Magnetosfer Bumi Ternyata Salurkan Partikel Atmosfer ke Bulan, Ungkap Studi Rochester

Sebuah penemuan signifikan yang diterbitkan dalam jurnal Communications Earth & Environment oleh para fisikawan dari Universitas Rochester tengah mengubah pemahaman kita mengenai peran magnetosfer Bumi dalam interaksinya dengan Bulan. Hasil penelitian terbaru ini menunjukkan bahwa medan magnet planet kita tidak hanya berfungsi sebagai perisai pelindung. Sebaliknya, medan magnet tersebut berperan layaknya sebuah saluran, mengarahkan partikel-partikel terionisasi dari atmosfer Bumi menuju permukaan Bulan selama rentang waktu geologis yang panjang. Mekanisme transfer yang tak terduga ini berhasil diidentifikasi melalui simulasi magnetohidrodinamika (MHD) tiga dimensi yang canggih.

Inisiasi penelitian ini dipicu oleh adanya anomali yang ditemukan dalam sampel batuan Bulan yang dibawa pulang oleh misi Apollo. Sampel-sampel tersebut mengandung materi volatil seperti air, karbon dioksida, nitrogen, dan helium. Kehadiran nitrogen dengan komposisi isotopik yang sangat cocok dengan atmosfer Bumi telah lama menjadi teka-teki yang membingungkan, dikenal sebagai 'misteri nitrogen Bulan'. Untuk memecahkan misteri ini, Profesor Eric Blackman dari Universitas Rochester memanfaatkan pemodelan MHD untuk membandingkan kondisi Bumi purba—ketika medan magnetnya belum sekuat sekarang—dengan kondisi Bumi kontemporer.

Simulasi komputasi yang dilakukan oleh tim peneliti mengungkapkan sebuah proses yang jelas. Angin matahari mampu melontarkan ion-ion dari lapisan atmosfer teratas Bumi. Setelah terlepas, garis-garis medan magnet kemudian bertindak sebagai pemandu, mengalirkan partikel-partikel ini menuju ekor magnetik (magnetotail) Bumi. Ketika Bulan melintasi jalur orbitnya, ia 'menangkap' partikel-partikel yang telah diarahkan tersebut. Tim riset menggunakan simulasi MHD tiga dimensi berpresisi tinggi dengan perangkat lunak AstroBEAR. Temuan mereka secara meyakinkan mendukung skenario Bumi modern, di mana medan magnet memainkan peran krusial sebagai struktur pengarah.

Partikel-partikel yang 'terbawa' oleh 'angin Bumi' ini kemudian tertanam (implantasi) di dalam regolit Bulan hingga kedalaman sekitar 100 hingga 500 nanometer. Proses penanaman ini memastikan pelestarian materi tersebut dalam jangka waktu yang sangat lama. Mengingat proses transfer ini berlangsung secara berkelanjutan selama miliaran tahun, regolit Bulan kini menyimpan arsip kimiawi yang merekam evolusi atmosfer, iklim, dan lautan Bumi. Oleh karena itu, mempelajari regolit Bulan menawarkan jendela unik untuk menelusuri sejarah planet kita.

Profesor Blackman, yang juga merupakan peneliti senior di Laboratorium Energi Laser Universitas Rochester, menekankan bahwa integrasi data sampel Bulan dengan pemodelan komputasi memungkinkan para ilmuwan untuk merekonstruksi sejarah atmosfer Bumi secara lebih akurat. Konfirmasi mengenai pengiriman materi volatil, termasuk nitrogen dan air, memiliki implikasi praktis yang besar bagi perencanaan misi masa depan ke Bulan. Jika cadangan sumber daya Bumi terkandung dalam regolit Bulan dalam jumlah signifikan, hal ini berpotensi mengurangi beban logistik untuk mempertahankan kehadiran manusia secara permanen di sana. Penemuan ini membuka peluang baru untuk ekstraksi gas-gas penting yang dibutuhkan untuk menopang kehidupan di luar angkasa.