

(© IM_VISUALS – stock.adobe.com)
HOUSTON — Empat miliar tahun yang lalu, Mars mungkin tampak lebih mirip Bumi daripada yang kita duga – bukan dari permukaannya, tempat gurun merah berkarat membentang hingga ke cakrawala, namun jauh di bawah tanah, tempat sejumlah besar granit mungkin terbentuk dengan cara yang hampir sama. sebagai barisan pegunungan di bumi. Kemungkinan menarik ini muncul dari penelitian baru yang menunjukkan bahwa sejarah geologi Mars jauh lebih kompleks dan mirip dengan Bumi dibandingkan yang diyakini para ilmuwan sebelumnya.
Sebuah studi inovatif yang diterbitkan dalam jurnal Surat Ilmu Bumi dan Planet mengungkapkan bahwa Mars kuno kemungkinan besar memiliki formasi granit besar di bawah permukaannya, di samping reservoir air cair tersembunyi yang dapat menopang potensi kehidupan. Penelitian yang dipimpin oleh Cin-Ty Lee dari Rice University ini menantang pemahaman kita tentang bagaimana granit – batuan yang sama yang membentuk puncak megah bumi seperti Half Dome Yosemite – bisa terbentuk di planet tanpa lempeng tektonik.
“Temuan kami menunjukkan bahwa proses kerak Mars jauh lebih dinamis daripada yang diperkirakan sebelumnya,” kata Lee, yang menjabat sebagai Profesor Geologi Harry Carothers Wiess di Rice University, dalam siaran persnya. “Kerak tebal di dataran tinggi selatan tidak hanya menghasilkan magma granit tanpa lempeng tektonik, tetapi juga menciptakan kondisi termal untuk akuifer air tanah yang stabil – reservoir air cair – di planet yang sering kita anggap kering dan beku.”
Kunci dari penemuan ini terletak pada ketebalan kerak Mars yang luar biasa, khususnya di dataran tinggi selatannya, yang ketebalannya mencapai hingga 80 kilometer (kira-kira 50 mil) – jauh melebihi kerak benua Bumi. Dengan menggunakan pemodelan termal yang canggih, tim peneliti menunjukkan bahwa kerak tebal ini mampu memerangkap cukup panas dari peluruhan radioaktif untuk melelehkan sebagian kerak bagian bawah selama sejarah awal Mars, sehingga menciptakan kondisi yang sempurna untuk pembentukan granit.


“Granit bukan sekadar batu; itu adalah arsip geologi yang memberi tahu kita tentang evolusi termal dan kimia suatu planet,” jelas Rajdeep Dasgupta, Profesor Maurice Ewing di Rice University. “Fakta bahwa kita melihat bukti adanya magma serupa di Mars melalui pencairan kembali kerak yang dalam menggarisbawahi kompleksitas planet ini dan potensinya untuk menampung kehidupan di masa lalu.”
Kondisi yang sama yang bisa menghasilkan granit mungkin juga memecahkan salah satu misteri Mars yang paling membingungkan: bagaimana air pernah mengalir di permukaannya meskipun iklim planet ini sangat dingin. Studi tersebut menunjukkan bahwa lapisan kerak bumi yang tebal dan menghasilkan panas di dataran tinggi bagian selatan telah menjaga akuifer air cair hanya dua kilometer di bawah permukaan beku, sehingga menciptakan reservoir bawah tanah yang dapat meledak selama letusan gunung berapi atau dampak meteor.
Meskipun menemukan bukti pasti dari formasi granit ini menghadirkan tantangan – mereka sekarang terkubur di bawah basal dan debu vulkanik yang berumur miliaran tahun – tim peneliti menyarankan bahwa misi Mars di masa depan dapat fokus pada kawah tumbukan yang dalam di dataran tinggi selatan, yang mungkin mengekspos kawah tersebut. lapisan granit yang tersembunyi.
“Setiap wawasan mengenai proses kerak Mars membawa kita lebih dekat untuk menjawab beberapa pertanyaan paling mendalam dalam ilmu pengetahuan planet, termasuk bagaimana Mars berevolusi dan bagaimana Mars mendukung kehidupan,” kata Kirsten Siebach, salah satu penulis studi tersebut. “Penelitian kami memberikan peta jalan mengenai apa yang harus dicari dan apa yang harus dicari saat kami mencari jawaban-jawaban ini.”
Ringkasan Makalah
Metodologi
Para peneliti menggunakan model matematika untuk menghitung seberapa panas kerak Mars pada kedalaman dan ketebalan yang berbeda miliaran tahun yang lalu. Mereka memperkirakan panas berasal dari dua sumber: unsur radioaktif yang membusuk di kerak bumi dan panas yang timbul dari bagian dalam Mars. Mereka kemudian menggunakan perhitungan suhu ini untuk menentukan apakah kondisinya cukup panas untuk melelehkan batuan dan membentuk granit.
Hasil Utama
Model tersebut menunjukkan bahwa kerak bumi yang tebalnya lebih dari 50 kilometer akan mencair sebagian antara 4 dan 3 miliar tahun yang lalu. Di dataran tinggi bagian selatan, yang ketebalan keraknya mencapai 60-80 kilometer, terdapat zona lelehan sebagian setebal 15-30 kilometer. Pencairan ini akan menghasilkan batuan mirip granit, sementara panasnya akan mempertahankan akuifer air cair di bawah lapisan permukaan beku yang relatif tipis.
Keterbatasan Studi
Model tersebut mengasumsikan komposisi kerak awal Mars yang seragam dan menggunakan perkiraan aliran panas masa lalu yang tidak dapat diukur secara langsung. Para peneliti mengakui bahwa model satu lapisan mereka disederhanakan dibandingkan dengan struktur kerak bumi yang lebih kompleks. Selain itu, efek dari kemungkinan sirkulasi hidrotermal pada akuifer air yang diperkirakan dapat sedikit mengubah suhu kerak bumi.
Diskusi & Kesimpulan
Studi tersebut menunjukkan bahwa pembentukan granit di Mars tidak hanya mungkin terjadi tetapi juga tidak dapat dihindari di wilayah kerak yang tebal, sehingga menantang asumsi bahwa pembentukan granit memerlukan lempeng tektonik dan air cair di permukaannya. Ini bisa berarti bahwa geologi Mars lebih mirip Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya, hanya saja tersembunyi dari pandangan. Penelitian ini juga memberikan mekanisme bagaimana air cair bisa ada di Mars tanpa memerlukan iklim hangat, sehingga berpotensi memecahkan paradoks yang sudah lama ada dalam sains Mars.
Pendanaan & Pengungkapan
Penelitian ini didanai oleh hibah NASA 80NSSC18K0828. Para penulis menyatakan tidak ada konflik kepentingan, dan tidak ada kecerdasan buatan yang digunakan dalam penulisan naskah. Pekerjaan ini merupakan kolaborasi antara para peneliti dari Departemen Ilmu Bumi, Lingkungan dan Planet Universitas Rice dan Institut Bulan dan Planet.