Penemuan monumental oleh para ilmuwan telah mengguncang pemahaman kita tentang asal-usul air dan evolusi planet Bumi. Bukti kuat menunjukkan bahwa inti Bumi kemungkinan besar menyimpan cadangan hidrogen dalam jumlah yang sangat masif, sebuah volume yang diperkirakan setara dengan 9 hingga 45 kali seluruh air yang ada di lautan permukaan Bumi saat ini. Angka yang fantastis ini tidak hanya mengubah narasi tentang ‘water budget’ planet kita, tetapi juga membuka babak baru dalam penelitian geologi dan ilmu keplanetan.
Temuan revolusioner ini, yang dipublikasikan dalam jurnal ilmiah bergengsi Nature Communications, merupakan hasil dari simulasi kondisi ekstrem yang menyerupai masa-masa awal pembentukan Bumi, sekitar 4,5 miliar tahun silam. Dengan menggunakan teknologi canggih yang dikenal sebagai diamond anvil cell, para peneliti berhasil menciptakan tekanan dan suhu yang luar biasa tinggi—kondisi yang secara akurat meniru kedalaman inti Bumi. Dalam lingkungan yang begitu ekstrem ini, mereka menganalisis bagaimana atom hidrogen dapat terikat secara kimiawi di dalam paduan besi, material dominan yang membentuk inti planet kita.
Hasil eksperimen yang mengejutkan menunjukkan bahwa inti Bumi berpotensi mengandung hidrogen hingga 0,36% dari total beratnya. Meskipun angka persentase ini mungkin terdengar kecil, jika dikonversi ke dalam volume air yang setara, jumlahnya menjadi sangat kolosal—puluhan kali lipat dari total air di seluruh lautan di permukaan Bumi. Penemuan ini bukan sekadar detail kecil; ia adalah petunjuk penting yang dapat menyelesaikan perdebatan panjang mengenai asal-usul air di Bumi. Selama berabad-abad, para ilmuwan berspekulasi apakah air kita sebagian besar berasal dari sumber ekstraterestrial, seperti komet dan asteroid yang membombardir Bumi muda, atau apakah ia sudah menjadi bagian intrinsik dari planet ini sejak awal pembentukannya. Studi ini sangat mendukung hipotesis terakhir.
Dongyang Huang, Asisten Profesor di School of Earth and Space Sciences, Peking University, sekaligus penulis utama studi ini, mengemukakan pandangan yang berani dan transformatif. Ia menyatakan bahwa sebagian besar air Bumi kemungkinan besar tersimpan jauh di bagian terdalam planet kita, terkunci dalam inti logamnya. "Inti Bumi kemungkinan menyimpan sebagian besar air dalam satu juta tahun pertama sejarah Bumi. Permukaan Bumi—tempat kehidupan berada—justru hanya menyimpan sebagian kecilnya," ujar Huang, seperti dikutip dari CNN. Pernyataan ini secara radikal mengubah perspektif kita tentang bagaimana planet ini mampu mempertahankan air dalam jumlah yang begitu besar, yang pada akhirnya menjadi prasyarat esensial bagi muncul dan berkembangnya kehidupan.
Untuk memahami signifikansi penemuan ini, penting untuk meninjau kembali kondisi awal pembentukan Bumi. Sekitar 4,5 miliar tahun yang lalu, Bumi terbentuk dari awan gas dan debu yang berputar, sebuah proses yang dikenal sebagai akresi. Selama fase awal yang panas dan penuh gejolak ini, material padat dan cair yang membentuk Bumi mengalami diferensiasi gravitasi. Material yang lebih berat, seperti besi dan nikel, tenggelam ke pusat untuk membentuk inti, sementara material yang lebih ringan membentuk mantel dan kerak. Pertanyaannya adalah, bagaimana hidrogen bisa ikut serta dalam proses pembentukan inti yang sangat dinamis ini?
Rajdeep Dasgupta, Profesor Ilmu Sistem Bumi di Rice University, seorang peneliti terkemuka yang tidak terlibat langsung dalam studi ini, memberikan penjelasan krusial. Ia menegaskan bahwa hidrogen hanya bisa masuk ke dalam cairan logam pembentuk inti jika unsur tersebut memang sudah tersedia sejak fase awal pertumbuhan utama Bumi dan ikut terlibat secara aktif dalam proses pembentukan inti. Ini berarti, hidrogen tidak hanya "tertangkap" oleh inti secara kebetulan, melainkan terintegrasi sebagai bagian fundamental dari komposisinya selama miliaran tahun yang lalu. Implikasi dari pernyataan Dasgupta ini sangat mendalam: ia menunjukkan bahwa hidrogen, dan secara tidak langsung air, bukanlah "tambahan" di kemudian hari, melainkan komponen asli dari Bumi itu sendiri.
