Form Belerang Langka Ion Trisulphur Dominan di Kedalaman Kerak Bumi

Tinuku
News KeSimpulan.com - Belerang langka mendominasi kedalaman. Ion Trisulphur yang ditemukan jauh di bawah tanah mungkin merevisi teori-teori terbentuknya Bumi.

Suatu form belerang yang jarang terlihat di permukaan Bumi (mirip dengan lapis lazuli) mungkin merupakan komposisi elemen dominan di kerak dan mantel atas Bumi. Dikenal sebagai ion trisulphur atau S3-, sangat berbeda dengan sulfat yang lebih dikenal yaitu SO42- dan sulphide atau ion sulphur S2-.

"Mereka adalah bentuk peralihan," kata Gleb Pokrovski, geokimiawan eksperimental dari Geosciences Environnement Toulouse di Perancis, melapor ke Science.

Tim Pokrovski tidak mengambil langsung sampel belerang tersebut karena hanya ditemukan terlalu jauh untuk pengeboran ke dalam kerak Bumi dan tidak menyebut bahwa material ini akan berubah secara kimiawi ketika ditarik ke permukaan.

Sebaliknya, tim menggunakan perangkat yang dikenal dengan diamond anvil cell untuk memanaskan cairan kaya belerang pada suhu dan tekanan sebanding di kedalaman 10 hingga 100 kilometer di bawah permukaan, kemudian menggunakan inframerah spektroskopi Raman untuk memantau tipologi bahan kimia yang diproduksi.

Mereka menemukan ion trisulphur merupakan bentuk paling stabil pada elemen di bawah kondisi tersebut. Diamond anvil cell sudah umum dalam penelitian geokimia, tetapi mereka menggunakannya untuk mempelajari cairan yang rumit.

"Tidak banyak tim peneliti lain melakukan hal ini," kata Pokrovski.

Temuan ini mungkin penting dalam memahami perkembangan awal Bumi. Teori konvensional menyatakan bahwa atmosfer Bumi sangat rendah oksigen sebelum fotosintesis mengambil tempat sekitar 2.000.000.000 hingga 2.400.000.000 tahun yang lalu. Teori tersebut sebagian didasarkan pada rasio empat isotop stabil belerang yaitu 32S, 33S, 34S dan 36S yang ditemukan dalam deposit mineral pada masa itu.

Rasio geokimia yang telah ditemukan tersebut dapat dipengaruhi oleh sejumlah oksigen di atmosfer sehingga material tersebut proxy untuk kadar oksigen. Tetapi Pokrovski mengatakan bahwa studi rasio tidak memperhitungkan bagaimana kemungkinan telah dipengaruhi oleh S3-.

"Isotop geokimia belerang didasarkan pada asumsi mendasar dimana sulfat (atau dioksida sulfur) dan hidrogen sulfida adalah dua spesies utama bantalan sulfur cair pada temperatur tinggi," kata Hiroshi Ohmoto, geokimiawan dari Pennsylvania State University di University Park, Pennsylvania.

"Penelitian ini menunjukkan bahwa asumsi sebelumnya terlalu sederhana dan menyarankan pentingnya mempelajari reaksi kinetika antara H2S isotop belerang, ion trisulphur, sulfat, dan SO2 untuk menafsirkan data isotop belerang secara benar pada endapan dan batuan beku," kata Ohmoto.

"Variasi Sulphur-isotope menjadi alat yang penting dalam menilai evolusi oksigen di atmosfer Bumi kuno," kata Ariel Anbar, biogeokimiawan dari Arizona State University di Tempe, yang sependapat.

"Temuan S3- dapat menjadi form penting sulfur dalam regulasi setting zona subduksi yang mungkin akan memunculkan teori baru penyebab beberapa variasi isotop sulfur, khususnya pada belerang yang berasal dari sumber gunung berapi," kata Anbar.

Craig Manning, geokimiawan dari University of California di Los Angeles, mengatakan temuan tersebut juga dapat berguna bagi mereka yang mempelajari terbentuknya bijih mulia. Senyawa sulfur sangat penting untuk proses geologi bijih bermutu tinggi dari emas, tembaga, platina dan logam mulia lainnya. Perusahaan-perusahaan pertambangan tahu di mana menemukan logam seperti itu, tetapi geokimia selama ini tidak sepenuhnya mengerti.

"Kami selalu punya masalah dengan bijih emas dimana sejumlah logam tersebut dapat larut dalam cairan geologi rendah. Menemukan cara baru untuk mendapatkan emas ke dalam larutan adalah masalah besar…" kata Manning.

Selain itu geofisikawan kadang menggunakan rasio isotop sulfur untuk melacak sumber magma dan bijih. "Ini barang rumit," kata Pokrovski, dan mungkin menjadi lebih rumit oleh temuan S3-. Langkah selanjutnya adalah menambahkan logam ke dalam solusi yang sedang diuji oleh tim Pokrovski.

"Kita harus menunjukkan bahwa form sulfur baru bisa untuk logam tersebut dan membawa mereka," kata Pokrovski.
  1. Gleb S. Pokrovski (Géosciences Environnement Toulouse - GET, ex-LMTG, UMR 5563 of CNRS, Université Paul Sabatier, 14, avenue Edouard Belin, F-31400 Toulouse, France); Leonid S. Dubrovinsky (Bayerisches Geoinstitut, Universität Bayreuth, D-95440 Bayreuth, Germany). The S3- Ion Is Stable in Geological Fluids at Elevated Temperatures and Pressures, Science, 25 February 2011: Vol.331 no.6020 pp.1052-1054, DOI:10.1126/science.1199911
  2. Craig E. Manning (Department of Earth and Space Sciences, University of California, Los Angeles, CA 90095, USA). Sulfur Surprises in Deep Geological Fluids, Science, 25 February 2011:
    Vol.331 no.6020 pp.1018-1019, DOI:10.1126/science.1202468
Géosciences Environnement Toulouse http://www.lmtg.obs-mip.fr/
Hiroshi Ohmoto http://www.geosc.psu.edu/people/faculty/personalpages/hohmoto/index.html
Ariel Anbar http://sese.asu.edu/person/ariel-anbar
Craig Manning http://www2.ess.ucla.edu/~manning/
Tinuku Store

No comments:

Post a Comment