Ilmuwan Ungkap Meteorit Mars Berusia Lebih dari 4,1 Miliar Tahun

Rekaman kondisi Planet Mars pada masa awal pembentukannya berhasil diidentifikasi melalui sebuah meteorit yang ditemukan di Gurun Sahara pada 2022. Batuan bernama Teghaza 001 tersebut diperkirakan terbentuk lebih dari 4,1 miliar tahun lalu dan menjadi salah satu meteorit Mars tertua yang ditemukan di Bumi, dilansir dari Detikcom.

Dengan berat sekitar 800 gram, batuan berwarna merah muda ini menyimpan informasi penting mengenai perkembangan kerak Mars. Penelitian yang didanai NASA mengungkap bahwa material tersebut tidak hanya merekam proses pembentukan batuan, tetapi juga perubahan yang terjadi akibat keberadaan air pada masa lampau.

Teghaza 001 memperoleh namanya dari dataran garam di Mali. Jumlah meteorit yang telah teridentifikasi berasal dari Mars hingga sekarang diperkirakan hanya sekitar 435 buah.

Keistimewaan Teghaza 001 dalam penelitian Mars

Hasil karakterisasi awal meteorit ini dipublikasikan dalam jurnal Science pada Kamis. Penelitian tersebut memberikan kesempatan bagi ilmuwan untuk mempelajari komposisi kerak Mars pada periode awal sejarah geologinya. Keunggulan Teghaza 001 terletak pada kombinasi usia, tekstur, dan keragaman mineral batuan beku yang menyusunnya.

Karakteristik tersebut membedakannya dari sejumlah meteorit Mars lain yang sebelumnya ditemukan di Bumi. Ada dua meteorit tua lainnya yang menjadi pembanding penting. Pertama, ALH84001 yang memiliki usia hampir setara dengan Teghaza 001, tetapi komposisinya didominasi satu jenis mineral.

Pembanding lainnya adalah Black Beauty, yang terbentuk sekitar 2,1 miliar tahun lalu. Material tersebut tersusun dari kumpulan fragmen kecil batuan vulkanik.

Komposisi Teghaza 001 justru memperlihatkan campuran mineral batuan beku yang lebih bervariasi. Keadaan ini membantu peneliti memahami bagaimana magma mengalami pendinginan hingga membentuk kerak Mars, sebelum materialnya mengalami perubahan karena bersentuhan dengan air di bawah permukaan. Karakteristik mineral dan unsur kimianya juga memiliki kemiripan dengan hasil pengamatan wahana Mars Reconnaissance Orbiter milik NASA. Kesesuaian tersebut ditemukan pada kawasan dataran tinggi selatan Mars yang memiliki banyak kawah.

Walaupun titik asal batuan di Mars belum bisa dipastikan, sejumlah wilayah telah diidentifikasi memiliki karakteristik yang sesuai dengan komposisi kimia dan mineral Teghaza 001. Lee Saper, penulis kedua penelitian tersebut, menilai meteorit ini mungkin menjadi sampel pertama kerak Mars yang mewakili kawasan planet yang sebelumnya belum terwakili dalam koleksi meteorit di Bumi.

"Ini benar-benar merupakan potongan pertama kerak Mars dari bagian planet yang sebelumnya belum pernah kita miliki sampelnya," ujar Saper, yang melakukan penelitian ketika menjadi peneliti pascadoktoral di JPL. Saat ini, ia bekerja sebagai ilmuwan di NASA Ames Research Center di Silicon Valley. Menurut Saper, batuan tersebut menyimpan rekaman hubungan antara air dan material penyusun permukaan Mars.

Bahkan, terdapat kemungkinan bahwa meteorit ini juga mempertahankan petunjuk mengenai atmosfer Mars ketika planet tersebut mulai kehilangan air. Seorang penelaah penelitian menggambarkan Teghaza 001 sebagai Rosetta Stone bagi Mars. Perumpamaan tersebut merujuk pada artefak yang membantu para peneliti memahami bahasa dan peradaban kuno.

Kristal zirkon membantu mengungkap usia batuan

Penelitian terhadap meteorit ini bermula ketika Yang Liu, ilmuwan dari Jet Propulsion Laboratory (JPL) NASA di California Selatan, menerima kesempatan untuk memeriksanya. Awalnya, ia sempat ragu karena asal-usul Mars pada batuan tersebut telah lebih dahulu dikenali oleh peneliti University of New Mexico.

Identifikasi sebelumnya menggunakan analisis isotop oksigen. Komposisi isotop tersebut berfungsi sebagai penanda geokimia yang dapat membantu membedakan material dari berbagai benda langit. Hasil pengujian memperlihatkan kesesuaian dengan karakteristik meteorit Mars lainnya.

