Jika Dunia Alien Memang Ada, Bagaimana dengan Kandungan Mineralnya?

Mineralogi Bumi ditentukan oleh komposisi kimiawi, kondisi fisik, dan evolusinya dari waktu ke waktu. Sekitar 5.000 mineral telah ditemukan di Bumi dan setiap tahun beberapa jenis mineral baru ditemukan.

Titik biru pucat beserta bulannya.
Kredit: NASA/JPL

Komposisi Bumi sebagian besar terdiri dari besi, oksigen, magnesium, dan silikon, dengan beberapa belerang, nikel, kalsium dan aluminium sebagai campuran komposisinya. Tidak mengherankan, mineral yang paling umum di Bumi adalah silikat, kombinasi antara oksigen dan silikon dengan unsur-unsur lainnya. Terlepas dari kelimpahan unsur-unsur tertentu di sebuah planet, evolusi planet memainkan peran penting yang menjelaskan mineraloginya.

Mineral terbentuk dari waktu ke waktu, sebagai respons terhadap kondisi pada zaman tertentu ketika mineral terbentuk. Saat terbentuk sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, sebagian besar komposisi mineral Bumi dicairkan dan dipanaskan oleh meteorit yang membombardir Bumi dan peluruhan unsur radioaktif di interior Bumi. Saat tidak lagi diserbu oleh meteorit, Bumi mulai mendingin dan membentuk kerak padat yang hanya terdiri dari beberapa mineral dan sebagian besar mengkristal dari lelehan magma yang menutupi seluruh planet. Sewaktu air terkondensasi, lautan pertama terbentuk. Bumi saat itu adalah dunia air, dengan samudera raya, es yang menutupi kutub dan sebuah atmosfer yang melimpah dengan uap air. Banyak mineral baru yang terbentuk melalui reaksi antara mineral awal di Bumi dengan air atau mengandung air dalam struktur yang mengkristal.

Akhirnya, bentuk kehidupan pertama muncul 3,7 miliar tahun yang lalu.

Besi harimau dari Ord Ranges dekat Port Hedland di wilayah Pilbara, Australia Barat. Pola semacam itu terbentuk saat leburan besi di lautan bereaksi dengan oksigen bebas, produk samping metabolisme fotosintesis pertama di Bumi.
Foto oleh David Bressan.

Dua pertiga mineral yang ada di Bumi hanya muncul setelah organisme biologis mengubah proses kimia yang terjadi di Bumi. Misalnya, mikroorganisme awal menghasilkan oksigen ke atmosfer. Oksigen bebas kemudian bereaksi dengan mineral dan unsur lain yang telah ada untuk membentuk mineral-mineral baru. Sejak saat itu, mineral-mineral baru terus terbentuk oleh proses vulkanik dan tektonik, interaksi air dengan batu dan aktivitas biologis.

Ada sekitar 15.300 kemungkinan cara untuk menggabungkan semua elemen yang telah diketahui. Bahkan, meskipun kita belum menemukan semua mineral terestial (berbatu), tidak mungkin untuk mengetahui semua kombinasi yang dapat terjadi di planet kita.

Beralih ke luar angkasa, para astronom juga mengetahui, analisis terhadap cahaya bintang jauh menampilkan rasio elemen yang berbeda jika dibandingkan dengan tata surya kita. Karena bintang dan planet terbentuk dengan cara yang sama seperti tata surya terbentuk, yaitu dari piringan akresi, maka mengetahui komposisi kimiawi bintang juga menyedikan informasi tentang komposisi planet-planet yang mengorbitnya. Sebagaimana komposisi kimiawi planet asing akan berbeda sejak semula, demikian pula dengan mineraloginya yang pada akhirnya pasti akan berbeda. Eksoplanet 55 Cancri e yang berukuran dua kali lebih besar tapi dengan massa yang delapan kali lebih ringan daripada Bumi, massa jenisnya terlalu rendah dibandingkan Bumi. Melalui observasi komposisi bintang induknya, para astronom menemukan konsentrasi tinggi kandungan karbon dan oksigen. Sebagian besar mineral 55 Cancri e berbasis pada kombinasi dua unsur yang membentuk mineral terestrial silikat kurang padat.

