Permukaan Merkurius Mungkin Hanya Mengandung 37% Silikon Dioksida

Permukaan Merkurius mungkin jauh lebih miskin silikon dioksida (SiO₂) daripada yang selama ini diperkirakan. Studi baru memperkirakan kandungan SiO₂ pada permukaan silikat planet itu sekitar 37% berdasarkan massa, sementara perkiraan sebelumnya berada di kisaran 49–60%.140

Jika hasil ini terkonfirmasi, permukaan vulkanik Merkurius kemungkinan terbentuk dari material mantel yang mengalami pelelehan sangat besar pada suhu dan kedalaman yang lebih ekstrem. Namun, ada satu catatan penting: Merkurius terbentuk dalam kondisi yang sangat miskin oksigen. Karena itu, sebagian silikon mungkin tidak berikatan dengan oksigen sebagai silikon dioksida, melainkan hadir dalam bentuk logam atau karbida.3342

Bagaimana kadar silika Merkurius diperkirakan?

Belum ada wahana antariksa yang mendarat di Merkurius untuk menganalisis batuannya secara langsung. Sampel batuan Merkurius juga belum pernah dibawa ke Bumi. Untuk mengatasi keterbatasan ini, peneliti menggunakan metode inframerah tidak langsung yang memanfaatkan Christiansen Feature—puncak emisivitas khas pada spektrum material silikat.130

Posisi Christiansen Feature berubah mengikuti kadar silikon dioksida dalam material silikat. Tim peneliti terlebih dahulu membuat dan mengukur manik-manik kaca dengan komposisi yang relevan bagi permukaan planet. Dari pengukuran tersebut, mereka menyusun hubungan empiris antara panjang gelombang Christiansen Feature dan jumlah SiO₂ dalam kaca.

Kalibrasi itu kemudian diuji menggunakan pengamatan inframerah beresolusi tinggi terhadap Bulan. Hasil pemetaan Bulan dapat dibandingkan dengan sampel yang dikumpulkan melalui misi Apollo, Luna, dan Chang’e. Perbandingan tersebut memberikan cara untuk menguji metode sebelum diterapkan pada pengamatan teleskopik terhadap Merkurius.1

Dengan demikian, angka 37% bukanlah hasil analisis kimia langsung. Angka itu lebih tepat dipahami sebagai perkiraan kandungan SiO₂ ekuivalen pada material silikat yang diturunkan dari sinyal inframerah permukaan Merkurius.

Petunjuk tentang mantel yang sangat panas

Permukaan Merkurius yang rendah silika dapat memperkuat gambaran tentang sejarah vulkaniknya yang ekstrem. Dataran halus menutupi wilayah yang luas dan secara umum dipahami terbentuk melalui aktivitas vulkanik.3637

Untuk menghasilkan lava dengan kadar silika serendah itu, mantel Merkurius mungkin harus mengalami tingkat pelelehan parsial yang sangat tinggi. Material tersebut juga kemungkinan meleleh lebih dalam dan pada suhu lebih tinggi daripada yang diperkirakan oleh sejumlah model konvensional.140

Temuan ini menghubungkan permukaan Merkurius saat ini dengan fase awal pembentukan planet yang sangat intens, ketika pemisahan lapisan interior dan aktivitas vulkanik berlangsung secara besar-besaran. Meski demikian, hasil tersebut belum menentukan satu angka pasti untuk suhu mantel, kedalaman pelelehan, atau jalur geologi tertentu. Kesimpulannya masih bergantung pada seberapa baik kaca silikat buatan laboratorium mewakili komposisi kimia permukaan Merkurius yang tidak biasa.

Mengapa silikon mungkin tidak seluruhnya menjadi SiO₂?

Merkurius merupakan salah satu planet kebumian yang paling tereduksi secara kimiawi. Pengukuran sebelumnya menemukan kadar sulfur yang tinggi serta kadar besi dan oksigen yang relatif rendah. Karakteristik ini konsisten dengan pembentukan planet dalam kondisi ketika oksigen sangat terbatas.334244

Dalam lingkungan seperti itu, tidak semua silikon harus berikatan dengan oksigen. Sebagian silikon mungkin berada sebagai silikon metalik atau silikon karbida. Fase-fase tersebut dapat mengubah sinyal inframerah dengan cara yang menyerupai permukaan silikat dengan kadar SiO₂ yang sangat rendah.40

Kemungkinan ini mengubah cara angka 37% harus dibaca. Studi tersebut tidak membuktikan bahwa hanya 37% dari seluruh material yang mengandung silikon di Merkurius berupa silikon dioksida. Angka tersebut adalah estimasi rendah untuk kandungan silika pada komponen silikat permukaan, berdasarkan asumsi yang digunakan dalam kalibrasi.

BepiColombo akan menguji hasil ini

Misi gabungan Badan Antariksa Eropa (ESA) dan Badan Eksplorasi Dirgantara Jepang (JAXA), BepiColombo, akan segera memasuki tahap yang dapat membantu menjawab ketidakpastian tersebut. Modul Transfer Merkurius dijadwalkan berpisah pada 3 September 2026, sedangkan rangkaian penyisipan wahana ke orbit Merkurius dijadwalkan dimulai pada 21 November 2026.1724 Operasi sains penuh direncanakan dimulai pada April 2027.26

Salah satu instrumen pentingnya, MERTIS, dirancang untuk mengamati Merkurius pada panjang gelombang inframerah termal, termasuk wilayah spektrum yang memuat Christiansen Feature.30 Berbeda dari pengamatan terdahulu yang menggabungkan sinyal seluruh cakram planet, MERTIS diharapkan dapat mengaitkan pengukuran inframerah dengan wilayah dan satuan geologi tertentu.

Pengamatan itu dapat membantu menjawab beberapa pertanyaan:

• Apakah perkiraan kadar SiO₂ yang rendah berlaku luas di permukaan Merkurius?
• Apakah kadarnya berbeda antara dataran vulkanik, medan berkawah, dan satuan geologi lainnya?
• Apakah pola regionalnya mendukung dugaan tentang pelelehan mantel yang sangat dalam?
• Jika digabungkan dengan pengukuran unsur dan mineral dari instrumen lain, apakah datanya menunjukkan bahwa sebagian silikon tersimpan dalam fase logam atau karbida yang tereduksi?

Sebelum data tersebut tersedia, kesimpulan paling kuat masih harus disampaikan dengan hati-hati: permukaan vulkanik Merkurius mungkin jauh lebih miskin silika daripada dugaan sebelumnya. Hal itu dapat menunjukkan mantel yang sangat panas dan mengalami pelelehan luas, kimiawi planet yang lebih ekstrem akibat kekurangan oksigen, atau gabungan keduanya.