Analisis baru terhadap tanah bulan yang diambil oleh misi Chang’e-6 Tiongkok mengungkapkan bukti langsung pertama adanya kristal hematit (α-Fe₂O₃) dan maghemit (γ-Fe₂O₃) yang terbentuk akibat peristiwa tumbukan besar. Penemuan ini, yang diterbitkan dalam Science Advances, menantang asumsi lama bahwa sebagian besar permukaan Bulan berada dalam kondisi mengecil dan memberikan wawasan penting mengenai evolusi planet ini.
Teka-teki Oksidasi Bulan
Selama beberapa dekade, para ilmuwan percaya bahwa lingkungan dan bagian dalam Bulan tidak memiliki kondisi yang diperlukan untuk terjadinya oksidasi yang signifikan. Besi di Bulan diperkirakan ada terutama dalam bentuk besi (Fe²⁺) atau logam (Fe⁰). Namun, penelitian orbital baru-baru ini menunjukkan adanya hematit di daerah lintang tinggi, sehingga menimbulkan perdebatan ilmiah. Penelitian sebelumnya terhadap sampel dari misi Chang’e-5 menemukan magnetit (Fe₃O₄) yang dihasilkan akibat tumbukan, yang mengisyaratkan lingkungan pengoksidasi lokal selama modifikasi permukaan.
Terlepas dari temuan ini, bukti mineralogi yang meyakinkan tentang mineral pengoksidasi kuat seperti hematit masih sulit dipahami. Tingkat proses oksidasi dan prevalensi mineral teroksidasi di permukaan bulan masih belum jelas.
Sampel Chang’e-6 Mengungkapkan Bukti Baru
Misi Chang’e-6, yang berhasil mengembalikan sampel tanah dari Cekungan Kutub Selatan – Aitken (SPA), memberikan kesempatan untuk mencari zat teroksidasi tinggi yang terbentuk selama peristiwa dampak besar. Cekungan SPA, salah satu kawah tumbukan terbesar dan tertua di tata surya, menawarkan laboratorium alami yang ideal untuk mempelajari reaksi oksidasi.
Para peneliti mengidentifikasi butiran hematit berukuran mikron di tanah bulan Chang’e-6. Dengan menggunakan mikroskop elektron area mikro, spektroskopi kehilangan energi elektron, dan spektroskopi Raman, mereka mengkonfirmasi struktur kristal dan karakteristik unik dari partikel hematit ini, memverifikasi bahwa mereka adalah komponen utama bulan dan bukan kontaminan terestrial.
Bagaimana Dampaknya Mendorong Oksidasi
Studi ini mengusulkan bahwa pembentukan hematit terkait erat dengan peristiwa dampak besar dalam sejarah bulan. Temperatur ekstrim yang dihasilkan oleh tumbukan besar akan menguapkan material permukaan, menciptakan lingkungan sementara dengan kandungan oksigen tinggi. Proses ini juga menyebabkan desulfurisasi troilit, melepaskan ion besi yang kemudian dioksidasi dalam lingkungan dengan fugasitas tinggi dan mengalami pengendapan fase uap, membentuk hematit kristalin berukuran mikron. Hematit ini hidup berdampingan dengan magnetit magnetik dan maghemit.
Implikasi terhadap Magnetisme Bulan
Asal usul anomali magnetik yang tersebar luas di permukaan bulan, termasuk di Cekungan SPA barat laut, masih kurang dapat dijelaskan. Mengingat korelasi antara proses oksidasi dan pembentukan mineral pembawa magnet, penelitian ini memberikan bukti utama berbasis sampel untuk memperjelas pembawa dan sejarah evolusi anomali magnetik bulan ini.
Penelitian ini meningkatkan pemahaman kita tentang evolusi bulan dengan menantang keyakinan lama bahwa permukaan bulan menyusut seluruhnya. Temuan ini memberikan petunjuk penting untuk menguraikan evolusi anomali magnetik bulan dan mekanisme yang mendasari peristiwa dampak besar
