Inti bumi yang ganas bukan penyendiri - ia telah ditangkap berbaur dengan lapisan-lapisan lain di bawah dunia. Itu menurut sebuah penelitian baru yang menemukan bagian terdalam dari planet ini membocorkan sebagian isinya menjadi bulu mantel, beberapa di antaranya akhirnya mencapai permukaan bumi.
Penemuan ini membantu menyelesaikan debat yang telah berkecamuk selama beberapa dekade: apakah inti dan mantel saling bertukar materi, kata para peneliti.
"Temuan kami menunjukkan beberapa bahan inti benar-benar berpindah ke dasar bulu mantel ini, dan inti telah membocorkan bahan ini selama 2,5 miliar tahun terakhir," tulis para peneliti dalam The Conversation, sebuah situs di mana para ilmuwan menulis tentang penelitian mereka untuk publik.
Temuan ini dimungkinkan oleh logam tungsten (W), elemen 74 pada tabel periodik. Jika tungsten membuat profil kencan, itu akan mencatat bahwa itu adalah siderofil, atau "pecinta besi." Jadi, tidak mengherankan bahwa banyak tungsten bergaul di inti bumi, yang utamanya terbuat dari besi dan nikel.
Pada profilnya, tungsten juga akan mencantumkan bahwa ia memiliki beberapa isotop (elemen dengan jumlah neutron yang berbeda dalam nukleusnya), termasuk W-182 (dengan 108 neutron) dan W-184 (dengan 110 neutron). Sementara menyusun studi mereka, para peneliti menyadari bahwa isotop ini dapat membantu mereka memecahkan pertanyaan inti yang bocor.
Unsur lain, hafnium (Hf), adalah lithophile, yang berarti ia menyukai batu dan dapat ditemukan dalam mantel silikat yang kaya di Bumi. Dengan waktu paruh 8,9 juta tahun, isotop radioaktif Hafnium Hf-182 meluruh menjadi W-182. Ini berarti bahwa mantel harus memiliki lebih banyak W-182 daripada inti, para ilmuwan beralasan.
"Oleh karena itu, pertukaran kimia antara inti dan sumber bulu mantel dapat dideteksi dalam rasio 182W / 184W dari basal pulau laut," yang berasal dari bulu-bulu di mantel, tulis para peneliti dalam penelitian tersebut.
Tetapi perbedaan tungsten ini akan menjadi sangat kecil: Komposisi tungsten-182 dalam mantel dan inti diharapkan berbeda hanya sekitar 200 bagian per juta (ppm). "Kurang dari lima laboratorium di dunia dapat melakukan jenis analisis ini," tulis para peneliti dalam The Conversation.
Selain itu, tidak mudah untuk mempelajari inti, karena dimulai pada kedalaman sekitar 1.800 mil (2.900 kilometer) di bawah tanah. Untuk menempatkan itu dalam perspektif, lubang manusia terdalam yang pernah digali adalah Kola Superdeep Borehole di Rusia, yang memiliki kedalaman sekitar 7,6 mil (12,3 km).
Jadi, para peneliti mempelajari hal terbaik berikutnya: bebatuan yang mengalir ke permukaan bumi dari mantel yang dalam di Pilbara Craton di Australia Barat, dan titik api Pulau Réunion dan Kepulauan Kerguelen di Samudra Hindia.
Kebocoran terdeteksi
Jumlah tungsten pada batuan ini mengungkapkan kebocoran dari inti. Selama masa hidup Bumi, ada perubahan besar dalam rasio W-182-ke-W-184 dalam mantel Bumi, para peneliti menemukan. Anehnya, batu tertua di Bumi memiliki rasio W-182-ke-W-184 yang lebih tinggi daripada kebanyakan batu modern, mereka menemukan.
"Perubahan dalam rasio mantel 182W / 184W menunjukkan bahwa tungsten dari inti telah bocor ke mantel untuk waktu yang lama," tulis para peneliti dalam The Conversation.
Bumi berusia sekitar 4,5 miliar tahun. Namun, batuan mantel tertua di planet ini, tidak memiliki perubahan signifikan dalam isotop tungsten. Ini menunjukkan bahwa dari 4,3 miliar menjadi 2,7 miliar tahun yang lalu, ada sedikit atau tidak ada pertukaran bahan dari inti ke mantel atas, kata para peneliti.
Tetapi dalam 2,5 miliar tahun terakhir, komposisi isotop tungsten dalam mantel telah banyak berubah. Kenapa ini terjadi? Jika bulu mantel naik dari batas inti-mantel, maka mungkin, seperti melihat-lihat, bahan dari permukaan bumi akan turun ke mantel dalam, kata para peneliti. Bahan permukaan ini memiliki oksigen di dalamnya, elemen yang dapat mempengaruhi tungsten, kata para peneliti.
"Subduksi, istilah yang digunakan untuk batuan dari permukaan bumi yang turun ke mantel, mengambil bahan kaya oksigen dari permukaan ke mantel dalam sebagai komponen integral dari lempeng tektonik," tulis para peneliti dalam The Conversation. "Eksperimen menunjukkan bahwa peningkatan konsentrasi oksigen pada batas inti-mantel dapat menyebabkan tungsten terpisah dari inti dan ke dalam mantel."
Atau, mungkin ketika inti dalam memadat setelah Bumi terbentuk, konsentrasi oksigen di inti luar meningkat, kata para peneliti. "Dalam hal ini, hasil baru kami dapat memberi tahu kami sesuatu tentang evolusi inti, termasuk asal usul medan magnet Bumi," tulis mereka dalam The Conversation.
