Peneliti di MIT telah mengidentifikasi sisa-sisa kimia dari bentuk awal Bumi, yang terawetkan jauh di dalam mantel planet. Penemuan ini mengungkap ketidakseimbangan isotop kalium yang menunjukkan material dari 4,5 miliar tahun lalu, yang bertahan dari tabrakan kataklismik. Temuan ini menantang asumsi tentang sejarah pembentukan Bumi.
Sekitar 4,5 miliar tahun lalu, tata surya muncul dari awan gas dan debu yang berputar, membentuk meteorit yang bergabung menjadi proto-Bumi, dunia yang meleleh. Kurang dari 100 juta tahun kemudian, tubuh seukuran Mars bertabrakan dengannya dalam dampak raksasa, melelehkan interior dan mengubah kimianya, yang selama ini dianggap oleh ilmuwan telah menghapus semua jejak asli.
Tim yang dipimpin oleh Nicole Nie, Asisten Profesor Pengembangan Karir Paul M. Cook di Ilmu Bumi dan Planet MIT, menantang pandangan ini. Diterbitkan pada 14 Oktober di Nature Geoscience, studi mereka menganalisis sampel batuan kuno dari Greenland dan Kanada —beberapa batuan terawetkan tertua— dan endapan lava dari Hawaii, yang berasal dari mantel, lapisan tertebal Bumi antara kerak dan inti.
Peneliti mendeteksi kekurangan isotop kalium-40, yang berbeda dari material Bumi tipikal. "Ini mungkin bukti langsung pertama bahwa kami telah melestarikan material proto-Bumi," kata Nie. "Kami melihat potongan Bumi yang sangat kuno, bahkan sebelum dampak raksasa. Ini menakjubkan karena kami mengharapkan tanda tangan awal ini perlahan hilang melalui evolusi Bumi."
Untuk mengonfirmasi, tim melarutkan sampel dalam asam, mengisolasi kalium, dan mengukur isotop dengan spektrometer massa. Simulasi dampak raksasa dan serangan meteorit selanjutnya, menggunakan data dari meteorit yang dikenal, menunjukkan bahwa kekurangan tersebut cocok dengan material proto-Bumi yang tidak berubah. Tanda tangan tersebut tidak cocok tepat dengan meteorit mana pun yang dikumpulkan, menunjukkan blok bangunan Bumi yang belum ditemukan.
Penulis bersama termasuk Da Wang dari Universitas Teknologi Chengdu di Cina, Steven Shirey dan Richard Carlson dari Lembaga Ilmu Carnegie di Washington, D.C., Bradley Peters dari ETH Zürich di Swiss, dan James Day dari Lembaga Oseanografi Scripps di California. Pekerjaan ini didukung oleh NASA dan MIT.
"Ilmuwan telah mencoba memahami komposisi kimia asli Bumi dengan menggabungkan komposisi dari kelompok meteorit yang berbeda," catat Nie. "Tetapi studi kami menunjukkan bahwa inventaris meteorit saat ini tidak lengkap, dan ada banyak lagi yang harus dipelajari tentang asal-usul planet kita."