Nationalgeographic.co.id - Studi baru dari ilmuwan University of Chicago menunjukkan bahwa mungkin ada lapisan batuan cair yang mengejutkan mengelilingi Bumi, di bagian paling bawah mantel atas.
Temuan itu dibuat dengan mengukur pergerakan yang tertinggal yang dicatat oleh sensor GPS di pulau-pulau setelah gempa bumi yang dalam di Samudera Pasifik dekat Fiji. Diterbitkan 22 Februari di jurnal Nature, penelitian ini menunjukkan metode baru untuk mengukur fluiditas mantel bumi.
"Meskipun mantel membentuk bagian terbesar Bumi, masih banyak yang tidak kita ketahui tentangnya," kata Sunyoung Park, ahli geofisika di University of Chicago dan penulis utama studi tersebut.
"Kami pikir masih banyak lagi yang bisa kita pelajari dengan menggunakan gempa bumi yang dalam ini sebagai cara untuk menyelidiki pertanyaan-pertanyaan ini."
Anehnya, kita masih tahu sedikit tentang Bumi di bawah kaki kita. Terjauh yang berhasil digali adalah sekitar 12 kilometer sebelum panas yang meningkat benar-benar melelehkan bor.
Jadi para ilmuwan harus menggunakan petunjuk seperti bagaimana gelombang seismik bergerak untuk menyimpulkan berbagai lapisan yang menyusun planet ini, termasuk kerak, mantel, dan inti.
Satu hal yang menghalangi para ilmuwan adalah pengukuran yang tepat tentang seberapa kental lapisan mantel itu.
Mantel adalah lapisan di bawah kerak bumi. Itu terbuat dari batu, tetapi pada suhu dan tekanan yang intens di kedalaman itu, batu itu benar-benar menjadi kental–mengalir sangat lambat seperti madu atau tar.
"Kami ingin tahu persis seberapa cepat mantel mengalir, karena itu memengaruhi evolusi seluruh Bumi–itu memengaruhi berapa banyak panas yang dipertahankan planet ini untuk berapa lama, dan bagaimana materi Bumi didaur ulang dari waktu ke waktu," jelas Park. "Tapi pemahaman kita saat ini sangat terbatas dan mencakup banyak asumsi."
Park berpikir mungkin ada cara unik untuk mengukur sifat mantel dengan mempelajari dampak gempa bumi yang sangat dalam.
Sebagian besar gempa bumi yang kita dengar di berita relatif dangkal, berasal dari lapisan atas kerak bumi. Namun terkadang, ada gempa bumi yang berasal jauh di dalam Bumi–hingga 700 km lebih di bawah permukaan.
Gempa bumi ini tidak dipelajari sebaik yang dangkal, karena tidak merusak pemukiman manusia. Akan tetapi karena mereka menjangkau ke dalam mantel, Park mengira mereka mungkin menawarkan cara untuk memahami perilaku mantel.
Park dan rekan-rekannya melihat satu gempa tertentu, yang terjadi di lepas pantai Fiji pada tahun 2018. Gempa tersebut berkekuatan 8,2, tetapi sangat dalam–500 km lebih ke bawah–sehingga tidak menyebabkan kerusakan besar atau kematian.
Namun, ketika para ilmuwan dengan hati-hati menganalisis data dari sensor GPS di beberapa pulau terdekat, mereka menemukan Bumi terus bergerak setelah gempa usai.
Baca Juga: Jarak Matahari-Bumi Pengaruhi Iklim Pasifik dalam Siklus 22.000 Tahun
Baca Juga: Lempeng Tektonik Mulai Bergerak Jauh Lebih Awal Dari Yang Diprediksi
Baca Juga: Tersimpan Jutaan Spesies yang Belum Terungkap di Antara Permukaan dan Inti Bumi
Data mengungkapkan bahwa pada bulan-bulan setelah gempa, Bumi masih bergerak, menetap di tengah gangguan. Bahkan bertahun-tahun kemudian, Tonga masih bergerak perlahan dengan kecepatan sekitar 1 sentimeter per tahun.
"Anda bisa menganggapnya seperti toples madu yang perlahan kembali rata setelah Anda mencelupkan sendok ke dalamnya–hanya saja ini membutuhkan waktu bertahun-tahun, bukan menit," kata Park.
Ini adalah pengamatan solid pertama dari deformasi setelah gempa yang dalam. Fenomena tersebut telah diamati sebelumnya untuk gempa bumi dangkal, tetapi para ahli berpendapat bahwa efeknya akan terlalu kecil untuk dapat diamati pada gempa bumi dalam.
Park dan rekan-rekannya menggunakan pengamatan ini untuk menyimpulkan kekentalan mantel.
Dengan memeriksa bagaimana Bumi berubah bentuk dari waktu ke waktu, mereka menemukan bukti adanya lapisan setebal sekitar 80 km yang kurang kental (yaitu, "lebih runnier") daripada bagian mantel lainnya, berada di bagian bawah lapisan mantel atas. Mereka mengira lapisan ini dapat meluas ke seluruh dunia.
Lapisan dengan viskositas rendah ini dapat menjelaskan beberapa pengamatan lain oleh ahli seismologi yang menyarankan adanya lempengan batu yang "diam" yang tidak banyak bergerak, terletak di sekitar kedalaman yang sama di bagian bawah mantel atas.
"Sulit untuk mereproduksi fitur-fitur tersebut dengan model, tetapi lapisan lemah yang ditemukan dalam penelitian ini membuatnya lebih mudah untuk melakukannya," kata Park.
Ini juga berimplikasi pada bagaimana Bumi mengangkut panas, mendaur ulang, dan mencampur material antara kerak, inti, dan mantel dari waktu ke waktu.
"Kami sangat senang," kata Park. "Masih banyak lagi yang bisa diketahui dengan teknik ini."