Penemuan Cadangan Air Tersembunyi di Kedalaman 3.000 Kilometer Bumi

Pars Today - Ilmuwan mengatakan Bumi kemungkinan menyimpan cadangan air tersembunyi di kedalaman 1.800 mil (sekitar 2.900 kilometer) di bawah permukaannya.

Melansir ISNA, Rabu, 16 September 2026, ungkapan "air berarti kehidupan" adalah benar. Karena air memungkinkan kehidupan yang dikenal di Bumi.

Air juga memainkan peran kunci dalam melumasi pergerakan lapisan mantel Bumi yang sangat lambat dan dengan menjaga lapisan-lapisan batuan tetap lembap, memungkinkan lapisan-lapisan itu saling bergeser dan bergerak dengan lancar.

Proses ini sangat penting bagi siklus tektonik (lempeng). Siklus yang pada gilirannya membantu mengatur iklim dalam skala waktu geologis. Keberadaan air ini juga memungkinkan daur ulang penting batuan dan senyawa volatil di seluruh mantel.

Alfred Wilson, ahli geologi dari Universitas Leeds di Inggris, dalam catatannya yang diterbitkan bersama studi baru tentang air interior Bumi menulis: Air cair adalah komponen utama kelayakhunian di Bumi.

Bagaimana Air Ini Sampai ke Mantel?

Sebuah model yang diusulkan menunjukkan bahwa asteroid membawa air ke Bumi dan air ini terawetkan dalam struktur planet bersamaan dengan pembentukannya. Atau mungkin air mencapai Bumi pada tahap berikutnya dan melembapkan mantel yang sebelumnya kering.

Lokasi tepat air ini di lapisan mantel yang membentang ribuan kilometer di kedalaman interior planet sebelumnya belum diketahui dengan benar.

Sebuah penelitian baru menunjukkan bahwa air ini kemungkinan berada di dekat perbatasan antara mantel dan inti luar yang cair; yakni tempat di mana eksperimen seismologi telah mengungkap keberadaan "zona berkecepatan sangat rendah" (ultralow velocity zones).

Mantel bawah Bumi membentang dari kedalaman sekitar 660 hingga 2.900 kilometer di bawah permukaan Bumi. Mineral paling melimpah di bagian ini, termasuk "bridgmanite" dan "ferropericlase", diperkirakan sebagian besar kering.

Ada mineral lain yang dapat menahan air di kedalaman Bumi, tetapi banyak di antaranya membutuhkan senyawa kimia khusus dan tidak biasa untuk menjaga stabilitas, atau terurai pada suhu sangat tinggi di bagian terdalam mantel.

Karena itu, para peneliti mencari kemungkinan lain. Mereka menggunakan "sel landasan berlian dengan pemanasan laser" untuk merekonstruksi suhu dan tekanan yang sangat tinggi. Alat yang menekan sampel sangat kecil di antara dua ujung berlian yang jaraknya hanya setebal selembar kertas, sekaligus memanaskannya dengan laser.

Ilmuwan dalam kondisi ini mengidentifikasi dua jenis senyawa "besi oksihidroksida" yang sebelumnya tidak dikenal dan dapat menjebak sejumlah besar air dalam strukturnya.

Eksperimen menunjukkan bahwa fase-fase ini dapat eksis dalam kondisi kedalaman mantel, tetapi tidak secara langsung membuktikan bahwa mereka juga hadir di dalam Bumi.

Wilson dalam interpretasinya menulis, "Identifikasi besi oksihidroksida ini penting, karena tampaknya mereka adalah fase yang stabil dan padat yang menyerap dan menahan air dalam berbagai kondisi mantel bawah."

Mineral-mineral ini bahkan terbentuk dalam kondisi kekurangan air. Dalam beberapa eksperimen, bahan awal mengandung kurang dari 0,1 persen air, tetapi konsentrasi hidrogen yang sangat kecil itu sudah cukup untuk menstabilkan fase-fase baru.

Hal ini penting, karena interior Bumi tidak seperti lautan bawah tanah yang sangat besar. Setiap air yang tersimpan di sana harus berada di dalam struktur mineral; sering kali dalam kondisi di mana air bebas praktis tidak ada.

Tampaknya mineral-mineral baru ini sangat cocok untuk melakukan hal itu. Mereka stabil dalam kondisi yang sangat sulit di bagian terendah mantel, dan jauh lebih padat daripada batuan mantel di sekitarnya. Ini berarti ketika "lautan magma basal" (massa lelehan dan primordial) pada awal sejarah Bumi mendingin dan mengkristal, mineral-mineral mengandung air ini dapat terbentuk dan kemudian tenggelam menuju perbatasan inti dan mantel.

Air tersembunyi ini tidak serta-merta tetap tersembunyi, karena dengan terangkatnya material mengandung air oleh arus mantel, penurunan tekanan dapat menyebabkan ketidakstabilan mineral dan melepaskan airnya ke keadaan mantel lainnya.

Pada akhirnya, sebagian air itu dapat kembali ke permukaan Bumi melalui kolom mantel (plumes) dan aktivitas vulkanik.

Penemuan ini juga menyoroti teka-teki lama. Sebuah mineral yang disebut "fase H" yang diamati dalam eksperimen tekanan tinggi sebelumnya, tampaknya sesuai dengan salah satu besi oksihidroksida yang baru diidentifikasi.

Para peneliti meyakini bahwa kontaminasi hidrogen akibat kelembapan yang sangat kecil, bukan mineral kering yang benar-benar baru, mungkin berperan dalam kemunculan fase misterius itu dalam eksperimen sebelumnya.

Leonid Dubrovinsky, fisikawan mineralog dan kristalografer dari Universitas Bayreuth, mengatakan, "Tampaknya bahkan jumlah hidrogen yang sangat kecil sudah cukup untuk menstabilkan senyawa besi yang sangat terhidrasi ini."

Masih ada pertanyaan-pertanyaan besar yang belum terjawab, dan menurut Wilson, gambaran keseluruhan masih belum lengkap.

Jumlah tepat air yang ada dalam mineral-mineral ini harus ditentukan, dan nasib mereka setelah mencapai perbatasan inti dan mantel juga masih belum diketahui. Juga belum jelas seberapa mudah dan dalam rentang waktu berapa air yang tersimpan dalam mineral-mineral dalam ini akhirnya dapat kembali ke permukaan Bumi.

Namun, penemuan ini menunjukkan bahwa siklus air Bumi dapat membentang hingga perbatasan inti planet, dan menurut Wilson, mineral-mineral yang baru diidentifikasi ini merupakan "langkah besar menuju pemecahan teka-teki bagaimana Bumi memperoleh dan mempertahankan air".

"Para ilmuwan menemukan bukti cadangan air tersembunyi di kedalaman ~2.900 km di bawah permukaan Bumi, tepatnya di dekat perbatasan mantel dan inti luar yang cair, wilayah yang oleh seismologi disebut "zona berkecepatan sangat rendah". Melalui eksperimen dengan sel landasan berlian dan pemanasan laser, peneliti mengidentifikasi dua jenis besi oksihidroksida yang sebelumnya tidak dikenal, yang mampu menahan air dalam struktur kristalnya bahkan pada kondisi tekanan dan suhu ekstrem mantel bawah. Mineral ini stabil, sangat padat, dan bahkan terbentuk dengan kandungan air <0,1%. Air tidak berada dalam bentuk "lautan bawah tanah", melainkan terperangkap dalam struktur mineral."(Sail)