Bulan sering terlihat tenang dari Bumi, namun para ilmuwan mengetahui bahwa benda langit ini pernah mengalami masa yang jauh lebih aktif. Salah satu bukti terkuat berasal dari butiran kecil yang disebut lunar orange glass beads. Butiran ini tercipta dari letusan vulkanik yang terjadi miliaran tahun lalu dan kini menjadi arsip geologis yang menyimpan banyak informasi tentang kondisi awal Bulan. Sebuah penelitian baru memberikan wawasan penting tentang bagaimana belerang berpindah masuk dan keluar dari butiran kaca ini, serta bagaimana proses tersebut menjelaskan sebuah teka teki isotop yang dikenal sebagai anomali tiga puluh tiga S.
Penelitian terbaru yang dipimpin oleh Xue Su, Youxue Zhang, dan Yang Liu memeriksa proses outgassing dan in gassing belerang dalam butiran kaca vulkanik berwarna oranye dari Bulan. Outgassing merujuk pada pelepasan gas dari material saat letusan terjadi, sedangkan in gassing mengacu pada penyerapan kembali gas ke dalam butiran setelah material tersebut terbentuk. Kedua proses ini meninggalkan pola kimia yang dapat dilihat pada analisis laboratorium modern. Para peneliti ingin memahami bagaimana dinamika ini berlangsung dan apa pengaruhnya terhadap variasi isotop belerang yang membingungkan para ahli selama bertahun tahun.
Baca juga artikel tentang: Inkathazo: Galaksi Radio Raksasa Berukuran 32 Kali Lebih Besar Dari Galaksi Bima Sakti
Penelitian ini menunjukkan bahwa distribusi belerang di dalam butiran kaca oranye tidak seragam. Para ilmuwan menemukan pola berbentuk U atau W ketika memetakan konsentrasi belerang dari permukaan menuju bagian tengah butiran. Pola semacam ini tipikal untuk proses in gassing, yaitu ketika gas dari lingkungan sekitar kembali masuk ke dalam butiran setelah material tersebut mendingin. Temuan ini menunjukkan bahwa sebagian belerang dalam butiran kaca tidak berasal dari magma di dalam Bulan, melainkan dari gas yang melingkupi letusan. Gas ini dapat berasal dari kolom erupsi yang dipenuhi partikel dan radiasi ultraviolet dari Matahari yang masuk melalui lapisan tipis atmosfer lokal yang terbentuk sementara selama letusan.
Para peneliti kemudian menyusun sebuah model untuk membedakan kontribusi belerang dari dua sumber utama, yaitu sumber magmatik asli dan belerang yang diserap dari atmosfer erupsi. Analisis mereka menunjukkan bahwa sekitar sembilan sampai dua puluh empat persen dari total belerang dalam satu butiran kaca oranye berasal dari in gassing atmosferik, dengan nilai rata rata sekitar enam belas persen. Angka ini cukup signifikan dan menunjukkan bahwa belerang atmosferik memainkan peran penting dalam membentuk karakter isotop butiran tersebut.
Salah satu aspek paling menarik dari studi ini adalah kaitannya dengan fenomena yang disebut anomali tiga puluh tiga S. Anomali ini muncul ketika rasio isotop belerang tidak mengikuti pola yang biasanya ditentukan oleh fraksionasi massa. Pada banyak sampel dari Bulan, terutama pada butiran kaca oranye, para ilmuwan menemukan tanda tanda fraksionasi yang tidak bergantung massa. Selama bertahun tahun, para peneliti bingung mencari sumber proses yang mampu menghasilkan pola seperti ini di lingkungan Bulan yang tidak memiliki atmosfer permanen.
Studi terbaru memberikan penjelasan yang masuk akal. In gassing belerang atmosferik selama letusan terbukti dapat menghasilkan pola isotop yang tidak bergantung massa. Ketika sinar ultraviolet mengenai molekul belerang di kolom erupsi, reaksi fotokimia yang terjadi dapat menyebabkan perubahan isotopik yang tidak sesuai dengan aturan fraksionasi biasa. Proses ini kemudian meninggalkan jejak isotopik unik yang tersimpan dalam butiran kaca. Dengan kata lain, anomali tiga puluh tiga S pada butiran kaca oranye bukan berasal dari aktivitas magmatik langsung, tetapi dari interaksi antara gas erupsi dan cahaya ultraviolet.