Beberapa tahun terakhir, para astronom telah menemukan lebih banyak planet asing. Observasi secara langsung belum dapat dilakukan, namun dengan mengukur parameter orbital, para astronom dapat menghitung ukuran dan massa sebuah planet. Beberapa eksoplanet yang kerap disebut Bumi super, hampir sepuluh kali lebih besar daripada Bumi, belum diketahui apakah juga memiliki lempeng tektonik seperti Bumi. Simulasi menunjukkan bahwa semakin besar ukuran planet, maka semakin panas interior planet. Energi dari panas ini bisa saja membentuk lempeng tektonik. Di Bumi, lempeng tektonik tak pernah berhenti mencampur kembali unsur-unsur di permukaan, sembari menciptakan kombinasi panas dan tekanan yang menghasilkan berbagai mineral metamorf. Beberapa mineral hanya bisa terbentuk di bawah tekanan tinggi namun dengan suhu yang relatif rendah. Saat kerak bumi tersubduksi, tekanan meningkat dengan cepat, namun butuh cukup waktu untuk memanaskan batu-batuan. Ketika kerak Bumi didorong perlahan oleh pergerakan lempeng ke interior, maka kerak Bumi meleleh dan magma menyuplai bahan bakar untuk gunung berapi, tungku alami yang menempa bebatuan dan mineral baru. Di barisan pegunungan di dasar laut, gumpalan-gumpalan panas material memanaskan tanah di bawah permukaan. Saat dipanaskan, air laut meresap melalui bebatuan dan bereaksi dengan mineral yang telah ada sebelumnya untuk menghasilkan material-material baru.

Namun, lempeng tektonik tidak mesti dimiliki planet terestrial. Venus dan Mars adalah planet yang paling mirip dengan Bumi di tata surya, mereka tidak memiliki lempeng tektonik yang aktif. Di Bumi, air mengambil peran sebagai pelumas untuk menggerakkan kerak Bumi. Bahkan planet-planet berukuran besar sekalipun, ditambah panas yang cukup di interior, tidak memiliki lempeng tektonik aktif tanpa jumlah air yang cukup. Di planet semacam itu, mineral metamorf tertentu mungkin tidak pernah terbentuk. Sedangkan di planet kategori Bumi super, gaya gravitasi yang lebih kuat juga memengaruhi lempeng tektonik dan pembentukan mineral. Menggunakan tekanan hidrolik dan laser khusus, untuk mengekspos sampel ke tekanan tinggi dan panas, seperti yang ditemukan di interior Bumi. Mengekspos mineral batuan seperti Bridgmanite dalam tekanan tinggi semacam itu, bahkan tekanannya lebih kuat di Bumi super, para ilmuwan dapat mempelajari mineral teoritis yang kemungkinan ada di dunia-dunia asing.

Pyrope-kuarsit dari Dora-Maira massif, Pegunungan Alpen. Batu langka ini mengandung butiran kecil coesite, terbentuk saat batu-batuan sedimen purba tersubduksi ke kedalaman kerak Bumi hingga 186 mil.
Kredit gambar: Bressan

Faktor penting lain yang mengendalikan mineralogi planet asing adalah usia dan sejarah planet. Apakah pada awalnya ia menjalani proses seperti yang dialami Bumi, mengalami diferensiasi atau pemisahan material sesuai dengan kepadatan? Apakah ada sumber energi untuk memanaskan planet asing ini dan mengendalikan pencairan dan pencampuran batu-batuan? Apakah memiliki atmosfer, sehingga menyebabkan erosi di permukaan? Berdasarkan umur bintang dengan planet-planet yang menginduknya, nampaknya Bumi adalah dunia yang relatif muda. Di antara tahap evolusi yang umum, seperti pembentukan planet, diferensiasi, pendinginan dan pembentukan kerak serta bombardir meteorit, Bumi telah melangkah lebih jauh dalam cara yang istimewa, karena faktanya menjadi tempat perlindungan bagi kehidupan. Kehidupan mengubah pembentukan unsur-unsur tertentu, seperti karbon, nitrogen, oksigen, dan belerang. Kerangka organisme yang membentuk endapan bebatuan karbonat secara luas, yang mengikat elemen seperti karbon, kalsium, dan oksigen dalam mineral. Bahkan organisme yang telah mati pun turut berperan. Pembusukan material organik juga memicu reaksi kimia yang membentuk mineral berbasis karbon kompleks, seperti vivianite. Jika memang kehidupan ekstraterestrial ada di luar sana, barangkali ada yang mirip dengan Bumi dan memainkan peran penting dalam pembentukan mineral. Jika memang manusia nantinya bisa mengeksplorasi eksoplanet, kita pasti akan menemukan mineral di sana, tapi bukan mineralogi seperti yang kita ketahui.

Ditulis oleh: David Bresan, kontributor www.forbes.com

Sumber: If Alien Worlds Exist, What About Alien Minerals?

#terimakasihgoogle