Kristal natrium klorida telah terdeteksi dalam sampel asteroid tipe-S Itokawa.

Natrium klorida, lebih dikenal sebagai garam meja, bukanlah jenis mineral yang menarik imajinasi para ilmuwan. Namun, beberapa kristal garam kecil yang terdeteksi dalam sampel asteroid membuat para peneliti di Lunar and Planetary Laboratory University of Arizona bersemangat, karena kristal ini hanya dapat terbentuk di hadapan air cair.

Yang lebih menarik, menurut tim peneliti, adalah fakta bahwa sampel tersebut berasal dari asteroid tipe-S, kelas yang diketahui kebanyakan kekurangan mineral terhidrasi atau mengandung air. Penemuan ini sangat menunjukkan bahwa sejumlah besar asteroid yang meluncur melalui tata surya mungkin tidak sekering yang diperkirakan sebelumnya. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Astronomy ini memberikan dorongan baru pada hipotesis bahwa sebagian besar, jika tidak semua, air di Bumi mungkin telah tiba melalui asteroid selama masa kanak-kanak planet yang bergejolak.

Tom Zyga, penulis studi senior dan profesor ilmu planet di Lunar and Planetary Laboratory UArizona, dan Chufan Chi, penulis studi utama dan postdoctoral fellow di Lunar and Planetary Laboratory, melakukan analisis mendetail terhadap sampel yang dikumpulkan dari asteroid Itokawa pada tahun 2005 oleh Japan’s Misi Hayabusa dan dibawa ke Bumi pada tahun 2010.

Studi ini adalah yang pertama membuktikan bahwa kristal garam berasal dari tubuh induk asteroid, dan meniadakan kemungkinan bahwa mereka mungkin terbentuk akibat polusi setelah sampel tiba di Bumi, sebuah pertanyaan yang mengganggu studi sebelumnya yang menemukan natrium klorida di meteorit. asal yang serupa.

“Biji-bijian terlihat persis seperti apa yang akan Anda lihat jika Anda mengambil garam meja di rumah dan menaruhnya di bawah mikroskop elektron,” kata Ziga. “Itu kristal persegi yang cantik. Itu juga lucu, karena kami memiliki begitu banyak percakapan yang hidup di pertemuan kelompok tentang mereka, karena itu sangat tidak nyata.”

Zega mengatakan sampel mewakili jenis batuan luar angkasa yang dikenal sebagai chondrite biasa. Ini berasal dari asteroid tipe S seperti Itokawa, dan jenis ini membentuk sekitar 87% dari meteorit yang terkumpul di Bumi. Sangat sedikit dari mereka yang ditemukan mengandung mineral pembawa air.

“Kondrit biasa telah lama dianggap sebagai sumber air yang tidak mungkin ada di Bumi,” kata Zyga, direktur Fasilitas Pencitraan dan Karakterisasi Material Kuiper di Lunar and Planetary Laboratory. “Penemuan natrium klorida kami memberi tahu kami bahwa kelompok asteroid ini dapat mengandung lebih banyak air daripada yang kami duga.”

Saat ini, para ilmuwan sebagian besar setuju bahwa Bumi, bersama dengan planet berbatu lainnya seperti Venus dan Mars, terbentuk di wilayah bagian dalam awan gas dan debu yang berputar-putar di sekitar matahari muda, yang dikenal sebagai nebula matahari, di mana suhunya sangat panas. —terlalu tinggi untuk uap air mengembun dari gas, menurut Chi.

Dengan kata lain, air di Bumi ini harus dikirim dari bagian luar nebula matahari, di mana suhunya jauh lebih dingin daripada yang memungkinkan air ada, kemungkinan besar dalam bentuk es, kata Chi. Skenario yang paling mungkin adalah komet atau jenis asteroid lain yang dikenal sebagai asteroid tipe C, yang menetap lebih jauh di nebula matahari, bermigrasi ke dalam dan mengirimkan muatan airnya dengan menabrak Bumi muda.

Temuan bahwa air bisa saja hadir dalam chondrites biasa, dan dengan demikian diperoleh dari jauh lebih dekat ke Matahari daripada kerabat mereka yang “lebih basah”, berimplikasi pada skenario apa pun yang mencoba menjelaskan pengiriman air ke Bumi purba.

