Nationalgeographic.co.id - Berlian dan grafit merupakan sumber karbon mendasar yang ada di mantel atas planet kita, sedangkan hidrogen adalah salah satu elemen cairan yang paling mudah menguap.
Siklus karbon Bumi yang berada di bagian dalam telah menyumbang sekitar 90% dari keseluruhan siklus karbon. Akan tetapi, kita tidak menyadari siklus yang terjadi di bawah permukaan bumi. Fenomena ini sangatlah penting bagi kehidupan di planet kita karena memungkinkan karbon di kedalaman Bumi dapat kembali ke atmosfer.
Metana di kedalaman Bumi bisa hidup berdampingan dengan molekul hidrogen dan sejumlah kecil hidrokarbon ringan dan alotrop karbon yang berbeda. Namun, asal metana di mantel atas sebagian besar tetap tidak dibatasi.
Studi baru yang dilakukan oleh sekelompok peneliti dari Universitas dari Bologna dan Edinburgh (Inggris), Centre National de la Recherche Scientifique (Prancis), juga HPSTAR (Tiongkok) secara tak terduga telah menemukan bahwa reaktivitas tinggi alotrop karbon dengan hidrogen di mantel atas bumi dapat menyebabkan pembentukan metana. Hasil studi ini telah dipublikasikan di jurnal Nature Communications pada 04 November 2021 dengan mengambil judul In-situ abiogenic methane synthesis from diamond and graphite under geologically relevant conditions.
Baca Juga: Bagaimana Bisa Mineral Baru dalam Perut Bumi Muncul ke Permukaan?
Melansir Tech Explorist, Alberto Vitale Brovarone, profesor di Departemen studi Biologi, Geologi dan Lingkungan di University of Bologna dan juga salah satu dari penulis studi ini mengatakan, “Sudah diketahui bahwa dekomposisi metana dapat menyebabkan pembentukan berlian. Apa yang kurang diketahui sampai saat ini adalah bahwa proses sebaliknya juga mungkin terjadi. Metana yang dihasilkan melalui reaksi antara berlian dan hidrogen adalah bagian yang hilang untuk pemahaman yang lebih luas tentang siklus karbon dalam.”
Dalam sebuah teori yang sudah berkembang lebih dari satu abad mengatakan bahwa siklus karbon dalam juga mencakup pembentukan hidrokarbon seperti metana sebagai hasil proses yang tidak melibatkan aktivitas biologis. Teori tersebut telah mengundang para peneliti untuk mengujinya dimulai dari berlian yang pada dasarnya adalah permata di mantel bumi yang terdiri dari atom karbon padat dalam struktur kristal.
Para ahli menggunakan "sel landasan berlian," yang merupakan peralatan eksperimental bertekanan tinggi yang digunakan untuk menekan dua kulet berlian satu sama lain dan meniru kondisi tekanan mantel atas bumi, lebih dari 70 km. Kemudian, dengan mendorong satu atmosfer hidrogen murni pada 300 °C, para peneliti mengamati pembentukan metana dengan cepat dengan molekul-molekulnya yang terdiri dari satu atom karbon dan empat hidrogen (CH4).
”Kami menciptakan lingkungan yang sebanding dengan lapisan luar mantel bumi dalam hal suhu dan tekanan, dan mengamati bahwa berlian dan hidrogen mudah bereaksi dengan menghasilkan metana dalam beberapa detik,” kata Vitale Bovarone. “Ini menunjukkan bahwa hidrokarbon seperti metana dapat terbentuk di kedalaman abiotik. Fenomena ini mungkin memainkan peran kunci dalam siklus karbon bumi yang dalam,” tambahnya.
Baca Juga: Studi Terbaru: Lumpur Lapindo Sumber Emisi Gas Metana Terbesar di Bumi
Para peneliti juga mereplikasi percobaan ini dengan menambahkan grafit, yang terdiri dari karbon murni, serta bahan karbon seperti kaca. Dalam kedua kasus tersebut, mereka mengamati pembentukan metana lebih cepat dan lebih banyak dibandingkan ketika mereka hanya menggunakan berlian saja. Hasil ini jelas menunjukkan bahwa bahan grafit berbasis karbon mungkin merupakan reagen yang sangat efisien dan oleh karena itu dapat bertindak sebagai sumber energi yang memberi makan cadangan metana di mantel atas bumi.
Studi ini telah memberikan lebih banyak wawasan tentang siklus karbon dalam dan pembentukan hidrokarbon melalui proses abiotik di kedalaman Bumi.