Penelitian baru menunjukkan bahwa benda yang bertabrakan dengan Bumi 4,5 miliar tahun lalu, menciptakan Bulan, berasal dari Tata Surya bagian dalam.
- -Bahan penabrak: Dalam jurnal edisi kali ini Sains, peneliti menentukan kemungkinan komposisi Theia.
- Pencarian tempat lahir: Komposisi penabrak memungkinkan kesimpulan tentang tempat asalnya. Letaknya di bagian dalam Tata Surya, kemungkinan lebih dekat ke Matahari daripada Bumi.
- Sampel bulan di laboratorium: Batuan bulan dari misi Apollo digunakan dalam analisis. Untuk pertama kalinya, para peneliti menggunakan rasio isotop besi untuk menentukan asal usul Theia.
Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, peristiwa paling penting dalam sejarah planet kita terjadi: sebuah benda angkasa raksasa bernama Theia bertabrakan dengan Bumi muda. Bagaimana tabrakan itu terjadi dan apa yang sebenarnya terjadi setelahnya belum dapat diklarifikasi secara pasti. Yang pasti, dampaknya adalah ukuran, komposisi, dan orbit Bumi berubah – dan dampaknya menandai lahirnya satelit tetap kita di luar angkasa, Bulan.
Makhluk apakah yang secara dramatis mengubah arah perkembangan planet kita? Seberapa besar Theia? Terbuat dari apa? Dan dari bagian Tata Surya manakah ia meluncur menuju Bumi? Menemukan jawaban atas pertanyaan-pertanyaan ini sulit. Bagaimanapun, Theia hancur total dalam tabrakan itu. Meski demikian, jejaknya masih dapat ditemukan hingga saat ini, misalnya pada komposisi Bumi dan Bulan saat ini. Dalam studi saat ini, yang diterbitkan pada 20 November 2025 di jurnal Science, para peneliti yang dipimpin oleh Max Planck Institute for Solar System Research (MPS) dan Universitas Chicago menggunakan informasi ini untuk menyimpulkan kemungkinan daftar bahan Theia dan juga tempat asalnya.
Susunan suatu badan mengarsipkan seluruh sejarah pembentukannya, termasuk tempat asalnya.
Rasio keberadaan isotop logam tertentu dalam suatu benda sangatlah mengungkap. Isotop adalah varian dari unsur yang sama yang hanya berbeda dalam jumlah neutron dalam inti atomnya – dan juga dalam beratnya. Bahkan dalam awan molekuler tempat matahari kita dan piringan protoplanet pertama kali terbentuk, isotop unsur-unsur ini tampaknya tidak terdistribusi secara merata. Sebaliknya, bergantung pada jarak dari pusat, pasti terdapat perbedaan rasio isotop pada masa itu. Oleh karena itu, benda-benda planet yang masih berkembang pada saat itu terbentuk dari bahan bangunan dengan komposisi isotop yang berbeda-beda, bergantung pada apakah bahan tersebut berkumpul dekat atau jauh dari Matahari. Informasi tentang asal usul bahan penyusun aslinya disimpan dalam komposisi isotop suatu benda planet.
Mencari jejak Theia di Bumi dan Bulan
Dalam studi saat ini, tim peneliti menentukan rasio berbagai isotop besi di batuan Bumi dan Bulan dengan presisi yang belum pernah terjadi sebelumnya. Untuk tujuan ini, mereka memeriksa 15 batuan terestrial dan enam sampel bulan yang dibawa kembali oleh astronot dari misi Apollo ke Bumi. Hasilnya tidak mengejutkan: seperti yang telah ditunjukkan oleh pengukuran rasio isotop kromium, kalsium, titanium, dan zirkonium sebelumnya, Bumi dan Bulan tidak dapat dibedakan dalam hal ini.
Namun, kemiripan yang besar tidak memungkinkan adanya kesimpulan langsung tentang Theia. Ada terlalu banyak kemungkinan skenario tabrakan. Meskipun sebagian besar model berasumsi bahwa Bulan terbentuk hampir seluruhnya dari material Theia, ada kemungkinan juga bahwa Bulan sebagian besar terdiri dari material mantel bumi awal atau batuan dari Bumi dan Theia bercampur secara tak terpisahkan.