Berdasarkan komposisinya, Teghaza 001 dimasukkan ke kelompok shergottite, yaitu jenis meteorit yang paling banyak ditemukan berasal dari Planet Merah. Pengalaman Liu dalam mempelajari sampel planet membuat kelompok meteorit tersebut bukan hal baru baginya. Namun, pemeriksaan lebih mendalam terhadap Teghaza 001 justru menghasilkan temuan berupa tekstur tidak biasa dan mineral yang sebelumnya belum pernah dijumpai tim peneliti.

Salah satu komponen yang menarik perhatian adalah kristal zirkon. Mineral ini mampu menyimpan informasi tentang sejarah pembentukan batuan sehingga dapat dimanfaatkan untuk menentukan usia material melalui analisis geologi.

Dengan memeriksa kristal tersebut, para ilmuwan dapat memperkirakan kapan batuan terbentuk dan kapan perubahan geologis berlangsung. Proses interaksi dengan air juga dapat ditelusuri melalui informasi yang tersimpan dalam mineralnya. Francois Tissot dari California Institute of Technology (Caltech) turut membantu penelitian menggunakan metode penanggalan yang dikembangkan oleh kelompok risetnya. Teknik yang diterapkan adalah penanggalan rubidium-stronsium in situ.

Metode ini berbeda dari pendekatan konvensional yang mengharuskan seluruh sampel dilarutkan sebelum dianalisis. Pemeriksaan dapat dilakukan langsung terhadap butiran mineral individual pada permukaan meteorit. Keunggulan lainnya adalah kebutuhan material yang sangat sedikit. Untuk melakukan analisis, peneliti hanya memerlukan bagian Teghaza 001 yang ukurannya lebih kecil daripada kuku jari.

Teknik tersebut menawarkan ketelitian tinggi dengan proses yang lebih cepat. Selain itu, sebagian besar material meteorit tetap utuh sehingga masih dapat dimanfaatkan untuk penelitian lanjutan. "Saat ini, hanya ada sedikit laboratorium di dunia yang mampu melakukan penanggalan usia dengan metode ini.

Kami juga menjadi yang pertama menerapkannya untuk menentukan usia meteorit Mars yang sangat tua," kata Tissot. Tissot berharap pendekatan tersebut dapat digunakan untuk mempelajari lebih banyak material luar angkasa. Potensi penerapannya mencakup meteorit Mars serta sampel yang nantinya dibawa kembali dari planet lain, bulan, maupun asteroid.

Temuan mengungkap aktivitas air di Mars purba

Analisis usia memberikan hasil yang mengejutkan bagi Liu dan timnya. Teghaza 001 diketahui mengalami perubahan akibat kontak dengan air di Mars sekitar 4,1 miliar tahun lalu.

Temuan tersebut menunjukkan bahwa pembentukan awal batuan kemungkinan berlangsung jauh sebelum periode perubahan yang teridentifikasi melalui analisis tersebut. Informasi dari isotop oksigen, struktur batuan, serta komposisi kimia mineral juga memberikan petunjuk bahwa perputaran air di Mars purba berlangsung lebih dinamis daripada perkiraan sebelumnya. Penelitian lain yang diterbitkan dalam jurnal Science Advances pada Juni turut membahas kandungan air dalam Teghaza 001. Kajian tersebut memberikan petunjuk tambahan mengenai keterlibatan air dalam perubahan permukaan Mars pada masa awal sejarah planet itu.

Temuan mengenai air menjadi bagian penting karena batuan ini berpotensi menyimpan rekaman kondisi lingkungan Mars ketika planet tersebut mulai kehilangan air. Informasi tersebut dapat membantu menjelaskan perubahan yang berlangsung pada kerak dan lingkungan permukaannya.

Secara umum, meteorit Mars dapat mencapai Bumi setelah terlontar dari permukaan planet akibat tumbukan benda langit. Material yang terlempar kemudian melintasi ruang angkasa hingga akhirnya jatuh ke Bumi. Wilayah gurun dan dataran bersalju menjadi tempat yang relatif mendukung penemuan meteorit. Kondisi lingkungan yang tandus membuat batuan luar angkasa lebih mudah dikenali dibandingkan material lain di sekitarnya.

Untuk memverifikasi asal-usul sampel, ilmuwan mencocokkan kandungan mineral dan unsur kimianya dengan hasil berbagai misi eksplorasi Mars. Data pembanding tersebut mencakup informasi dari wahana pendarat Viking serta rover Curiosity dan Perseverance milik NASA. Karakterisasi yang dipublikasikan dalam Science masih merupakan tahap awal penelitian Teghaza 001. Liu menilai masih banyak informasi yang belum berhasil diungkap dari batuan tersebut.

"Kami baru mengungkap sebagian kecil dari apa yang bisa dipelajari," kata Liu.