Temuan ini semakin kuat setelah para peneliti membandingkannya dengan hasil analisis butiran kaca hitam dari Bulan. Butiran kaca hitam tidak menunjukkan anomali isotop yang sama, meskipun sama sama merupakan produk letusan vulkanik. Kondisi ini masuk akal karena butiran kaca hitam berasal dari letusan yang menciptakan partikel lebih pekat sehingga sinar ultraviolet sulit menembus kolom gasnya. Akibatnya, reaksi fotokimia yang memicu anomali isotop tidak terjadi, dan isotop belerang dalam butiran hitam menunjukkan pola fraksionasi biasa. Perbandingan ini memperkuat pandangan bahwa cahaya ultraviolet merupakan faktor langka yang hanya memengaruhi jenis kaca tertentu dari Bulan.
Penelitian ini juga memberikan gambaran lebih luas tentang dinamika unsur volatil di Bulan pada masa lalu. Unsur volatil seperti belerang dapat memberikan informasi penting tentang sejarah atmosfer sementara yang terbentuk selama letusan. Meskipun Bulan tidak memiliki atmosfer permanen, letusan besar menghasilkan selubung gas sementara yang dapat bertahan selama beberapa menit hingga berjam jam. Di dalam selubung gas inilah proses fotokimia terjadi dan meninggalkan tanda isotopik pada material yang jatuh kembali ke permukaan.
Dengan memahami kontribusi belerang magmatik dan belerang atmosferik, para ilmuwan kini dapat memberikan perkiraan yang lebih tepat mengenai nilai isotop belerang atmosfer pada masa lalu Bulan. Berdasarkan data isotop dari sampel kaca oranye, penelitian ini memperkirakan nilai delta tiga puluh tiga S atmosferik sekitar negatif nol koma satu delapan persen. Angka ini memberikan batasan penting bagi model model geokimia tentang bagaimana atmosfer sementara Bulan terbentuk dan berevolusi selama letusan vulkanik kuno.
Dampak dari penelitian ini melampaui dunia vulkanologi Bulan. Studi tentang isotop belerang dan dinamika unsur volatil membantu para ilmuwan membangun gambaran lebih jelas tentang bagaimana proses geologi bekerja pada benda langit yang tidak memiliki atmosfer stabil. Informasi ini dapat diaplikasikan pada studi planet lain seperti Merkurius atau benda kecil seperti asteroid yang mungkin mengalami proses serupa. Lebih jauh lagi, pemahaman ini membantu mempersiapkan ilmuwan untuk misi misi masa depan yang akan membawa pulang sampel baru dari Bulan.
Kaca oranye dari Bulan mungkin tampak tidak lebih dari partikel kecil berwarna mencolok, tetapi butiran ini menyimpan kisah panjang tentang letusan dahsyat, reaksi kimia yang didorong cahaya Matahari, dan dinamika atmosfer sementara yang hanya bertahan sekejap. Setiap butiran merupakan arsip geologi mini yang menyimpan informasi selama miliaran tahun. Berkat penelitian modern, manusia semakin mampu membaca arsip ini dan memahami perubahan yang membentuk sejarah Bulan.
Penelitian ini memperlihatkan bagaimana teknologi analisis isotop dan pemodelan geokimia mampu memecahkan misteri yang sudah lama membingungkan ilmuwan. Dengan memahami bagaimana belerang bergerak di dalam dan di luar butiran kaca, kita semakin mengerti bagaimana Bulan berevolusi dari masa vulkanik aktif menuju kondisi saat ini. Setiap wawasan baru membawa kita selangkah lebih dekat untuk memahami sejarah tetangga terdekat kita di ruang angkasa.
Baca juga artikel tentang: NASA Mengungkap Prototipe Teleskop Canggih untuk Deteksi Gelombang Gravitasi
REFERENSI:
Su, Xue dkk. 2025. Sulfur outgassing and in-gassing in lunar orange glass beads and implications for 33S “Anomaly” in the Moon. Geochimica et Cosmochimica Acta 397, 164-175.
