Sumber ilustrasi: Unsplash
31 Juli 2026 08.55 WIB – Sains & Technology
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [31.07.2026] Emas merupakan salah satu logam paling bernilai di Bumi. Berbagai endapan emas yang ditambang saat ini sebagian besar terbentuk melalui proses geologi yang berlangsung selama jutaan hingga ratusan juta tahun. Meskipun demikian, bagaimana emas mulai terkonsentrasi sejak berada jauh di dalam Bumi masih menjadi salah satu pertanyaan penting dalam ilmu kebumian.
Para ilmuwan telah lama mengetahui bahwa busur kepulauan vulkanik (island arc) merupakan salah satu wilayah yang paling kaya akan endapan emas. Busur kepulauan terbentuk di atas zona subduksi, yaitu kawasan tempat satu lempeng samudra menunjam ke bawah lempeng samudra lainnya. Aktivitas tektonik tersebut menghasilkan magma yang kemudian membentuk gunung api serta berbagai endapan mineral.
Selama bertahun-tahun, para peneliti memperdebatkan mengapa magma yang berasal dari kawasan busur kepulauan mengandung emas jauh lebih tinggi dibandingkan magma dari wilayah lain, seperti punggung tengah samudra (mid-ocean ridge). Berbagai mekanisme telah diajukan, tetapi belum ada penjelasan yang benar-benar mampu menjelaskan proses pengayaan emas tersebut.
Penelitian terbaru yang dipimpin oleh Dr. Christian Timm, ahli geologi kelautan dari GEOMAR Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel, memberikan gambaran yang lebih rinci mengenai asal-usul emas tersebut. Christian Timm menjelaskan bahwa peleburan mantel yang kaya air di bawah busur kepulauan menjadi mekanisme utama yang menyebabkan emas terkonsentrasi secara bertahap sebelum akhirnya terbawa oleh magma menuju permukaan Bumi.
Untuk memahami bagaimana emas dan logam mulia lainnya berpindah dari mantel menuju magma, para peneliti mempelajari 66 sampel kaca vulkanik yang dikumpulkan dari dasar laut di sepanjang Busur Kepulauan Kermadec dan Havre Trough di utara Selandia Baru.
Kaca vulkanik terbentuk ketika lava bawah laut mengalami pendinginan yang sangat cepat. Pendinginan tersebut mempertahankan sebagian besar komposisi kimia magma sehingga menjadi arsip alami mengenai kondisi yang terjadi jauh di bawah dasar laut.
Di antara seluruh sampel yang dianalisis, para peneliti memberikan perhatian khusus pada kelompok yang dikenal sebagai primitive glasses. Sampel tersebut masih mempertahankan komposisi magma asli sebelum mengalami perubahan akibat proses kristalisasi.
Christian Timm menjelaskan bahwa analisis terhadap sampel tersebut menunjukkan kandungan emas yang sering kali beberapa kali lebih tinggi dibandingkan magma sejenis dari punggung tengah samudra. Temuan tersebut mendorong tim peneliti mencari mekanisme geologi yang menyebabkan pengayaan emas tersebut.
Untuk menjawab pertanyaan tersebut, para peneliti mengukur kandungan emas dalam konsentrasi yang sangat rendah, kemudian membandingkannya dengan unsur-unsur kalkofil (chalcophile) atau unsur yang memiliki afinitas tinggi terhadap sulfur, seperti perak, tembaga, selenium, dan platinum.
Karena unsur-unsur tersebut menunjukkan respons yang serupa selama proses peleburan mantel, pola kimianya dapat digunakan untuk melacak proses yang terjadi jauh di dalam interior Bumi.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa mantel di bawah Busur Kepulauan Kermadec mengalami peleburan dalam kondisi kaya air dan pada suhu yang relatif tinggi, bahkan melampaui batas ketika mineral sulfida mulai terurai sepenuhnya.
Pada kondisi tersebut, magma masih mempertahankan rasio perak terhadap tembaga yang menyerupai komposisi mantel asli.
Tim peneliti juga menemukan kandungan emas asli hingga enam nanogram per gram batuan. Meskipun jumlah tersebut sangat kecil, nilainya tergolong sangat tinggi untuk magma yang berasal langsung dari mantel.
Selain itu, rasio emas terhadap tembaga pada sampel juga jauh lebih tinggi dibandingkan rasio yang ditemukan pada mantel subur maupun basalt primitif dari punggung tengah samudra.
Berdasarkan pola kimia tersebut, para peneliti menyimpulkan bahwa sumber mantel kemungkinan telah mengalami peleburan pada masa lalu, kemudian mengalami peleburan kembali sehingga kandungan emas semakin terkonsentrasi.
