Sampel Isotop Chlorine dan Hidrogen untuk Air di Bulan

Tinuku
(KeSimpulan) Analisis terbaru sampel isotop Bulan bertentangan. Twist lain telah muncul dalam perdebatan tentang apakah ada air di Bulan. Para peneliti mempelajari sampel Bulan dari misi Apollo menggunakan pengukuran isotop chlorine untuk menyimpulkan bahwa Bulan adalah kering (para ilmuwan menguatkan asumsi asli tahun 1970-an), tetapi bertentangan dengan studi yang lebih baru terkait kadar air Bulan.


Analisis sampel asli Apollo menunjukkan bahwa batu-batu di Bulan hampir tidak mengandung hidrogen dan dengan demikian tidak ada air. Tapi dalam beberapa tahun terakhir, para ilmuwan mengidentifikasi atom hidrogen pada sampel vulkanik Bulan (sebuah indikasi bahwa Bulan pernah menyimpan jejak air terkubur).

Temuan tersebut dirayakan musim semi ini oleh para peneliti di Lunar and Planetary Science Conference dekat Houston, Texas, di mana dibahas implikasi dari temuan tersebut. Bagaimana elemen tersebut masuk ke kedalaman Bulan yang baru terbentuk dan dari mana asal-usulnya?

Menurut teori, Bulan terbentuk dari puing-puing cair setelah objek seukuran Mars menghantam Bumi. Memahami kimia batuan Bulan akan membantu menjawab apakah Bulan sebagian besar tersusun dari material Bumi atau berasal dari proyektil yang memukulnya.

Sekarang, Zachary Sharp dari University of New Mexico di Albuquerque dan rekan-rekannya mencoba untuk menjernihkan pertanyaan-pertanyaan hidrogen bulan dengan melihat elemen yang berbeda yaitu chlorine yang dapat mengungkapkan berapa banyak hidrogen ada di Bulan ketika masih cair.

Chlorine memiliki dua isotop utama: chlorine-35 dan yang lebih berat chlorine-37 yang berisi dua neutron tambahan. Pada batuan di seluruh bumi, isotop ringan kira-kira tiga tiga kali lebih banyak dari yang lebih berat. Tetapi rasio 03:01 tidak handal untuk ditemukan di batuan Bulan seperti yang dipelajari oleh Sharp dan timnya. Sebaliknya, mereka menemukan sebuah variasi besar dalam rasio isotop chlorine dari satu sampel ke sampel berikutnya.

Sharp berpendapat bahwa di Bumi, atom chlorine dalam batuan cair akan menarik atom hidrogen dari air untuk menyusun gas hydrogen chlorine (HCl). Jika gas itu mengandung chlorine-35 akan menjauh dari Bumi dan lebih mudah terlepas ke angkasa daripada jika gas tersebut lebih terbebani oleh chlorine-37. Proses ini akan meninggalkan proporsi yang lebih tinggi pada chlorine-37 dalam batuan (kecuali kenyataan bahwa chlorine-37 pembentuk gas HCl jauh lebih mudah daripada sepupunya yang lebih ringan untuk melarikan diri dari planet ini).

Secara keseluruhan, kedua efek saling meniadakan. Kedua isotop hilang pada tingkat yang sama di mana menjaga rasio isotop chlorine 03:01 cukup konstan pada batuan yang tertinggal di Bumi.

Kehilangan isotop yang lebih ringan cenderung meningkatkan proporsi chlorine-37 tergantung pada ikatan logam atom chlorine. Ini menciptakan variasi luas dalam rasio chlorine-35 ke chlorine-37 di batuan pada lokasi yang berbeda (persis seperti Sharp dan rekan-rekannya dalam analisis sampel dari Bulan).

Berdasarkan jumlah chlorine yang dideteksi, tim Sharp memperkirakan batas atas tidak lebih dari 10 bagian per miliar hidrogen dalam sampel bulan (antara 10.000 dan 100.000 kali lebih kecil daripada yang diperkirakan). Sharp dan rekan kerjanya melaporkan temuan ini di Science.

Namun, Erik Hauri dari Carnegie Institution of Washington DC, yang merupakan bagian dari tim penemu sampel hidrogen Bulan, tidak yakin. Hauri mencatat bahwa dalam ruang hampa, hidrogen akan lolos lebih cepat bersama gas magmatik daripada chlorine di Bumi. "Dalam hal ini, perilaku air dan chlorine terpisah satu sama lain," kata Hauri.

James Webster, geokimiawan dari American Museum of Natural History di New York, mengatakan bahwa asumsi tim tentang chlorine dan interaksi hidrogen dalam uap dan magma mungkin hanya berlaku pada kedalaman yang sangat dangkal di bawah permukaan Bulan.

Francis McCubbin, geofisikawan dari Carnegie Institution menunjukkan bahwa penyelesaian perdebatan membutuhkan studi yang lebih luas: "Jumlah sampel kita secara total terbatas. Langkah berikutnya adalah menerapkan metode ini secara lebih luas terhadap sampel bulan tersebut."

Sharp merencanakan melakukan eksperimen laboratorium meniru proses degassing bulan untuk menguji interpretasi sidik jari chlorine. "Melihat Bulan memberi kita gambaran tentang sejarah awal Tata Surya," kata Sharp, pada akhirnya mengetahui interaksi elemen volatile seperti hidrogen dalam memandu survei astronom tentang sistem planet lain.
  1. Saal, A. E. et al. Nature 454, 192-195 (2008).
  2. Boyce, J. W. et al. Nature 466, 466-469 (2010).
  3. Sharp, Z. D., Shearer, C. K., McKeegan, K. D., Barnes, J. D. & Wang, Y. Q. Science doi:10.1126/science.1192606 (2010).
  4. Laursen, L. Nature doi:10.1038/news.2010.391 (2010)
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment