Sumber ilustrasi: Pixabay
3 Maret 2026 09.45 WIB – Umum
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Desanomia [03.03.2026] Selama beberapa dekade, para ilmuwan berupaya memahami dari mana hidrogen di Bumi berasal dan kapan unsur ringan tersebut tiba di planet ini. Hidrogen merupakan komponen penting dalam pembentukan air dan berbagai proses geokimia, namun keberadaannya di bagian terdalam Bumi masih sulit diukur secara langsung.
Penelitian terbaru menunjukkan bahwa inti Bumi kemungkinan menjadi reservoir hidrogen terbesar di planet ini. Studi yang dipublikasikan di jurnal Nature Communications pada 10 Februari mengungkap bahwa inti Bumi mengandung sembilan hingga 45 kali lebih banyak hidrogen dibandingkan seluruh samudra.
Temuan ini memperkuat hipotesis bahwa hidrogen telah hadir sejak tahap awal pembentukan Bumi sekitar 4,5 miliar tahun lalu. Selama ini, sebagian ilmuwan berpendapat bahwa hidrogen mungkin dibawa oleh komet setelah inti Bumi terbentuk. Namun, perbedaan pandangan muncul terkait waktu pasti kedatangan unsur tersebut dalam sejarah awal planet.
Perdebatan ini sulit diselesaikan karena hidrogen merupakan unsur paling kecil dan paling ringan di alam semesta, sehingga sangat sulit dideteksi, terutama dalam kondisi tekanan dan suhu ekstrem seperti di inti Bumi. Mengukur jumlah hidrogen di kedalaman tersebut menjadi kunci untuk menentukan bagaimana unsur ini terperangkap di dalamnya.
Sebelumnya, peneliti menggunakan metode difraksi sinar-X untuk memperkirakan kandungan hidrogen di inti. Teknik ini menganalisis bagaimana material menghamburkan sinar-X untuk menentukan komposisi dan struktur kristalnya. Karena inti Bumi sebagian besar tersusun atas besi, eksperimen dilakukan dengan menambahkan hidrogen ke sampel besi di laboratorium dan mengamati perubahan struktur kristalnya.
Namun, metode tersebut bergantung pada asumsi bahwa struktur kristal besi telah sepenuhnya dipahami dan bahwa unsur lain di inti, seperti silikon dan oksigen, tidak memengaruhi struktur tersebut. Penelitian terbaru menunjukkan bahwa silikon dan oksigen justru dapat mengubah struktur kristal besi saat larut di dalamnya, sehingga berpotensi memengaruhi estimasi sebelumnya.
Untuk mengatasi keterbatasan tersebut, tim peneliti yang dipimpin Dongyang Huang dari Peking University menggunakan teknik atom probe tomography. Metode ini memungkinkan pemetaan komposisi unsur secara tiga dimensi pada skala nano dan dinilai lebih akurat untuk sampel bertekanan tinggi.
Dalam eksperimen, peneliti mensimulasikan kondisi pembentukan inti Bumi. Sampel kecil besi dilapisi kaca silikat terhidrasi untuk meniru interaksi antara inti dan magma purba. Sampel kemudian ditempatkan dalam diamond anvil cell, alat yang menggunakan dua kristal berlian untuk menghasilkan tekanan ekstrem menyerupai kondisi di dalam Bumi. Suhu tinggi hingga sekitar 4.830 derajat Celsius dicapai menggunakan pemanasan laser.
Hasil eksperimen menunjukkan bahwa hidrogen, silikon, dan oksigen dapat larut secara bersamaan ke dalam struktur kristal besi dalam kondisi ekstrem. Proses ini mengubah struktur kristal dengan cara yang sebelumnya belum sepenuhnya dipahami.
Menariknya, jumlah hidrogen dan silikon yang masuk ke struktur “inti” dalam simulasi tersebut relatif seimbang. Berdasarkan data ini, para peneliti memperkirakan bahwa hidrogen menyusun sekitar 0,07% hingga 0,36% dari total massa inti Bumi. Jika dihitung secara keseluruhan, jumlah tersebut setara dengan sembilan hingga 45 kali kandungan hidrogen di seluruh samudra.
Distribusi tersebut memberikan petunjuk penting. Apabila hidrogen datang setelah inti selesai terbentuk, misalnya melalui hantaman komet, unsur itu seharusnya lebih banyak ditemukan di lapisan luar Bumi. Fakta bahwa inti justru menjadi reservoir terbesar menunjukkan bahwa hidrogen kemungkinan sudah masuk sejak fase awal pembentukan planet.
Selain itu, penelitian ini untuk pertama kalinya mengidentifikasi mekanisme fisik dan kimia yang memungkinkan hidrogen masuk ke inti bersama unsur lain selama diferensiasi awal Bumi. Penemuan ini memberikan kerangka baru dalam memahami evolusi kimia bagian terdalam planet.
Studi ini menunjukkan bahwa inti Bumi kemungkinan menyimpan cadangan hidrogen jauh lebih besar dibandingkan samudra, dengan proporsi mencapai puluhan kali lipat. Temuan tersebut mendukung gagasan bahwa hidrogen telah hadir sejak proses pembentukan awal Bumi, bukan terutama berasal dari komet yang datang belakangan.
Dengan menggunakan metode eksperimental yang lebih presisi, penelitian ini juga menjelaskan mekanisme bagaimana hidrogen dapat terperangkap di dalam inti bersama silikon dan oksigen. Hasil tersebut memperkaya pemahaman tentang evolusi awal Bumi dan membuka jalan bagi penelitian lanjutan mengenai komposisi serta dinamika bagian terdalam planet.
Diolah dari artikel:
“The largest reservoir of hydrogen on Earth may be hiding in its core” oleh Sascha Pare. [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.
