

Meteorit besi dari inti planetesimal yang meleleh (kiri) dan meteorit kondrit, berasal dari planetesimal 'primitif' yang tidak meleleh (kanan). (Kredit: Rayssa Martins/Ross Findlay)
CAMBRIDGE, Inggris Raya — Segala sesuatu mempunyai permulaan, dan sebuah studi baru menemukan bahwa permulaan kehidupan di Bumi terjadi dalam bentuk asteroid yang meleleh. Penelitian baru dari Inggris menelusuri jejak kimiawi seng dalam meteorit untuk menemukan unsur volatil pertama yang ditemukan di Bumi. Tanpa asteroid yang bertabrakan dengan Bumi, penulis berpendapat bahwa tidak akan ada cukup bahan kimia di sini untuk memulai kehidupan.
Volatil adalah unsur atau senyawa yang berubah menjadi uap pada suhu rendah. Selain air, zat yang mudah menguap merupakan enam unsur paling umum dalam organisme hidup. Menurut penelitian yang dipublikasikan di Kemajuan Ilmu Pengetahuanseng yang ditemukan dalam meteorit memberikan peluang unik untuk mengeksplorasi asal usul kehidupan karena mengandung profil unik dengan berbagai unsur yang mudah menguap.
Penelitian sebelumnya menunjukkan seng bumi berasal dari seluruh tata surya. Sekitar setengahnya mungkin berasal dari Jupiter, sementara separuh lainnya kemungkinan besar berasal dari benda langit yang lebih dekat ke Bumi.
“Salah satu pertanyaan paling mendasar tentang asal usul kehidupan adalah dari mana asal bahan yang kita perlukan agar kehidupan bisa berevolusi,” kata penulis utama studi Rayssa Martins, peneliti dari Departemen Ilmu Bumi Universitas Cambridge, dalam siaran persnya. “Jika kita dapat memahami bagaimana bahan-bahan ini muncul di Bumi, hal ini mungkin memberi kita petunjuk tentang bagaimana kehidupan berasal dari sini, dan bagaimana kehidupan bisa muncul di tempat lain.”


Studi baru ini menunjukkan bahwa beberapa bahan penyusun bumi berasal dari planetesimal lain. Ini adalah bahan penyusun utama bagi planet berbatu seperti Bumi. Mereka berkumpul melalui proses yang disebut akresi, di mana partikel-partikel di sekitar bintang muda berkumpul dan membentuk benda yang lebih besar.
Tidak semua planetesimal itu sama. Yang paling awal di tata surya terkena tingkat radioaktivitas yang tinggi, yang menyebabkan pencairan dan hilangnya zat-zat yang mudah menguap. Sementara itu, planetesimal yang terbentuk setelah kepunahan radioaktivitas tidak meleleh, sehingga memungkinkan mereka mempertahankan unsur-unsur yang mudah menguap.
Studi baru ini meneliti berbagai bentuk seng yang datang ke Bumi melalui sampel meteorit dalam jumlah besar. Meteorit ini berasal dari planetesimal yang berbeda. Para peneliti menggunakan data tersebut untuk menelusuri kembali periode pertambahan bumi – yang memakan waktu puluhan juta tahun – untuk membuat model kapan seng tiba di Bumi.
Hasil pemodelan menunjukkan planetesimal yang meleleh membantu membentuk 70% massa bumi. Namun, mereka hanya menyediakan sekitar 10% pasokan seng di bumi. Sebaliknya, seng bumi berasal dari bahan-bahan yang dicairkan dan tidak kehilangan unsur-unsur yang mudah menguap.
“Kita tahu bahwa jarak antara sebuah planet dan bintangnya merupakan faktor penentu dalam menentukan kondisi yang diperlukan planet tersebut untuk mempertahankan air cair di permukaannya,” kata Martins. “Tetapi hasil kami menunjukkan bahwa tidak ada jaminan bahwa planet-planet mengandung bahan-bahan yang tepat untuk memiliki cukup air dan bahan-bahan mudah menguap lainnya—terlepas dari kondisi fisiknya.”