Rekayasa balik sebuah planet
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang Theia, para peneliti menerapkan semacam rekayasa terbalik pada planet. Untuk melakukan hal ini, mereka tidak menggunakan model komputer kompleks yang mensimulasikan berbagai skenario dampak yang melibatkan Theia, melainkan fokus pada campuran isotop di batuan Bumi dan bulan. Berdasarkan rasio isotop yang cocok pada batuan terestrial dan bulan saat ini, tim meneliti komposisi dan ukuran Theia serta komposisi awal Bumi yang mana yang dapat menyebabkan keadaan akhir ini. Dalam penyelidikan mereka, para peneliti tidak hanya mengamati isotop besi, tetapi juga kromium, molibdenum, dan zirkonium. Berbagai elemen memberikan akses ke berbagai fase pembentukan planet.
Baja terima kasih kepada Theia
Tapi bagaimana kita bisa tahu material mana yang sudah ada dan mana yang dibawa ke sistem Bumi-Bulan oleh Theia? Jauh sebelum pertemuan dahsyat dengan Theia, semacam proses penyortiran telah terjadi di masa awal Bumi. Dengan terbentuknya inti besi, beberapa unsur seperti besi dan molibdenum terakumulasi di sana; mereka kemudian sebagian besar menghilang dari mantel berbatu. Oleh karena itu, besi yang ditemukan di mantel bumi saat ini hanya dapat diperoleh setelah pembentukan inti bumi, misalnya di kapal Theia.
Oleh karena itu, logam yang ada di mana-mana, yang digunakan manusia untuk membuat perkakas, kapal, dan jembatan, terutama dapat dikaitkan dengan Theia. Unsur lainnya adalah zirkonium, yang sangat tahan dan hampir tidak mengalami perubahan apa pun. Ia telah berada di dalam mantel selama Bumi masih ada dan belum tenggelam ke dalam intinya. Zirkonium dengan demikian mendokumentasikan tidak hanya jendela waktu, tetapi seluruh sejarah pembentukan planet kita. Para peneliti menggunakan pembawa informasi yang berbeda ini untuk menentukan bahan dan campuran bahan apa yang dimiliki Theia dan, akhirnya, dari bagian cakram gas dan debu awal mana bahan ini berasal sebelum membentuk Theia.
Meteorit sebagai referensi
Berdasarkan hasil penelitian, rasio isotop material Theia berbeda signifikan dengan Bumi. Oleh karena itu, mereka bukan berasal dari dunia ini dan masih dapat diidentifikasi dalam campuran material Bumi saat ini. Namun perhitungan matematis mengungkap beberapa skenario dan komposisi Bumi dan Theia sebelum tabrakan mereka. Namun, beberapa di antaranya tidak masuk akal karena tidak sesuai dengan pengetahuan tentang pembentukan awal planet yang juga diperoleh melalui analisis meteorit.
Skenario yang paling meyakinkan adalah bahwa sebagian besar penyusun Bumi dan Theia berasal dari Tata Surya bagian dalam. Bumi dan Theia kemungkinan besar bertetangga.
Meteorit yang dapat dianalisis setelah menabrak Bumi berusia sama tuanya dengan tata surya. Mereka memberikan wawasan tentang masa ketika planet dan benda lain terbentuk. Oleh karena itu, mereka berfungsi sebagai bahan referensi untuk bahan bangunan yang tersedia selama pembentukan Bumi awal dan Theia. Meteorit dibagi menjadi beberapa kelas berdasarkan rasio isotopnya: beberapa meteorit berasal dari wilayah dalam piringan pembentuk planet, sementara meteorit lainnya berasal dari wilayah luar. Rasio isotop mantel bumi paling mirip dengan meteorit dari tata surya bagian dalam. Isotop yang diberikan tim kepada Theia dalam penelitian tersebut memiliki rasio yang sebelumnya tidak diketahui dan tidak sesuai dengan bahan penyusun Bumi. Dengan membandingkannya dengan kelas meteorit, para peneliti menyimpulkan bahwa Theia pasti berasal dari bagian dalam tata surya awal, lebih dekat ke Matahari dibandingkan orbit Bumi saat ini.
MPG/BEU
