Siklus Karbon dan air di interior Bumi terkait dengan proses planet utama, seperti peleburan mantel, degassing, diferensiasi kimiawi, dan adveksi. Namun, peran air dalam pertukaran karbon antara penutup dan teras belum diketahui dengan baik.
Di Sumber Foton Tingkat Lanjut di Argonne National Laboratory, Byeongkwan Ko, Ph.D. lulus dari Arizona State University, dan timnya telah melakukan eksperimen di mana mereka memampatkan air dan paduan besi-karbon ke tekanan dan Suhu yang diantisipasi untuk inti bumi-batas mantel, melelehkan paduan besi-karbon.
Para ilmuwan menemukan bahwa air dan logam bereaksi dan menghasilkan besi oksida dan hidroksida, seperti halnya karatan di permukaan bumi. Mereka juga menemukan bahwa untuk kondisi batas inti-mantel, tidak seperti berkarat permukaan bumi, Karbon keluar dari paduan logam besi cair dan membentuk berlian.
Karena Karbon adalah elemen yang menyukai besi, diperkirakan inti akan mengandung banyak besi Karbon sedangkan mantel dianggap memiliki Karbon yang relatif rendah. Menurut para ilmuwan, mantel sebenarnya mengandung lebih banyak karbon daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Dan Shim, seorang profesor di School of Earth and Space Exploration ASU dan rekan penulis makalah tersebut, mengatakan, “Suhu di batas antara mantel silikat dan inti logam pada kedalaman 3,000 km mencapai (sekitar 7,000 derajat Fahrenheit), yang cukup tinggi untuk sebagian besar mineral kehilangan H2O yang ditangkap dalam struktur skala atomnya. Temperaturnya cukup tinggi sehingga beberapa mineral akan meleleh pada kondisi seperti itu.”
Shim berkata, “Pada tekanan yang diharapkan untuk batas inti-mantel Bumi, paduan hidrogen dengan cairan logam besi tampaknya mengurangi kelarutan elemen ringan lainnya di inti. Oleh karena itu, kelarutan Karbon, yang kemungkinan ada di inti bumi, berkurang secara lokal di mana hidrogen masuk ke dalam inti dari mantel (melalui dehidrasi).
“Bentuk karbon yang stabil pada kondisi tekanan-suhu batas inti-mantel bumi adalah intan. Jadi Karbon yang keluar dari inti luar cair akan menjadi intan saat memasuki mantel.”
Kata Ko, “Karbon sangat penting bagi kehidupan dan memainkan peran penting dalam banyak proses geologis. Penemuan mekanisme transfer karbon dari inti ke mantel akan menjelaskan pemahaman siklus karbon di Bagian dalam bumi yang dalam. Ini bahkan lebih menarik mengingat bahwa formasi intan di batas inti-mantel mungkin telah berlangsung selama miliaran tahun sejak dimulainya subduksi di planet ini.”
“Studi baru ini menunjukkan bahwa karbon yang bocor dari inti ke mantel melalui proses pembentukan intan ini dapat memasok cukup karbon untuk menjelaskan peningkatan jumlah karbon di mantel.”
Para ilmuwan juga meramalkan hal itu berlianStruktur yang kaya bisa ada di batas inti-mantel dan bahwa studi seismik mungkin mendeteksi struktur karena gelombang seismik harus bergerak sangat cepat untuk struktur.
shim tersebut, “Alasan gelombang seismik harus menyebar dengan sangat cepat melalui struktur kaya intan di batas inti-mantel adalah karena intan sangat tidak dapat dimampatkan dan kurang padat dibandingkan material lain di batas inti-mantel.”
Referensi Jurnal:
- Byeongkwan Ko, Stella Chariton, dkk. Formasi Intan yang Diinduksi Air di Batas Inti-Mantel Bumi. Geophysical Research Letters. DOI: 10.1029/2022GL098271
