Dua Meteorit Mengungkap Jejak Mars Kuno dan Magnetisme Awal Tata Surya

Dua meteorit kuno memperpanjang catatan fisik sejarah planet ke dua arah yang berbeda. Meteorit Mars NWA 13441 merekam aktivitas vulkanik sekitar 1,273 miliar tahun lalu—periode yang selama ini hampir tidak terwakili dalam catatan meteorit shergottite. Sementara itu, inklusi mikroskopis dalam meteorit Antarktika DOM 08006 menyimpan bukti adanya medan magnet pada 200.000 tahun pertama Tata Surya. 13

Temuan ini bukan berarti sejarah pembentukan planet harus dipahami sebagai pilihan antara gravitasi dan magnetisme. Sebaliknya, keduanya kemungkinan berperan. Sampel-sampel kecil tersebut memberi petunjuk dari masa yang sulit direkonstruksi hanya melalui pengamatan jarak jauh.

NWA 13441 mengisi “celah meteorit” Mars

NWA 13441 ditemukan di Aljazair pada 2019 dan diidentifikasi sebagai olivine-phyric shergottite, yaitu jenis meteorit beku yang diketahui berasal dari Mars. Para peneliti menentukan usia kristalisasinya sekitar 1,273 miliar tahun. 213

Usia tersebut berada di antara dua kelompok shergottite yang lebih banyak terwakili. Sebagian besar sampel yang diketahui berusia kurang dari sekitar 600 juta tahun, sedangkan contoh tertua berikutnya berusia sekitar 2,4 miliar tahun. Dengan demikian, NWA 13441 menjadi bukti shergottite pertama yang diketahui dari rentang sekitar 1,8 miliar tahun yang sebelumnya nyaris kosong dalam catatan sampel Mars. 13

Celah ini tidak berarti Mars pasti tidak aktif secara geologis selama periode tersebut. Artinya, ilmuwan belum memiliki sampel fisik dari jenis dan rentang waktu itu. NWA 13441 kini memberikan titik acuan baru untuk menelusuri kapan dan bagaimana Mars menghasilkan batuan vulkanik pada fase pertengahan sejarahnya.

Jejak neodimium mengarah ke bagian dalam Mars

Keunikan meteorit ini bukan hanya terletak pada usianya, tetapi juga pada komposisi isotopnya. Komposisi awal neodimium di dalam NWA 13441 mendekati nilai kondritik—nilai yang dikaitkan dengan material primitif dari Tata Surya awal. Hasil ini berbeda dari tanda isotop pada shergottite yang telah dipelajari sebelumnya. 713

Penafsiran utama para peneliti adalah bahwa magma pembentuk meteorit tersebut berasal dari reservoir mantel Mars yang berbeda. Reservoir itu mungkin tidak mengalami pengolahan ulang kimia yang sama seperti sumber-sumber shergottite lainnya. Secara sederhana, NWA 13441 bisa jadi mengambil material dari bagian Mars yang lebih dalam dan masih mempertahankan komposisi warisan dari masa awal pembentukan planet. 113

Namun, ini tetap merupakan interpretasi, bukan gambaran langsung tentang interior Mars. Pola isotop dapat menunjukkan hubungan antarreservoir, tetapi tidak dengan sendirinya memastikan kedalaman persis reservoir tersebut atau membuktikan bahwa materialnya sama sekali tidak pernah berubah.

Meski demikian, temuan ini sejalan dengan gagasan bahwa Mars dapat mempertahankan sebagian material primordial lebih baik daripada Bumi. Tektonik lempeng Bumi yang aktif terus mendaur ulang kerak dan bagian teratas rekaman geologinya, sedangkan Mars tidak mengalami proses global serupa yang diketahui. 13

DOM 08006 menyimpan rekaman magnet dari awal Tata Surya

Penelitian kedua membawa kita jauh lebih ke masa lalu. Peneliti MIT memeriksa inklusi kaya kalsium-aluminium, atau CAI (calcium-aluminum-rich inclusions), yang tertanam dalam DOM 08006—meteorit yang ditemukan di Antarktika. CAI termasuk padatan tertua yang diketahui dari Tata Surya dan terbentuk dalam sekitar 200.000 tahun pertama setelah Tata Surya mulai terbentuk.

Inklusi tersebut mengandung sinyal magnetik permanen yang menunjukkan bahwa nebula Matahari awal memiliki medan magnet yang cukup kuat. Perkiraan intensitas paleomagnetiknya berada di kisaran 150–600 mikrotesla.

Temuan ini penting karena Tata Surya awal bukan sekadar awan gas dan debu yang runtuh akibat gravitasi. Ketika gas dan debu bergerak menuju pusat, material tersebut juga harus kehilangan momentum sudut. Medan magnet yang berinteraksi dengan gas terionisasi dapat membantu memindahkan momentum sudut dan mengarahkan akresi melalui cakram yang sedang berkembang.

Dengan demikian, bukti dari meteorit mendukung model bahwa magnetisme membantu menata cakram, mengalirkan material menuju Matahari yang sedang tumbuh, dan memengaruhi lingkungan tempat planet-planet akhirnya terbentuk. Temuan ini tidak menunjukkan bahwa medan magnet menggantikan gravitasi atau sendirian menciptakan Matahari dan planet. Magnetisme kemungkinan merupakan proses penting yang bekerja berdampingan dengan gravitasi.

Satu pesan yang menghubungkan kedua penelitian

Temuan tentang Mars dan Tata Surya membahas skala waktu yang sangat berbeda, tetapi keduanya menyampaikan pesan ilmiah yang sama: catatan sejarah planet tidak lengkap, dan sampel kecil dapat mengungkap peristiwa yang sulit diketahui melalui observasi dari jauh.

NWA 13441 mengisi satu titik waktu yang hilang dalam sejarah vulkanisme Mars sekaligus memberi petunjuk tentang reservoir kimia yang tersimpan di bagian dalam planet. DOM 08006 bahkan menelusuri masa yang lebih awal, ketika cakram Tata Surya yang baru lahir sudah memiliki medan magnet yang mampu memengaruhi pergerakan material.

Bersama-sama, kedua penelitian ini menghasilkan dua kesimpulan penting yang tetap terbuka untuk penyempurnaan. Mars tampaknya mempertahankan setidaknya sebagian material kuno dengan komposisi khas, sementara Tata Surya muda dibentuk oleh lebih dari gravitasi saja. Penemuan meteorit dan pengukuran laboratorium berikutnya akan membantu menguji serta memperjelas kedua gambaran tersebut.