenderung tertinggal ketika unsur-unsur lain secara istimewa diambil oleh kristal mineral. Panas radiogenik yang dihasilkan dari peluruhan elemen-elemen ini dapat menjelaskan mengapa bagian-bagian mantel bulan yang lebih rendah masih cukup panas untuk menjadi cair. Ms van Kan Parker dan timnya berspekulasi lebih lanjut bahwa panas radiogenik ini juga dapat membantu menjaga inti bulan meleleh sebagian bahkan hari ini!
Sumber:
Sinar-X Menyinari Interior Bulan, Science Daily, 19 Februari 2012.
Daya apung netral yang kaya titanium meleleh di bagian dalam bulan yang dalam, van Kan Parker et al. Nature Geoscience, 19 Februari 2012, doi: 10.1038 / NGEO1402.
