Ilustrasi - Bumi memiliki cadangan air tersembunyi dalam bentuk kristal superhidrasi talc mineral (Foto: Earth)
Jakarta, Jurnas.com - Sebuah penelitian terbaru mengungkap bahwa Bumi memiliki cadangan air tersembunyi dalam bentuk kristal superhidrasi. Mineral talk (talc), mineral tanah liat umum di kerak samudra, menunjukkan kemampuan baru dalam mengangkut air jauh ke bawah permukaan bumi. Dalam uji laboratorium terkontrol, talc berubah menjadi kristal superhidrasi yang mampu menyimpan sekitar 31 persen air berdasarkan berat.
Fase kristal ini muncul pada kedalaman 56 hingga 59 mil dan bertahan hingga sekitar 78 mil di zona subduksi dingin. Penelitian ini melibatkan tim dari laboratorium di Korea Selatan, Jerman, dan Amerika Serikat.
Dalam uji laboratorium terkontrol, talc berubah menjadi kristal superhidrasi yang mengandung sekitar 31 persen air berdasarkan beratnya. Perubahan ini terjadi pada kedalaman 56 hingga 59 mil dan bertahan hingga sekitar 78 mil di zona subduksi dingin, sehingga membuka peluang baru bagi pemahaman tentang siklus air dalam Bumi.
Proses hidrasi terjadi ketika talc berada dalam air asin yang sedikit basa, yang membuat mineral ini mengembang sekitar 60 persen dan menjebak air di antara lapisannya. Peneliti yang dipimpin oleh Yoonah Bang dari Yonsei University menekankan bahwa kondisi fluida ini menyerupai air slab di dekat parit samudra.
Pelebaran jarak antarlapis dalam kristal dijelaskan melalui ukuran angstrom, yang menunjukkan seberapa renggang lapisan atom ketika air memasuki struktur mineral. Fase 15 angstrom yang terbentuk dari talc bertahan stabil pada kedalaman 56 hingga 78 mil sebelum berubah menjadi fase 10 angstrom pada sekitar 103 mil.
Transformasi tersebut penting karena fase 10 angstrom kemudian tetap stabil hingga kedalaman sekitar 112 mil, sehingga memberikan gambaran baru tentang perilaku mineral di bawah tekanan ekstrem. Menurut Bang, perubahan ini mencerminkan dinamika subduksi yang lebih realistis dan menuntut evaluasi ulang geokimia serta proses seismik.
Kemampuan talc menyerap air dalam jumlah besar terjadi melalui molekul air yang mengisi ruang antarlapis dan berikatan dengan gugus hidroksil. Pengamatan sinar-X menunjukkan adanya satu lapisan air pada fase 10 angstrom dan tiga lapisan pada fase 15 angstrom, yang menggambarkan perbedaan besar dalam kapasitas penyimpanan air.
Eksperimen sebelumnya menunjukkan bahwa fase 10 angstrom terbentuk pada tekanan 5 hingga 7 gigapascal dan suhu tinggi, tetapi penelitian ini membuktikan bahwa fluida basa ringan memungkinkan talc memasuki fase 15 angstrom pada kondisi yang jauh lebih rendah. Hal ini memperluas pemahaman tentang bagaimana air dapat bergerak ke dalam Bumi melalui mineral hidrasi.
Dengan menggunakan diamond anvil cell, para peneliti meniru tekanan ekstrem yang setara dengan kedalaman sekitar 60 mil dan memantau perubahan kristal menggunakan sinar-X sinkrotron. Hasilnya konsisten dengan model termal global yang menggambarkan kondisi slab dingin pada kedalaman tersebut.
Ketika percobaan dilakukan dalam air murni atau tanpa alkalinitas, talc tidak membentuk fase 15 angstrom dan langsung berubah menjadi fase 10 angstrom. Perbedaan ini menegaskan bahwa kombinasi garam dan basa ringan adalah pemicu utama penyimpanan air ekstra di dalam mineral.
Implikasi penemuan ini besar karena fase 15 angstrom dapat menyimpan air hingga delapan kali lebih banyak daripada talc biasa. Ketika fase ini menyusut menjadi 10 angstrom pada sekitar 103 mil, ia melepaskan dua pertiga dari air yang dibawanya sehingga menciptakan potensi pelepasan fluida jauh lebih dalam dari yang selama ini diasumsikan.
Pelepasan air pada kedalaman tersebut dapat menurunkan titik leleh batuan dan melemahkan patahan, yang pada akhirnya memengaruhi pembentukan magma dan pola gempa. Kondisi ini menunjukkan bahwa talc mungkin memegang peran lebih besar dalam dinamika geologi daripada yang dipahami sebelumnya.
USGS mencatat bahwa air dari slab yang tenggelam memicu pembentukan magma busur vulkanik, dan temuan ini berpotensi menggeser pemahaman tentang lokasi awal proses tersebut. Salah satu model slab dingin bahkan menunjukkan kedalaman sumber magma sekitar 97 mil yang sejalan dengan batas laboratorium fase 10 angstrom.
Menariknya, data seismik di wilayah yang sama menunjukkan penurunan jumlah gempa pada 47 hingga 78 mil serta peningkatan kembali pada 93 hingga 124 mil. Pola ini sejalan dengan pembentukan fase 15 angstrom dan dehidrasi fase 10 angstrom, meskipun para peneliti menekankan perlunya pengujian lebih lanjut.
Geolog kini dapat mencari jejak fase 15 angstrom pada batuan tekanan tinggi purba, sementara geofisikawan dapat menelusuri sinyal konduktivitas dan anomali seismik yang berkaitan dengan keberadaan air ekstra di kedalaman tersebut. Dengan demikian, penelitian ini membuka jalur baru bagi eksplorasi struktur dalam bumi.
Peneliti menyarankan agar model geodinamika masa depan memasukkan variabel kimia fluida selain tekanan dan suhu karena faktor ini terbukti memengaruhi transformasi mineral secara signifikan. Studi yang diterbitkan dalam Nature Communications ini menunjukkan bahwa talc mungkin adalah salah satu aktor utama dalam siklus air Bumi yang selama ini tidak diperhitungkan. (*)
Sumber: Earth
Google News: http://bit.ly/4omUVRy
Terbaru: https://jurnas.com/redir.php?p=latest
Langganan : https://www.facebook.com/jurnasnews/subscribe/
Youtube: https://www.youtube.com/@jurnastv1825?sub_confirmation=1
Cadangan Air Kristal superhidrasi Mineral Tanah Sumber Air Mineral Talk
