Permukaan Utarid Mungkin Mengandungi Hanya 37% Silikon Dioksida

Permukaan Utarid mungkin jauh lebih miskin silikon dioksida berbanding anggaran terdahulu. Kajian baharu menganggarkan permukaan silikat planet itu mengandungi kira-kira 37% SiO₂ mengikut jisim, berbanding anggaran sebelumnya sekitar 49–60%.140 Jika disahkan, penemuan ini menunjukkan bahawa batuan gunung berapi Utarid mungkin terhasil daripada peleburan yang sangat panas dan meluas jauh di dalam planet tersebut. Namun, terdapat satu batasan penting: Utarid terbentuk dalam keadaan yang amat kekurangan oksigen. Oleh itu, sebahagian silikon mungkin wujud dalam bentuk logam atau karbida, bukannya sebagai silikon dioksida.3342

Bagaimana kandungan silika Utarid dianggarkan

Tiada kapal angkasa pernah mendarat di Utarid untuk menganalisis batuannya secara terus, dan tiada sampel dari planet itu pernah dibawa pulang ke Bumi. Justeru, penyelidik menggunakan kaedah inframerah tidak langsung berdasarkan Ciri Christiansen — puncak emisiviti tertentu yang kedudukannya berubah mengikut kandungan silikon dioksida dalam bahan silikat.130

Pasukan penyelidik terlebih dahulu mengukur manik kaca di makmal yang dibuat daripada komposisi berkaitan permukaan planet. Ukuran itu digunakan untuk membina hubungan empirikal antara panjang gelombang Ciri Christiansen dengan jumlah SiO₂ dalam kaca.

Seterusnya, mereka menggunakan penentukuran tersebut pada pemerhatian inframerah beresolusi tinggi terhadap Bulan. Peta yang terhasil boleh dibandingkan dengan sampel Apollo, Luna dan Chang’e. Perbandingan dengan sampel bulan ini membantu menguji kaedah berkenaan sebelum ia digunakan pada pemerhatian teleskop terhadap Utarid.1

Oleh sebab itu, angka 37% bukanlah hasil analisis kimia secara langsung. Ia lebih tepat difahami sebagai anggaran setara SiO₂ dalam bahan silikat yang ditafsir daripada isyarat inframerah permukaan Utarid.

Apa makna 37% SiO₂ terhadap sejarah Utarid?

Permukaan yang kurang silika pada kadar sedemikian menyokong gambaran yang lebih ekstrem tentang sejarah gunung berapi Utarid. Dataran licin planet itu meliputi kawasan yang luas dan secara umum dianggap terbentuk melalui aktiviti gunung berapi.3637

Untuk menghasilkan lava yang sangat rendah kandungan silika, mantel Utarid mungkin perlu mengalami tahap peleburan separa yang luar biasa tinggi — pada suhu lebih panas dan pada kedalaman yang lebih besar daripada yang dicadangkan oleh model konvensional.140

Dengan kata lain, permukaan Utarid mungkin menyimpan rekod tempoh awal yang sangat ganas dalam pembentukan struktur dalaman dan aktiviti gunung berapinya. Namun, penemuan ini belum menentukan satu suhu mantel, kedalaman peleburan atau laluan geologi tertentu. Kesimpulan tersebut bergantung pada sejauh mana kaca silikat di makmal benar-benar mewakili komposisi kimia permukaan Utarid yang luar biasa.

Kemungkinan lain: silikon mungkin bukan semuanya SiO₂

Utarid ialah antara planet daratan yang paling mengalami keadaan kimia terturun atau reduced yang diketahui. Pengukuran terdahulu menemukan kandungan sulfur yang tinggi serta kandungan besi dan oksigen yang rendah — petunjuk bahawa planet itu terbentuk ketika oksigen sangat terhad.334244

Dalam keadaan seperti ini, tidak semua silikon di Utarid semestinya bergabung dengan oksigen. Sebahagiannya mungkin hadir sebagai silikon logam atau silikon karbida. Fasa-fasa ini boleh mengubah isyarat inframerah dengan cara yang menyerupai permukaan silikat yang mempunyai kandungan SiO₂ yang sangat rendah.40

Kemungkinan tersebut penting ketika angka utama kajian ini ditafsirkan. Kajian itu tidak membuktikan bahawa hanya 37% daripada semua bahan yang mengandungi silikon di Utarid ialah silikon dioksida. Sebaliknya, angka itu ialah anggaran rendah bagi kandungan silika dalam komponen silikat permukaan, berdasarkan andaian yang digunakan dalam penentukuran.

Bagaimana BepiColombo boleh menguji penemuan ini

Misi BepiColombo kendalian bersama Agensi Angkasa Eropah (ESA) dan Agensi Penerokaan Aeroangkasa Jepun (JAXA) sedang menghampiri fasa yang boleh menjawab persoalan tersebut. Modul Pemindahan Utarid atau Mercury Transfer Module (MTM) dijadualkan berpisah pada 3 September 2026, manakala urutan kemasukan ke orbit Utarid dijadualkan bermula pada 21 November 2026.1724 Operasi sains penuh dirancang bermula pada April 2027.26

Instrumen MERTIS pada BepiColombo direka untuk memerhati Utarid dalam panjang gelombang inframerah terma, termasuk julat spektrum yang menampilkan Ciri Christiansen.30 Berbeza daripada pemerhatian terdahulu yang menggabungkan isyarat seluruh cakera planet, MERTIS dijangka dapat mengaitkan ukuran inframerah dengan kawasan dan unit geologi tertentu di permukaan Utarid.

Pemerhatian itu boleh membantu menjawab beberapa persoalan utama:

• Adakah anggaran kandungan SiO₂ yang rendah benar-benar mewakili sebahagian besar permukaan Utarid?
• Adakah kandungannya berbeza antara dataran gunung berapi, kawasan penuh kawah dan unit geologi lain?
• Adakah corak mengikut wilayah menyokong teori peleburan mantel pada kedalaman yang luar biasa?
• Apabila digabungkan dengan pengukuran unsur dan mineral daripada instrumen lain, adakah data itu menunjukkan bahawa sebahagian silikon tersimpan dalam fasa logam atau karbida yang terturun?

Sehingga pengukuran tersebut tersedia, kesimpulan paling kukuh masih perlu dibuat dengan berhati-hati tetapi tetap signifikan: permukaan gunung berapi Utarid mungkin jauh kurang kaya silika daripada yang diandaikan. Keadaan ini mungkin mencerminkan mantel yang amat panas dan mengalami peleburan meluas, kimia planet yang lebih terturun daripada jangkaan, atau gabungan kedua-duanya.