Tanda-tanda aktivitas vulkanik di Bulan dapat dilihat hanya dengan melihat ke langit malam: Dataran besar dan gelap yang disebut “maria” adalah hasil letusan besar-besaran material vulkanik. Namun hal ini dicapai relatif awal dalam sejarah Bulan, dengan pembentukannya berakhir sekitar 3 miliar tahun yang lalu. Akresi dalam skala yang lebih kecil mungkin terus berlanjut hingga sekitar 2 miliar tahun yang lalu. Bukti aktivitas tersebut mencakup sampel yang diperoleh dari pendarat Chang’e-5 Tiongkok.
Namun ada indikasi bahwa vulkanisme skala kecil masih berlanjut hingga saat ini. Pengamatan dari luar angkasa telah mengidentifikasi medan yang tampaknya merupakan hasil letusan, namun hanya memiliki sejumlah kawah yang terbatas, sehingga menunjukkan usia yang relatif muda. Namun ada banyak ketidakpastian mengenai simpanan ini.
Kini, data lebih lanjut dari sampel yang dikembalikan ke Bumi melalui misi Chang’e-5 menunjukkan bukti jelas adanya aktivitas vulkanisme terkini dalam konteks sejarah Tata Surya. Manik-manik kecil yang terbentuk selama letusan hanya berumur 125 juta tahun yang lalu.
Menghitung manik-manik
Jelas, beberapa sampel yang dikembalikan oleh Chang’e-5 merupakan batuan padat. Tapi itu juga mengembalikan banyak material lepas dari regolit bulan. Dan itu termasuk sejumlah besar manik-manik kaca bulat yang terbentuk dari bahan cair. Ada dua sumber potensial butiran tersebut: aktivitas dan dampak vulkanik.
Bulan terus-menerus dibombardir oleh partikel-partikel mulai dari ukuran atom hingga batuan kecil, dan sebagian besar datang dengan energi yang cukup untuk melelehkan apa pun yang mereka tabrak. Beberapa material cair akan membentuk manik-manik ini, yang kemudian dapat tersebar luas akibat benturan lebih lanjut. Komposisi manik-manik ini bisa bermacam-macam, karena terdiri dari apa pun yang jatuh ke Bulan atau apa pun yang ada di Bulan yang hancur. Jadi, konsentrasi relatif berbagai zat akan tersebar di seluruh peta.
Sebaliknya, gunung berapi yang relatif baru di Bulan sangatlah langka, sehingga kemungkinan besar berasal dari satu lokasi dan memiliki komposisi yang sama. Dan untungnya, misi Apollo telah mengembalikan sampel batuan vulkanik bulan, yang memberikan model seperti apa komposisinya. Jadi, tantangannya adalah memilah manik-manik yang dikembalikan dari lokasi pendaratan Chang’e-5, dan mencari tahu mana yang terlihat seperti gunung berapi.
Dan ini benar-benar sebuah tantangan, karena ada lebih dari 3.000 manik-manik yang dikembalikan, dan sebagian besar mungkin berasal dari tayangan.
Sebagai potongan pertama, tim di balik karya baru ini membuang segala sesuatu yang memiliki komposisi campuran, seperti bahan yang tidak dapat bercampur yang tertanam dalam manik-manik, atau variasi komposisi yang jelas. Hal ini menjadikan 3.000 manik-manik menjadi 764. Manik-manik yang tersisa kemudian dilakukan teknik yang dapat menentukan bahan kimia yang ada. (Tim menggunakan mikroanalisis probe elektron, yang membombardir sampel dengan elektron dan menggunakan foton yang dipancarkan untuk menentukan unsur-unsur yang ada.) Seperti yang diharapkan, komposisi ada di mana-mana. Beberapa manik-manik mengandung kurang dari 1 persen magnesium oksida; lainnya hampir 30 persen. Silikon dioksida berkisar antara 16 hingga 60 persen.
Berdasarkan sampel Apollo, para peneliti memilih manik-manik yang mengandung magnesium oksida tinggi dibandingkan kalsium dan aluminium oksida. Hal ini membuat mereka mendapatkan 13 sampel yang berpotensi vulkanik. Mereka juga mencari nikel yang rendah, karena banyak ditemukan dampaknya, sehingga jumlahnya turun menjadi enam. Langkah terakhir adalah melihat isotop belerang, karena pelelehan akibat tumbukan cenderung melepaskan isotop yang lebih ringan, sehingga mengubah rasionya dibandingkan dengan batuan bulan utuh.
Setelah itu, para peneliti hanya memiliki tiga manik-manik kaca, yang merupakan penurunan besar dari 3.000 manik-manik kaca yang mereka gunakan sebelumnya.
meledak
Ketiganya kemudian digunakan untuk melakukan penanggalan radioaktif berbasis uranium, dan semuanya menghasilkan angka yang cukup dekat satu sama lain. Berdasarkan ketidakpastian yang tumpang tindih, para peneliti menyimpulkan bahwa semua itu adalah akibat dari letusan yang terjadi sekitar 123 juta tahun yang lalu, sekitar 15 juta tahun yang lalu. Mengingat letusan terbaru yang terkonfirmasi terjadi sekitar 2 miliar tahun yang lalu, ini merupakan lompatan besar dalam waktu.
Hal ini sedikit mengejutkan, karena Bulan memiliki banyak waktu untuk mendingin, dan pendinginan tersebut akan meningkatkan jarak antara permukaannya dan material cair yang tersisa di bagian dalamnya. Jadi tidak jelas apa yang bisa menghasilkan pemanasan yang cukup untuk menghasilkan zat cair saat ini. Para peneliti menemukan bahwa Bulan memiliki banyak zat yang disebut KREEP (kalium, unsur tanah jarang, fosfor) yang mengandung isotop radioaktif tinggi dan dalam beberapa kasus dapat menyebabkan pemanasan lokal.
Sayangnya, hal ini sulit dikaitkan dengan geologi lokal mana pun, karena tidak ada indikasi di mana letusan terjadi. Materi sekecil ini dapat menempuh jarak yang cukup jauh di medan gravitasi Bulan yang lemah dan kemudian dapat tersebar lebih jauh akibat dampaknya. Jadi, ada kemungkinan ini termasuk fitur yang telah diidentifikasi berpotensi vulkanik melalui citra orbit.
Sementara itu, peningkatan eksplorasi Bulan yang direncanakan dalam beberapa dekade ke depan akan memberi kita lebih banyak peluang untuk melihat apakah material serupa tersebar luas di permukaan Bulan. Pada akhirnya, hal ini berpotensi memungkinkan kita mengidentifikasi area dengan konsentrasi material vulkanik lebih tinggi dari satu partikel dalam seribu.
Sains, 2024. DOI: 10.1126/science.adk6635 (Mengenai DOI).
