Selama berabad-abad, para ilmuwan telah berusaha menjelaskan bagaimana Bulan terbentuk. Sementara beberapa orang berpendapat bahwa itu terbentuk dari materi yang hilang oleh Bumi karena gaya sentrifugal, yang lain menyatakan bahwa Bulan yang terbentuk sebelumnya ditangkap oleh gravitasi Bumi. Dalam beberapa dekade terakhir, teori yang paling banyak diterima adalah hipotesis dampak-Raksasa, yang menyatakan bahwa Bulan terbentuk setelah Bumi dikejutkan oleh benda seukuran Mars (bernama Theia) 4,5 miliar tahun yang lalu.
Menurut sebuah studi baru oleh tim peneliti internasional, kunci untuk membuktikan teori mana yang benar mungkin berasal dari tes nuklir pertama yang dilakukan di Bumi, sekitar 70 tahun yang lalu. Setelah memeriksa sampel kaca radioaktif yang diperoleh dari tempat uji Trinity di New Mexico (tempat bom atom pertama diledakkan), mereka menentukan bahwa sampel batuan Bulan menunjukkan penipisan elemen volatil yang serupa.
Penelitian ini dipimpin oleh James Day - seorang profesor geosains di Scripps Institution of Oceanography di University of California, San Diego. Bersama dengan rekan-rekannya - yang berasal dari Institut Fisika Bumi Paris, Pusat McDonnell untuk Ilmu Antariksa, dan Pusat Antariksa Johnson milik NASA - mereka memeriksa sampel kaca yang diambil dari situs uji Trinity untuk menentukan komposisi kimianya.
Gelas ini, yang dikenal sebagai trinite, dibuat ketika bom plutonium diledakkan di lokasi uji Trinity pada tahun 1945 sebagai bagian dari Proyek Manhattan. Untuk jarak 350 meter (1.100 kaki) dari ground zero, pasir arkosic (yang terutama terdiri dari butiran kuarsa dan feldspar) diubah menjadi kaca berwarna hijau oleh panas dan tekanan ekstrem yang disebabkan oleh ledakan besar-besaran.
Selama bertahun-tahun, para ilmuwan telah mempelajari endapan-endapan kaca ini, yang mereka tentukan adalah hasil dari pasir yang tersedot ke dalam ledakan, dan kemudian turun hujan sebagai cairan cair ke permukaan. Ketika Day dan rekan-rekannya memeriksanya, mereka mencatat bahwa sampel kaca itu kehabisan seng dan elemen volatil lainnya - yang diketahui menguap di bawah panas dan tekanan yang ekstrem - tergantung pada seberapa jauh mereka dari tanah nol.
Menurut penelitian mereka, yang dipublikasikan di Kemajuan Sains pada 8 Februari 2017, sampel trinite yang diperoleh antara 10 dan 250 meter (30 hingga 800 kaki) dari lokasi ledakan jauh lebih banyak daripada elemen yang diambil dari sampel yang jauh. Selain itu, isotop seng yang tersisa lebih berat dan kurang reaktif daripada yang lain.
Mereka kemudian membandingkan hasil ini dengan studi yang dilakukan pada batu bulan, yang menunjukkan penipisan elemen volatil yang serupa. Dari ini, mereka menentukan bahwa kondisi panas dan tekanan yang serupa ada pada suatu waktu di Bulan yang menyebabkan unsur-unsur ini menguap. Ini konsisten dengan teori bahwa dampak besar terjadi di masa lalu yang mengubah permukaan Bulan menjadi samudera magma.
Seperti yang dijelaskan Day dalam siaran pers UC San Diego:
“Hasilnya menunjukkan bahwa penguapan pada suhu tinggi, mirip dengan yang terjadi pada awal pembentukan planet, mengarah pada hilangnya unsur-unsur yang mudah menguap dan pengayaan isotop berat di bahan sisa dari acara tersebut. Ini adalah kebijaksanaan konvensional, tetapi sekarang kami memiliki bukti eksperimental untuk menunjukkannya. "
Sementara teori dominan sejak 1980-an telah menjadi hipotesis dampak Raksasa, perdebatan telah berlangsung dan tunduk pada temuan baru. Misalnya, kembali pada Januari 2017, sebuah studi baru yang diterbitkan di Geosains Alam - yang dipimpin oleh Raluca Rufu dari Weizmann Institute of Science di Rehovot, Israel - mengindikasikan bahwa Bulan mungkin merupakan hasil dari banyak tabrakan yang lebih kecil.
Dengan menggunakan simulasi komputer, tim Weizmann menemukan bahwa beberapa tumbukan kecil dapat membentuk banyak moonlet di sekitar Bumi yang kemudian akan bergabung untuk menciptakan Bulan. Tetapi dengan menunjukkan bahwa unsur-unsur yang mudah menguap mengalami reaksi yang sama terhadap panas dan tekanan, di mana pun reaksi berlangsung, Day dan rekan-rekannya telah menawarkan beberapa bukti kuat yang mengarah pada peristiwa dampak tunggal.
Studi ini adalah yang terbaru dari seri yang membantu para ilmuwan Bumi untuk membatasi kapan dan bagaimana Bulan terbentuk, yang juga membantu kita untuk mendapatkan pemahaman yang lebih baik tentang sejarah Tata Surya dan formasinya.