Sampel yang digunakan dalam penelitian ini adalah partikel debu kecil sekitar 150 mikrometer, atau hampir dua kali diameter rambut manusia, dari mana tim memotong bagian kecil selebar 5 mikron – cukup besar untuk menutupi satu sel ragi – untuk analisis.

Dengan menggunakan berbagai teknik, Chi dapat mengesampingkan bahwa NaCl merupakan hasil kontaminasi dari sumber seperti keringat manusia, proses persiapan sampel, atau paparan kelembaban laboratorium.

Karena sampel telah disimpan selama lima tahun, tim mengambil foto sebelum dan sesudah dan membandingkannya. Gambar menunjukkan bahwa distribusi butir natrium klorida dalam sampel tidak berubah, mengesampingkan kemungkinan bahwa ada butir yang disimpan dalam sampel selama periode tersebut. Selain itu, Chi melakukan eksperimen kontrol dengan mengolah sekelompok sampel batuan terestrial seperti sampel Itokawa dan memeriksanya dengan mikroskop elektron.

“Sampel terestrial tidak mengandung natrium klorida, jadi kami yakin bahwa garam dalam sampel kami adalah milik asteroid Itokawa,” katanya. “Kami telah mengesampingkan setiap kemungkinan sumber kontaminasi.”

Berton-ton material luar angkasa jatuh ke Bumi setiap hari, kata Zega, tetapi sebagian besar terbakar di atmosfer dan tidak pernah mencapai permukaan.

“Anda membutuhkan batu yang cukup besar untuk bertahan hidup masuk dan mengalirkan air itu,” katanya.

Pekerjaan sebelumnya yang dipimpin oleh mendiang Michael Drake, mantan direktur Lunar and Planetary Laboratory, pada 1990-an mengusulkan mekanisme di mana molekul air di tata surya awal dapat terperangkap dalam mineral asteroid dan bahkan bertahan dari benturan di Bumi.

“Studi ini menunjukkan bahwa sejumlah air di lautan dapat dialirkan hanya melalui mekanisme ini,” kata Zega. “Jika sekarang ternyata asteroid yang lebih umum mungkin lebih basah dari yang kita duga, itu akan membuat hipotesis pengiriman air oleh asteroid menjadi lebih masuk akal.”

Itokawa adalah asteroid dekat Bumi berbentuk kacang dengan panjang sekitar 2.000 kaki dan diameter 750 kaki yang diyakini telah lepas dari benda yang jauh lebih besar. Menurut Chi dan Zyga, air beku dan hidrogen klorida beku dapat terakumulasi di sana, dan peluruhan alami unsur radioaktif serta seringnya pemboman oleh meteorit selama hari-hari awal tata surya akan memberikan panas yang cukup untuk mempertahankan proses hidrotermal yang melibatkan air cair. Akhirnya, tubuh induknya akan menyerah pada pemukulan dan pecah menjadi potongan-potongan kecil, menciptakan Itokawa.

“Begitu komponen ini menggumpal untuk membentuk asteroid, ada potensi air cair terbentuk,” kata Zega. “Dan begitu cairan terbentuk, Anda dapat menganggapnya menempati rongga di asteroid, berpotensi melakukan hidrokimia.”

Namun, bukti bahwa kristal garam dalam sampel Itokawa telah ada sejak awal tata surya tidak berakhir di sini. Para peneliti menemukan urat plagioklas, mineral silikat kaya natrium, mengalir melalui sampel, yang diperkaya dengan natrium klorida.

“Ketika kita melihat vena yang berubah seperti itu dalam sampel terestrial, kita tahu bahwa itu dibentuk oleh perubahan hidrotermal, yang berarti itu pasti termasuk air,” kata Chi. “Fakta bahwa kita melihat tekstur yang diasosiasikan dengan natrium dan klorin adalah bukti kuat lainnya bahwa ini terjadi di asteroid saat air mengalir melalui silikat yang mengandung natrium ini.”

Aktivitas cairan hidrotermal di asteroid Itokawasifat astronomi

Astrobiologi dan Astrokimia