Bayangkan masa di zaman Sistem Suria di mana asteroid bukanlah batu padat, tetapi gumpalan besi cair. Kedengarannya pelik, tetapi itu mungkin berlaku. Dan dalam keadaan yang betul, sebilangan asteroid tersebut akan tumbuh gunung berapi. Salah satu asteroid itu, Psyche, adalah destinasi untuk misi NASA.
Itulah kesimpulan bahawa para saintis di University of Santa Cruz membuat kajian baru yang akan segera diterbitkan dalam Geophysical Research Letters.
Saintisnya ialah Francis Nimmo, Profesor Sains Bumi dan Planet di University of California, Santa Cruz (UCSC), dan pelajar siswazah Jacob Abrahams. Mereka memulakan penyelidikan ini kerana rancangan NASA untuk menghantar kapal angkasa ke Psyche asteroid. Psyche adalah asteroid yang unik; bukan hanya asteroid terbesar di Sistem Suria kita, tetapi ia juga merupakan teras besi dan nikel yang terdedah pada planet awal.
Dalam kekacauan Sistem Suria awal, potongan batu bertembung dan kadang-kadang digabungkan. Lama kelamaan, mereka membentuk ketulan yang lebih besar dan lebih besar yang akhirnya terbentuk menjadi planet berbatu. Di planet yang terbentuk sepenuhnya seperti Bumi, besi dan inti nikel terkubur di bawah kerak silikat. Sama di semua planet dan bulan darat, dan di kebanyakan asteroid.
Tetapi beberapa planet akan mengalami pelanggaran bencana, dan lapisan luarnya akan dilucutkan, meninggalkan inti kaya besi cair yang terdedah. Inti itu akan disejukkan pada suhu sejuk di ruang angkasa, dengan permukaannya mungkin menguat terlebih dahulu. Inilah yang mereka fikirkan berlaku pada Psyche.
"Suatu hari dia berpaling kepada saya dan berkata, 'Saya rasa perkara-perkara ini akan meletus.'"
Profesor Francis Nimmo, UCSC Bumi dan Sains Planet.
Menjelang misi NASA ke Psyche, Nimmo tertarik dengan asteroid logam. Dia tertarik dengan komposisi mereka, dan petunjuk apa yang dapat disediakan oleh meteorit di Bumi. Dia mempunyai pelajar siswazah Jacob Abrahams yang menjalankan beberapa model bagaimana asteroid terbentuk dan disejukkan.
Ternyata, sekurang-kurangnya beberapa asteroid ini akan mengalami letusan besi cair gunung berapi.
"Suatu hari dia menoleh ke arah saya dan berkata, 'Saya rasa perkara ini akan meletus,'" kata Nimmo dalam siaran pers. "Saya tidak pernah memikirkannya sebelumnya, tetapi masuk akal kerana anda mempunyai cecair apung di bawah kerak pekat, jadi cairan itu ingin naik ke puncak."
Gunung berapi ferro ini tidak akan meletus di semua asteroid teras terdedah ini. Mereka harus cukup besar sehingga permukaannya disejukkan dan dipadatkan dengan cepat, sementara intinya tetap cair. Tetapi tidak semua mereka akan berkelakuan seperti itu.
"Dalam beberapa kes, ia akan mengkristal dari pusat dan tidak akan mempunyai gunung berapi, tetapi ada juga yang akan mengkristal dari atas ke bawah, jadi anda akan mendapat kepingan logam padat di permukaan dengan logam cair di bawahnya," kata Nimmo.
Dalam asteroid logam ini, kerak yang dipadatkan akan memampatkan inti lebur dan lebur. Itu akan memastikan besi cair terkunci ke dalam inti. Tetapi dari masa ke masa, akan ada perubahan dalam kerak bumi.
Kerak akan sejuk, dan pemampatan dan penyejukan akan membentuk keretakan tekanan dan kerosakan pada kerak bumi. Inti lebur lebih kuat, dan akan mengalami tekanan. Ketika retakan dan kesalahan terbentuk, besi cair akan terlepas, menghasilkan gunung berapi.