Menelusuri asal usul unsur-unsur yang diperlukan untuk memulai kehidupan memberikan gambaran sekilas tentang masa lalu dan membantu mencari kehidupan di tempat lain di luar angkasa.
“Kondisi dan proses serupa juga mungkin terjadi di sistem planet muda lainnya,” Martins menyimpulkan. “Peran bahan-bahan yang berbeda ini dalam memasok bahan-bahan yang mudah menguap adalah sesuatu yang harus kita ingat ketika mencari planet yang dapat dihuni di tempat lain.”
Ringkasan Makalah
Metodologi
Studi ini melibatkan analisis isotop seng (Zn) di berbagai meteorit untuk memahami sumber unsur-unsur mudah menguap di bumi seperti seng. Sampel meteorit mencakup benda-benda yang berasal dari planetesimal yang terdiferensiasi dan tidak terdiferensiasi—objek yang tidak pernah meleleh sehingga dapat mempertahankan komposisi aslinya di tata surya dengan lebih baik.
Para peneliti menggunakan model pencampuran yang kompleks untuk mensimulasikan berbagai kontribusi jenis meteorit yang berbeda terhadap kandungan seng di bumi. Analisis isotop dilakukan menggunakan spektrometer massa canggih yang mengukur kelimpahan berbagai isotop Zn untuk melacak asal usulnya hingga ke berbagai jenis material tata surya.
Hasil Utama
Hasilnya menunjukkan bahwa planetesimal yang terdiferensiasi (yang telah meleleh dan kehilangan sebagian zat volatilnya) hanya menyumbangkan sekitar 10% seng bumi, padahal menyumbang sekitar 70% massa bumi. Sisanya berasal dari bahan primitif yang tidak meleleh. Hal ini menyiratkan bahwa material primitif sangat penting dalam menyumbang volatil ke planet kebumian.
Studi ini juga menggunakan metode statistik (simulasi Monte Carlo) untuk mendukung temuan tersebut, menunjukkan bahwa data tersebut selaras dengan pengukuran isotop lainnya dan mendukung teori bahwa bahan penyusun Bumi berasal dari material surya asli yang meleleh dan tidak meleleh.
Keterbatasan Studi
Keterbatasan penelitian ini mencakup kompleksitas analisis isotop seng, yang memerlukan peralatan dan keahlian yang sangat khusus. Data dari benda-benda yang berbeda seperti achondrite terbatas, sehingga dapat mengaburkan pemahaman tentang kontribusi penuhnya terhadap inventaris seng bumi. Selain itu, simulasi yang digunakan harus membuat beberapa asumsi tentang perilaku isotop selama pembentukan planet, yang mungkin tidak sepenuhnya memahami kompleksitas proses ini.
Diskusi & Kesimpulan
Temuan ini menekankan pentingnya asteroid primitif dan tidak berdiferensiasi dalam menyalurkan bahan-bahan mudah menguap yang diperlukan untuk kehidupan, seperti seng, ke planet-planet terestrial. Bahan-bahan ini kemungkinan besar memainkan peran penting selama tahap awal pembentukan bumi dengan memasok zat-zat penting yang mudah menguap yang telah hilang dari berbagai bahan. Studi ini juga menunjukkan bahwa bagian dalam tata surya, tempat Bumi berada, tidak kehilangan semua bahan yang mudah menguap meskipun suhu dan kondisi tinggi menyebabkan hilangnya bahan tersebut.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian tersebut mendapat dana dari Imperial College London, Dewan Riset Eropa, dan Riset dan Inovasi Inggris (UKRI). Para peneliti utama telah mengungkapkan bahwa tidak ada persaingan kepentingan, yang menunjukkan bahwa hasil yang disajikan hanya didasarkan pada temuan ilmiah tanpa bias dari pengaruh eksternal.