Lava Terpanas yang Menyimpan Rahasia Bumi

Cairan magma terpanas di bumi merupakan kapsul waktu yang mencatat sejarah awal planet bumi. Magma ini sudah ada ketika bumi dilahirkan 4.5 milyar tahun yang lalu. Sekarang orang sudah mengetahui bagaimana magma dari masa pembentukan bumi tersebut masih bertahan hinngga masa kini. Magma ini bahkan kadang-kadang muncul ke permukaan. Adanya magma ini dapat memberikan kita informasi mengenai asal muasal planet bumi.

Aliran lava di kawah Aloi Amerika Serikat
Gambar asli oleh  Don Swanson
Lisensi Public Domain

Magma ini merupakan catatan yang mengabadikan sejarah awal Planet Bumi. Catatan ini tidak ditemukan dibagian Planet Bumi manapun yang dapat diakses manusia. Matt Jackson dari University of California, Santa Barbara dan rekan-rekannya menemukan bahwa cairan magma terpanas yang mencapai mantel Bumi mengandung relik-relik batuan ini.

Lava ini mengandung isotop helium yang proporsinya hanya mungkin ditemukan apabila ia terbentuk di dalam Planet Bumi pada masa purba (Jackson, et.al., 2010). Isotop ini bernama helium-3. Helium-3 merupakan jenis isotop yang sangat langka, yang pernah ditemukan biasanya berusia setua Planet Bumi. Isotop ini ringan, non-radioaktif dan sering digunakan dalam penelitian fusi nuklir. Selama ini Helium-3 diduga lebih berlimpah di Bulan. Ia berbeda dengan isotop helium-4 yang melimpah di bumi, dan dapat terbentuk akibat peluruhan elemen-elemen yang terbentuk di Bumi pada masa selanjutnya, misalnya uranium dan thorium. Semakin besar proporsi helium-3 terhadap helium-4 yang ditemukan dalam suatu sampel lava, maka kemungkinan semakin tua sampel lava tersebut.

Para ahli geologi pertama kali menemukan lava yang mengandung persentase helium-3 tinggi pada tahun 1980-an. Lava ini ditemukan disekitar titik-titik panas vulkanik. Akan tetapi lava ini juga sering ditemukan bersamaan dengan lava yang tidak menunjukkan adanya tanda-tanda helium purba. Oleh karenanya selama tiga dasawarsa terakhir para ahli geologi tengah berupaya untuk memahami mengapa ada beberapa lava mengandung helium-3 yang tinggi, sementara lava yang lainnya tidak.

Ilustrasi mantle plume
Gambar asli oleh Christyyc
Lisensi Creative Commons

Jackson dan rekan-rekannya telah menganalisa data-data yang sudah dipublikasikan untuk mengekplorasi hubungan antara proporsi helium dalam lava dari plume (plume merupakan batuan panas di mantel bumi yang juga diasumsikan sebagai pusat dari sumber magma pada gunungapi) yang tergolong dangkal dibawah 38 hotspot vulkanik, yang terukur atau dapat diperkirakan daya apung, suhu dan kecepatannya. Simpulannya menunjukkan bahwa hanya plume-plume terpanas saja yang memiliki konsentrasi helium-3 yang tinggi, sementara yang lebih dingin tidak.  

Jackson menyimpulkan bahwa daerah yang sangat padat dalam mantel bumi telah menjaga plume-plume yang panas dan gerakannya lambat, dan kandungan heliumnya yang berharga untuk tetap utuh. Sebaliknya plume-plume yang lebih dingin memiliki pori-pori yang lebih banyak sehingga mudah disusupi oleh helium-4. Akibatnya proporsi dari helium-3 yang lebih tua menjadi menyusut (Jackson, et.al., 2017).

John Tarduno dari University of Rochester di New York setuju dengan pendapat ini. Menurutnya, plume-plume yang panas memiliki daya apung yang lebih tinggi dan lebih mungkin mengalirkan lava yang kaya akan helium-3. Memahami sumber dari gejala-gejala geochemical di titik panas lava memiliki dampak yang sangat penting bagi pemahaman kita terhadap dinamika interior Bumi. Hal ini dapat membantu para ahli geologi untuk menemukan dan mengukur reservoir-reservoir purba di mantel bumi. Data-data mengenai sejarah awal planet Bumi ini penting untuk memahami bagaimana planet kita terbentuk dan berevolusi pada masa awal pembentukannya.

Daftar Pustaka

1. Jackson, M. G., Carlson, R. W., Kurz, M. D., Kempton, P. D., Francis, D., & Blusztajn, J. (2010). Evidence for the survival of the oldest terrestrial mantle reservoir. Nature, 466(7308), 853-856.
2. Jackson, M. G., Konter, J. G., & Becker, T. W. (2017). Primordial helium entrained by the hottest mantle plumes. Nature.