Metode eksperimen menggunakan diamond anvil cell adalah kunci untuk membuka rahasia ini. Alat canggih ini memungkinkan para ilmuwan untuk menekan sampel material kecil di antara dua berlian industri hingga tekanan mencapai jutaan kali lipat dari tekanan atmosfer Bumi dan memanaskannya hingga ribuan derajat Celsius. Kondisi ini meniru tekanan dan suhu yang sangat besar yang ada di kedalaman inti Bumi bagian dalam, serta yang mungkin terjadi selama proses akresi planet. Dengan menganalisis interaksi antara hidrogen dan paduan besi dalam kondisi ekstrem tersebut, para peneliti dapat mengamati secara langsung bagaimana hidrogen dapat larut dan terikat dalam struktur logam inti. Temuan ini menantang pemikiran konvensional yang sering mengasumsikan bahwa inti Bumi hampir seluruhnya terdiri dari besi dan nikel murni.
Keberadaan hidrogen dalam inti berpotensi memengaruhi sifat fisik dan geodinamika inti itu sendiri. Hidrogen adalah unsur yang ringan. Kehadirannya dalam jumlah signifikan dapat mengubah densitas, viskositas, dan bahkan konduktivitas listrik dari inti luar cair. Perubahan-perubahan ini pada gilirannya dapat berdampak pada proses konveksi di inti luar, yang merupakan pendorong utama medan magnet Bumi. Medan magnet ini sangat vital karena melindungi planet kita dari radiasi matahari yang berbahaya, memungkinkan atmosfer kita bertahan, dan secara langsung mendukung kehidupan di permukaan. Jika inti memiliki komposisi yang sedikit berbeda dari yang kita duga, maka pemahaman kita tentang bagaimana medan magnet Bumi terbentuk dan berevolusi juga perlu direvisi.
Penemuan ini tentu membuka pintu bagi banyak pertanyaan baru dan arah penelitian di masa depan. Bagaimana hidrogen ini dilepaskan dari inti (jika memang dilepaskan) dan berkontribusi pada pembentukan air di mantel dan permukaan? Apakah ada mekanisme geologis yang memungkinkan transfer hidrogen atau senyawa berbasis hidrogen dari inti ke mantel? Bisakah keberadaan hidrogen di inti dideteksi secara tidak langsung melalui studi seismik yang lebih cermat tentang gelombang gempa yang melewati inti Bumi? Pertanyaan-pertanyaan ini akan menjadi fokus bagi generasi ilmuwan berikutnya.
Lebih jauh lagi, implikasi penemuan ini melampaui Bumi itu sendiri. Jika Bumi, sebagai planet berbatu, dapat menyimpan hidrogen dalam jumlah besar di intinya sejak pembentukannya, bagaimana dengan planet berbatu lainnya di tata surya kita, atau bahkan eksoplanet yang mengorbit bintang lain? Apakah mekanisme serupa berlaku untuk Mars, Venus, atau Merkurius? Pengetahuan ini dapat membantu para ilmuwan menyempurnakan model pembentukan planet dan memprediksi potensi keberadaan air—dan dengan demikian, kehidupan—di dunia lain. Ini adalah langkah besar menuju pemahaman yang lebih komprehensif tentang "kebiasaan" air di alam semesta.
Pada akhirnya, para ilmuwan menilai bahwa temuan ini secara fundamental dapat mengubah pemahaman kita tentang evolusi awal Bumi dan bagaimana planet ini mampu mempertahankan air dalam jumlah yang melimpah—sebuah syarat mutlak bagi munculnya dan berkembangnya kehidupan. Ini bukan hanya cerita tentang hidrogen dan inti Bumi; ini adalah kisah tentang bagaimana Bumi menjadi rumah yang layak huni, sebuah kisah yang kini menjadi jauh lebih kompleks dan menarik. Dengan mengungkap rahasia yang tersembunyi di kedalaman inti, kita semakin dekat untuk memahami keunikan dan keajaiban planet biru kita.
