Diposting Selasa, 21 Desember 2010 jam 3:49 am oleh Gun HS

Sejumlah Sisa Air pada Planetesimal Mungkin Menciptakan Lautan di Bumi dan Planet Berbatu Lainnya

Suka dengan artikel ini?

Jelajahi artikel-artikel FaktaIlmiah yang berdasarkan apa yang dibaca dan ditonton teman-teman.
Terbitkan aktivitas Anda sendiri dan dapatkan kendali penuh.
Login

Selasa, 21 Desember 2010 -


Studi menunjukkan bahwa sejumlah sisa air pada planetesimal bisa menciptakan lautan di Bumi dan planet-planet daratan lainnya, termasuk yang berada di luar tata surya.

Satu pertanyaan yang telah membingungkan para ilmuwan planet adalah bagaimana lautan terbentuk pada permukaan planet terestrial (daratan) seperti Bumi – planet berbatu yang terbuat dari silikat dan logam. Diyakini bahwa, selain Bumi, planet terestrial Mars dan Venus mungkin memiliki lautan segera setelah pembentukan mereka. Ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa planet-planet terbentuk dari gumpalan batu yang disebut planetesimal, yang kemudian dikombinasi dalam tumbukan energi tinggi dan meninggalkan liputan batuan cair atau magma pada permukaannya. Tidak butuh waktu terlalu lama bagi lautan magma ini untuk mendingin, dan banyak peneliti berpendapat bahwa lautan air tercipta di kemudian hari, ketika objek yang mengandung es, seperti komet dan asteroid, mengendapkan air di atas planet berbatu.

Namun studi baru-baru ini, oleh ilmuwan planet MIT, menunjukkan bahwa planetesimal sendiri menyediakan air yang bisa menciptakan lautan. Lindy Elkins-Tanton, Asisten Profesor Geologi di Fakultas Ilmu Bumi, Atmosfer dan Planet MIT, melaporkan dalam makalah baru-baru ini dalam Astrophysics and Space Science, bahwa planetesimal ini mengandung sejumlah sisa air – setidaknya 0,01 hingga 0,001 persen dari total massa mereka (para ilmuwan tidak mengetahui ukuran tepatnya planetesimal, namun mereka memperkirakan bahwa planetesimal yang membentuk bumi ini berdiameter antara ratusan hingga ribuan kilometer). Dalam tulisan ini, Elkins-Tanton mengatakan kemungkinan bahwa sejumlah kecil air dalam planetesimal bahkan bisa menciptakan atmosfer uap yang kemudian didinginkan dan terkondensasi ke dalam lautan cair di atas planet terestrial.

“Sejumlah kecil air ini berproses ke dalam planet pada cara kami bisa memperkirakannya,” kata Elkins-Tanton, yang menciptakan model-model baru untuk detail kimia dan fisika pembekuan planet. Dengan menunjukkan bahwa sebagian besar planet berbatu yang membentuk lautan air di awal sejarah mereka, analisis ini bisa membantu menentukan planet di luar tata surya, atau eksoplanet, mungkin memiliki air dan oleh karena itu akan menjadi kandidat yang mungkin untuk menjadi tuan rumah bagi kehidupan. Ini hanya berlaku untuk eksoplanet berbatu karena sebagian besar dari sekitar 500 eksoplanet yang ditemukan sampai saat ini dianggap terlalu panas dan bergas untuk menjadi inang kehidupan.

Pendinginan Planet

Sampel meteorit yang berasal dari planetesimal menunjukkan bahwa tubuh berbatu mengandung sejumlah kecil air. Untuk menentukan apa yang terjadi pada air di dalam planetesimal, Elkins-Tanton memeriksa setiap langkah dari proses solidifikasi untuk planet berbatu dalam tata surya (dia tidak mempertimbangkan raksasa gas seperti Jupiter karena dari segi fisik bagaimana planet-planet ini terbentuk adalah sama sekali berbeda). Walaupun proses ini telah dimodelkan sebelumnya, tidak ada yang menyelidiki apakah air pada planetesimal bisa menghasilkan lautan.

