Lautan magma yang ‘cair’ menyebabkan pembentukan kerak Bulan


Para ilmuwan telah menunjukkan bagaimana pembekuan ‘cairan’ lautan magma mungkin bertanggung jawab atas komposisi kerak Bulan.

Para ilmuwan, dari Universitas Cambridge dan Ecole normale supérieure de Lyon, telah mengusulkan model kristalisasi baru, di mana kristal tetap tersuspensi dalam magma cair selama ratusan juta tahun saat ‘lumpur’ bulan membeku dan memadat. Itu hasil dilaporkan dalam jurnal Surat Penelitian Geofisika.

Lebih dari lima puluh tahun yang lalu, astronot Apollo 11 mengumpulkan sampel dari Dataran Tinggi Bulan. Wilayah Bulan yang besar dan pucat ini – terlihat dengan mata telanjang – terdiri dari batuan yang relatif ringan yang disebut anorthosites. Anorthosites terbentuk di awal sejarah Bulan, antara 4,3 dan 4,5 miliar tahun yang lalu.

Magma bulan. Kredit: Pusat Penerbangan Luar Angkasa NASA/Goddard

Anorthosites serupa, yang terbentuk melalui kristalisasi magma, dapat ditemukan di ruang magma yang membatu di Bumi. Memproduksi anorthosite dalam jumlah besar yang ditemukan di Bulan, bagaimanapun, akan membutuhkan lautan magma global yang sangat besar.

Para ilmuwan percaya bahwa Bulan terbentuk ketika dua protoplanet, atau dunia embrionik, bertabrakan. Yang lebih besar dari kedua protoplanet ini menjadi Bumi, dan yang lebih kecil menjadi Bulan. Salah satu hasil dari tabrakan ini adalah bahwa Bulan sangat panas – sangat panas sehingga seluruh mantelnya adalah magma cair, atau lautan magma.

“Sejak era Apollo, diperkirakan bahwa kerak bulan dibentuk oleh kristal anorthite ringan yang mengambang di permukaan lautan magma cair, dengan kristal yang lebih berat membeku di dasar laut,” kata rekan penulis Chloé Michaut dari Ecole normale supérieure. de Lyon. “Model ‘flotasi’ ini menjelaskan bagaimana Dataran Tinggi bulan mungkin terbentuk.”

Namun, sejak misi Apollo, banyak meteorit bulan telah dianalisis dan permukaan Bulan telah dipelajari secara ekstensif. Anorthosites bulan tampak lebih heterogen dalam komposisi mereka daripada sampel Apollo asli, yang bertentangan dengan skenario flotasi di mana lautan cair adalah sumber umum dari semua anorthosites.

Rentang usia anorthosite – lebih dari 200 juta tahun – sulit untuk didamaikan dengan lautan magma yang pada dasarnya cair yang waktu pemadatan karakteristiknya mendekati 100 juta tahun.

“Mengingat rentang usia dan komposisi anorthosites di Bulan, dan apa yang kita ketahui tentang bagaimana kristal mengendap di magma yang membeku, kerak bulan pasti terbentuk melalui beberapa mekanisme lain,” kata rekan penulis. Profesor Jerome Neufeld dari Departemen Matematika Terapan dan Fisika Teoritis Cambridge.

Michaut dan Neufeld mengembangkan model matematika untuk mengidentifikasi mekanisme ini.

Dalam gravitasi bulan yang rendah, pengendapan kristal sulit, terutama ketika diaduk dengan kuat oleh lautan magma yang konveksi. Jika kristal tetap tersuspensi sebagai bubur kristal, maka ketika kandungan kristal bubur melebihi ambang batas kritis, bubur menjadi kental dan lengket, dan deformasi lambat.

Peningkatan kandungan kristal ini terjadi paling dramatis di dekat permukaan, di mana lautan magma cair didinginkan, menghasilkan interior cair yang panas dan tercampur dengan baik dan ‘tutup’ bulan yang bergerak lambat dan kaya kristal.

“Kami percaya bahwa dalam ‘tutup’ yang stagnan inilah kerak bulan terbentuk, saat lelehan ringan yang diperkaya anorthite merembes dari bubur kristal konveksi di bawahnya,” kata Neufeld. “Kami menyarankan bahwa pendinginan lautan magma awal mendorong konveksi yang begitu kuat sehingga kristal tetap tersuspensi sebagai bubur, seperti kristal dalam mesin cair.”

Batuan permukaan bulan yang diperkaya kemungkinan terbentuk di ruang magma di dalam tutupnya, yang menjelaskan keragamannya. Hasilnya menunjukkan bahwa skala waktu pembentukan kerak bulan adalah beberapa ratus juta tahun, yang sesuai dengan usia anorthosites bulan yang diamati.

Magmatisme serial awalnya diusulkan sebagai mekanisme yang mungkin untuk pembentukan anorthosites bulan, tetapi model cair akhirnya mendamaikan gagasan ini dengan samudra magma bulan global.

Sumber: Universitas Cambridge




Pos terkait