Penelitian menunjukkan bahwa mekanisme utama pengayaan emas bukan berasal dari satu kali peleburan, melainkan dari peleburan bertingkat dengan derajat peleburan yang tinggi pada mantel yang kaya air dan telah mengalami oksidasi.
Meskipun kandungan emas dalam magma meningkat secara nyata, jumlah tersebut masih jauh di bawah tingkat yang memungkinkan batuan ditambang secara ekonomis. Endapan emas yang bernilai komersial memerlukan konsentrasi beberapa orde magnitudo lebih tinggi dibandingkan yang ditemukan dalam penelitian ini.
Pada awal penelitian, tim peneliti menduga bahwa air yang dilepaskan oleh lempeng samudra yang menunjam secara langsung menentukan banyaknya emas yang masuk ke dalam magma.
Akan tetapi hasil penelitian menunjukkan gambaran yang lebih kompleks. Christian Timm menjelaskan bahwa air terutama berfungsi mempermudah proses peleburan mantel, sedangkan tingginya kandungan emas lebih ditentukan oleh besarnya derajat peleburan serta terjadinya peleburan secara berulang.
Semakin besar dan semakin sering mantel mengalami peleburan, semakin banyak emas yang dapat berpindah menuju magma.
Lokasi penyimpanan emas di dalam mantel juga menjadi faktor penting dalam mekanisme tersebut.
Christian Timm menjelaskan bahwa emas di dalam mantel umumnya terikat pada mineral sulfida. Selama proses peleburan masih terbatas, mineral tersebut tetap stabil sehingga emas masih tersimpan di dalam batuan mantel.
Ketika derajat peleburan meningkat hingga mineral sulfida terurai sepenuhnya, emas yang sebelumnya terperangkap ikut dilepaskan dan masuk ke dalam magma yang kemudian bergerak naik menuju permukaan.
Christian Timm menambahkan bahwa pengayaan emas merupakan hasil dari beberapa tahap peleburan yang berlangsung secara berturut-turut. Menurut Christian Timm, peleburan berulang menjadi syarat agar emas dapat terkonsentrasi secara signifikan di dalam magma.
Temuan tersebut memberikan pemahaman baru mengenai tahap paling awal dalam perjalanan geologi emas sebelum logam tersebut membentuk endapan mineral di dekat permukaan Bumi.
Penelitian juga menunjukkan bahwa sebagian penjelasan mengenai terbentuknya endapan emas ternyata berada jauh lebih dalam daripada yang selama ini diperkirakan. Proses geologi di dekat permukaan memang tetap menentukan apakah endapan emas akhirnya terbentuk, tetapi sejarah kimia mantel telah menetapkan kondisi awal jauh sebelum magma naik ke kerak Bumi.
Mekanisme yang sama juga diperkirakan membantu menjelaskan mengapa endapan sulfida hidrotermal di sepanjang busur kepulauan bawah laut sering memiliki kandungan emas yang sangat tinggi.
Endapan hidrotermal tersebut terbentuk ketika fluida panas yang kaya mineral bersirkulasi melalui kawasan vulkanik di bawah laut.
Christian Timm menjelaskan bahwa mekanisme yang berhasil diidentifikasi dalam penelitian ini kemungkinan berkontribusi terhadap tingginya kandungan emas pada sistem hidrotermal di zona subduksi, meskipun hubungan tersebut masih memerlukan penelitian lanjutan.
Christian Timm menyimpulkan bahwa penelitian ini pada dasarnya mengungkap tahap pertama dalam siklus hidup emas. Perjalanan tersebut dimulai ketika emas berpindah dari mantel menuju magma yang kemudian membentuk gunung api, sehingga proses pembentukan endapan emas sebenarnya telah dimulai jauh sebelum logam tersebut mencapai permukaan Bumi.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa asal-usul pengayaan emas di kawasan busur kepulauan bermula dari proses peleburan mantel yang kaya air dan berlangsung berulang kali di bawah dasar laut. Air berfungsi mempercepat peleburan mantel, sedangkan penghancuran mineral sulfida melepaskan emas yang sebelumnya tersimpan sehingga dapat terbawa oleh magma menuju permukaan. Temuan tersebut memberikan pemahaman baru mengenai tahap paling awal pembentukan endapan emas sekaligus menunjukkan bahwa sejarah logam mulia tersebut telah dimulai jauh di dalam mantel Bumi sebelum akhirnya membentuk cadangan emas yang ditemukan di kerak Bumi.
Diolah dari artikel:
“Earth’s hidden ‘gold kitchen’ lies beneath the seafloor” oleh Helmholtz Centre for Ocean Research Kiel (GEOMAR). (njd)
Note: This article was made as part of a dedicated effort to bring science closer to everyday life and to inspire curiosity in its readers.
Link: https://www.sciencedaily.com/releases/2026/07/260727214628.htm