Pertama, Elkins-Tanton memodelkan bagaimana magma mengkristal menjadi mineral pada planet berbatu. Hal ini memungkinkannya untuk menghitung berapa banyak air pada planetesimal akan ditangkap di dalam mineral tersebut, dan berapa banyak akan tetap berada di dalam magma akibat pendinginan. Dia kemudian menggabungkan rincian tentang tingkat kejenuhan magma ke dalam model dan mengamati bahwa setiap air yang tidak larut di dalam magma akan membentuk gelembung. Model ini mengungkapkan bahwa ketika planet mendingin dan membentuk mantel yang solid, gelembung-gelembung dalam lautan magma akan naik untuk membentuk atmosfer, uap tebal yang menutupi planet ini. Uap itu akhirnya akan runtuh untuk menciptakan lautan cair.

Gagasan bahwa sejumlah sisa air pada planetesimal bisa menimbulkan lautan luas mungkin tampak terlalu mengada-ada hingga muncul pertimbangan seberapa kecil samudera bisa relatif pada ukuran dan massa planet. Lautan Bumi saat ini, misalnya, mencapai hanya 0,02 persen dari massa planet, termasuk inti logamnya. Jadi, jika sebagian besar jumlah kecil air dalam planetesimal mencapai permukaan planet sebagai magma yang membeku, ini akan cukup untuk membentuk lautan yang mirip dengan Bumi.

Untuk Bumi, Elkins-Tanton memperkirakan bahwa proses ini terjadi dalam waktu puluhan juta tahun setelah planetesimal jatuh bersamaan. Artinya, planet ini bisa saja dihuni segera setelah terbentuk. Dia memprediksi bahwa proses yang sama bisa memakan waktu hingga ratusan juta tahun untuk super-Bumi, atau eksoplanet yang setidaknya dua kali lebih besar dari Bumi. Karena penelitian menunjukkan bahwa super-Bumi berbatu semestinya mengembangkan lautan segera setelah mereka terbentuk, dan karena air diperlukan untuk kehidupan, ada kemungkinan bahwa planet itu mungkin menjadi tuan rumah bagi kehidupan.

Kehidupan Laut

“Studi ini memberi kita titik awal yang sangat penting untuk memahami evolusi dan sejarah planet,” kata Pin Chen, seorang ilmuwan riset di Jet Propulsion Laboratory NASA, yang mempelajari atmosfer planet. Ia yakin bahwa penelitian ini bisa digunakan untuk membuat prediksi tentang samudera di eksoplanet karena “hal ini sangat baik didasarkan pada prinsip-prinsip dasar fisika, kimia dan dinamika termal.”

Meskipun analisisnya menunjukkan bahwa lautan diharapkan akan lazim dalam sejarah awal suatu planet berbatu, ia tidak memberi rincian tentang berapa lama lautan ini akan berlangsung, yang mana Chen mengatakan bahwa sangat penting untuk mencari tahu apa yang terjadi pada lautan yang mungkin menutupi Mars dan Venus. Karena atmosfer bertanggung jawab melepaskan air dari lautan ke dalam ruang, ia menyarankan pemodelan tambahan interaksi antara atmosfer dan mantel sebuah planet berbatu yang masih muda.

Dalam pekerjaan masa depan, Elkins-Tanton berencana memodelkan kimia atmosfer ini untuk mencari tahu jenis atmosfer apa yang bisa dibuat dengan proses pembekuan, seperti pengoksidasian atmosfir (mengandung oksigen) atau pengurangan atmosfer (mengandung hidrogen). Dia juga tertarik untuk menentukan kondisi-kondisi apa saja selain samudra cair yang bisa membantu memulai kehidupan di sebuah planet terestrial.

Gun HS
There's only one thing I figured about myself: Complex
Bergabung dengan 1000 orang lebih dengan kami melalui sosial media

Berlangganan artikel dan berita terbaru dari kami via email


Aktifitas

© 2010 FaktaIlmiah.com. Hak cipta asli oleh faktailmiah
Anda boleh mendistribusikannya dengan mencantumkan referensi dari situs kami.