"... tidak seperti aliran lava pekat tebal yang anda lihat di Hawaii."
Profesor Francis Nimmo, UCSC Bumi dan Sains Planet.
Kami tidak tahu seperti apa sebenarnya gunung berapi ferro ini. Tetapi menurut dua penyelidik, sekurang-kurangnya ada beberapa kemungkinan. banyak bergantung pada komposisi batuan cair.
"Sekiranya besi itu kebanyakannya tulen, maka anda akan mengalami letusan aliran permukaan kelikatan rendah yang tersebar dalam kepingan nipis, jadi tidak seperti aliran lava pekat tebal yang anda lihat di Hawaii," kata Abrahams. "Pada tahap ekstrim yang lain, jika ada unsur cahaya yang dicampur dan gas yang berkembang dengan cepat, anda mungkin mengalami letupan gunung berapi yang mungkin meninggalkan lubang di permukaan."
Tidak mungkin misi Psyche NASA dapat melihat bukti yang jelas mengenai ferro-gunung berapi ini. Semuanya terjadi berbilion tahun yang lalu, dan perlanggaran dan keausan akan membentuk permukaan asteroid seperti Psyche sejak itu. "Tidak jelas seperti apa penampilan mereka sekarang," kata Abrahams.
Tetapi masih ada beberapa tanda gunung berapi ini. Mungkin ada variasi warna bahan di permukaan. Malah mungkin terdapat beberapa lubang gunung berapi. Tetapi jangan mengharapkan kerucut lava.
Misi Psyche bukan semata-mata untuk mencari bukti aktiviti gunung berapi; ia mempunyai objektif sains yang lain. Sebenarnya, menurut Nimmo, tempat terbaik untuk mencari bukti aktiviti ferro-gunung berapi pada asteroid seperti Psyche mungkin terdapat dalam asteroid logam di Bumi.
"Terdapat banyak meteorit logam ini, dan sekarang setelah mengetahui apa yang kita cari, kita mungkin dapati bukti adanya gunung berapi di dalamnya," kata Nimmo. "Jika bahan meletus ke permukaan, bahan itu akan terasa sangat cepat, yang akan tercermin dalam komposisi meteorit. Dan mungkin ada lubang di dalamnya dengan melepaskan gas. "
Pasangan saintis menyampaikan hasil ini pada Persidangan Sains Lunar dan Planet baru-baru ini, dan mendapati bahawa pasukan penyelidikan lain telah membuat kesimpulan yang sama. Abstrak keputusan pasukan itu ada di sini.
Ini adalah hasil yang menarik, sebahagiannya kerana gambar yang mereka lukis. Planet planet, atau proto-planet, yang melalui Sistem Suria kuno, mengalami bencana. Permukaannya dilucutkan, hanya tinggal inti cair. Permukaannya sejuk, menjebak inti cair di bawahnya, hanya untuk melepaskan diri di gunung berapi ketika tekanan memaksa retakan di permukaan.
"Ini bukan idea yang mengejutkan, tetapi kami tidak pernah memikirkan tentang gunung berapi besi sebelumnya, jadi ini adalah sesuatu yang baru dan menarik untuk diselidiki," kata Abrahams.
Misi Psyche NASA dijadualkan dilancarkan pada tahun 2022. Pada tahun 2026 ia akan tiba di Psyche, kemudian menghabiskan 21 bulan mengorbit asteroid, memetakan ciri permukaannya dan mempelajari sifat-sifatnya yang lain. Kapal angkasa akan merangkumi beberapa instrumen:
- Pengimejan Multispektral
- Spektrometer Gamma Ray dan Neutron
- Magnetometer
- Penyelidikan Sains Graviti X-Band
Misi Psyche juga akan menguji sistem komunikasi laser baru yang disebut Deep Space Optical Communication (DSOC.)
Sumber:
- Siaran Akhbar: Gunung berapi besi mungkin meletus pada asteroid logam
- Kertas Penyelidikan: Ferrovolcanisme: Vulkanisme Besi pada Asteroid Logam
- Tinjauan Misi Psyche NASA
