Menurut teori yang paling diterima secara luas, Bulan terbentuk kira-kira 4,5 miliar tahun yang lalu ketika benda seukuran Mars bernama Theia bertabrakan dengan Bumi (alias. Hipotesis Dampak Raksasa). Dampak ini memunculkan sejumlah besar puing yang secara bertahap bergabung menjadi satu-satunya satelit alami Bumi. Salah satu bukti paling meyakinkan untuk teori ini adalah fakta bahwa Bumi dan Bulan sangat mirip dalam hal komposisi.
Namun, penelitian sebelumnya yang melibatkan simulasi komputer telah menunjukkan bahwa jika Bulan diciptakan oleh tumbukan raksasa, ia seharusnya menyimpan lebih banyak material dari penabrak itu sendiri. Tetapi menurut sebuah studi baru yang dilakukan oleh tim dari University of New Mexico, ada kemungkinan bahwa Bumi dan Bulan tidak sama seperti yang diperkirakan sebelumnya.
Studi yang menggambarkan temuan mereka, berjudul "Komposisi isotop oksigen berbeda Bumi dan Bulan", baru-baru ini muncul dalam jurnal Geosains Alam. Studi ini dilakukan oleh Erick J. Cano dan Zachary D. Sharp dari Departemen Ilmu Bumi dan Planet, UNM, dan Charles K. Shearer dari UNM's Institute of Meteoritics.
Teori bahwa Bumi dan Bulan pernah menjadi satu tubuh telah ada sejak abad ke-19. Tetapi baru setelah sampel batuan dibawa kembali oleh astronot Apollo, para ilmuwan memiliki bukti definitif bahwa Bumi dan Bulan terbentuk bersama. Sampel-sampel ini menunjukkan bahwa seperti Bumi, Bulan tersusun dari mineral silikat dan logam yang dibedakan antara inti logam dan mantel silikat serta kerak bumi.
Sementara Bulan memiliki lebih sedikit zat besi dan lebih sedikit dalam hal elemen yang lebih ringan, Hipotesis Dampak Raksasa menjelaskan hal ini dengan cukup baik. Besi, suatu unsur yang sangat berat, akan dipertahankan oleh Bumi sementara panas dan kekuatan ledakan dampak menyebabkan unsur-unsur yang lebih ringan mendidih dan dikeluarkan ke luar angkasa. Sisa bahan dari Bumi dan Theia kemudian akan didinginkan dan kemudian dicampur untuk membentuk Bumi dan Bulan seperti yang kita kenal sekarang.
Teori ini juga menjelaskan kecepatan dan sifat yang dengannya bulan mengorbit bumi; khususnya, bagaimana itu terkunci secara tidal dengan planet kita. Namun, penelitian sebelumnya yang melibatkan simulasi komputer telah menunjukkan bahwa dalam skenario ini, sekitar 80% Bulan harus terdiri dari bahan yang berasal dari Theia.
Ini menghadirkan masalah serius bagi para astronom dan ahli geologi, dan berbagai teori telah diajukan untuk menjelaskan hal ini. Dalam satu skenario, Theia memiliki komposisi yang mirip dengan Bumi, yang akan menjelaskan mengapa Bumi dan Bulan tampak sangat mirip. Di tempat lain, pencampuran bahan sangat teliti, sampai-sampai Bumi dan Bulan mempertahankan unsur-unsur Theia.
Sayangnya, penjelasan ini tidak konsisten dengan apa yang kita ketahui tentang Tata Surya atau menghadirkan masalah teoretisnya sendiri. Untuk menjelaskan hal ini, Cano dan rekan-rekannya mempertimbangkan ketidakkonsistenan kunci dengan Hipotesis Dampak Raksasa. Pada dasarnya, ketika para ilmuwan memeriksa sampel batuan bulan Apollo, mereka mencatat bahwa nilai-nilai isotop oksigen hampir identik dengan yang ditemukan pada batuan di Bumi.
Jika Hipotesis Dampak Raksasa benar, maka prekursor ke Bumi dan Bulan memiliki nilai yang sama untuk memulai, atau homogenisasi ekstensif terjadi setelah peristiwa dampak. Untuk mengatasi ini, Cano dan rekan-rekannya melakukan analisis isotop oksigen presisi tinggi dari berbagai batuan bulan yang berbeda. Apa yang mereka temukan adalah bahwa batu bulan menunjukkan konsentrasi isotop oksigen yang lebih ringan daripada Bumi.
Selain itu, perbedaan meningkatkan probe yang lebih dalam dari kerak ke mantel. Mereka mengaitkan ini dengan fakta bahwa kerak adalah tempat puing-puing dari Bumi dan Theia bercampur, sedangkan bagian dalamnya adalah tempat bahan dari Theia akan lebih terkonsentrasi. Ketika mereka merangkum dalam studi mereka:
“Nilai-nilai isotop oksigen dari sampel bulan berkorelasi dengan litologi, dan kami mengusulkan bahwa perbedaan dapat dijelaskan dengan mencampur antara uap cahaya isotopically, yang dihasilkan oleh dampak, dan bagian terluar dari samudera magma awal bulan. Data kami menunjukkan bahwa sampel yang berasal dari mantel bulan dalam, yang berat isotop dibandingkan dengan Bumi, memiliki komposisi isotop yang paling mewakili penabrak proto-bulan, "Theia". "
Singkatnya, temuan penelitian tim menunjukkan bahwa Bumi dan Theia tidak sama dalam komposisi, yang memberikan bukti definitif pertama bahwa Theia kemungkinan terbentuk lebih jauh dari Matahari daripada Bumi. Demikian pula, karya mereka menunjukkan bahwa komposisi isotop oksigen yang berbeda dari Theia dan Bumi tidak sepenuhnya dihomogenisasi oleh dampak pembentukan Bulan.
Penelitian ini mengingatkan pada penelitian yang baru-baru ini dilakukan oleh tim dari Yale dan Institut Teknologi Tokyo. Menurut pekerjaan mereka, Bumi masih merupakan bola magma yang panas ketika dampak pembentukan Bulan terjadi. Inilah yang memungkinkan materi dari Theia hilang ke angkasa sementara materi dari Bumi dengan cepat bersatu membentuk Bulan.
Apakah materi dari Theia hilang ke ruang angkasa atau dipertahankan sebagai bagian dari interior Bulan adalah sebuah pertanyaan yang para ilmuwan akan dapat memeriksa lebih penuh berkat banyak misi pengembalian sampel yang akan terjadi di tahun-tahun mendatang. Ini termasuk NASA mengirim astronot kembali ke permukaan bulan (Proyek Artemis) dan beberapa penemu yang dikirim oleh China (Ubah 5 dan Ubah 6 misi).
Ini dan misteri lain tentang satu-satunya satelit Bumi memiliki peluang bagus untuk dijawab segera!
