WASHINGTON - Pemeriksaan menyeluruh terhadap gravitasi bulan menggunakan data yang diperoleh oleh dua wahana antariksa robotik NASA menawarkan petunjuk baru tentang mengapa kedua sisi bulan - yang satu selalu menghadap Bumi dan yang lainnya selalu membelakangi Bumi - tampak sangat berbeda.

Data dari misi GRAIL, atau Laboratorium Pemulihan dan Interior Gravitasi milik badan antariksa AS, menunjukkan bahwa interior dalam bulan memiliki struktur asimetris, yang tampaknya disebabkan oleh vulkanisme intens di sisi dekatnya miliaran tahun lalu yang membantu membentuk fitur permukaannya.

Para peneliti menemukan bahwa sisi dekat bulan sedikit lebih lentur daripada sisi jauhnya selama orbit elipsnya mengelilingi Bumi berkat pengaruh gravitasi planet kita - sebuah proses yang disebut deformasi pasang surut. Ini menunjukkan perbedaan di kedua sisi interior bulan, kata mereka, khususnya di lapisan geologi yang disebut mantel.

"Studi kami menunjukkan bahwa interior bulan tidak seragam: sisi yang menghadap Bumi - sisi dekat - lebih hangat dan lebih aktif secara geologis jauh di dalam daripada sisi jauh," kata Ryan Park, pengawas Solar System Dynamics Group di Jet Propulsion Laboratory NASA di California dan penulis utama studi yang diterbitkan pada hari Rabu di jurnal Nature.

Sisi dekat bulan ditutupi oleh dataran luas, yang disebut mare, yang terbentuk dari batuan cair yang mendingin dan mengeras miliaran tahun yang lalu. Sisi jauhnya memiliki medan yang jauh lebih kasar, dengan sedikit dataran. Beberapa ilmuwan telah berhipotesis bahwa vulkanisme intens di sisi dekat yang menyebabkan unsur-unsur radioaktif penghasil panas terakumulasi di sisi mantel tersebut mendorong perbedaan permukaan yang diamati saat ini. Temuan baru ini menawarkan bukti terkuat yang mendukung gagasan ini.

Para peneliti memperkirakan bahwa mantel sisi dekat rata-rata sekitar 180-360 derajat Fahrenheit (100-200 derajat Celsius) lebih panas daripada sisi jauh, dengan perbedaan termal mungkin dipertahankan oleh peluruhan radioaktif unsur-unsur thorium dan titanium di sisi dekat.

"Sisi dekat dan sisi jauh bulan terlihat sangat berbeda, seperti yang ditunjukkan oleh perbedaan topografi, ketebalan kerak, dan jumlah unsur penghasil panas di dalamnya," kata Park.

Diameter bulan sekitar 2.160 mil (3.475 km) sedikit lebih dari seperempat diameter Bumi. Mantel bulan adalah lapisan yang terletak di bawah kerak dan di atas inti, yang mencakup kedalaman sekitar 22-870 mil (35-1.400 km) di bawah permukaan. Mantel bulan membentuk sekitar 80% dari massa dan volume bulan dan sebagian besar terdiri dari mineral olivin dan piroksen, mirip dengan mantel Bumi.

"Fakta bahwa asimetri yang terdeteksi di mantel cocok dengan pola geologi permukaan - misalnya, perbedaan dalam kelimpahan batuan basal mare (batuan vulkanik) berusia sekitar 3-4 miliar tahun antara sisi dekat dan sisi jauh - menunjukkan bahwa proses yang mendorong vulkanisme bulan purba masih aktif saat ini," kata ilmuwan planet komputasional Caltech dan rekan penulis studi Alex Berne, yang berafiliasi dengan Jet Propulsion Laboratory yang mengerjakan desain sensor gravitasi untuk misi ke tata surya bagian luar.

Para peneliti menghabiskan waktu bertahun-tahun menganalisis data dari wahana antariksa Ebb and Flow milik GRAIL, yang mengorbit bulan dari Desember 2011 hingga Desember 2012.

"Studi kami memberikan peta gravitasi bulan yang paling terperinci dan akurat hingga saat ini," kata Park.

“Peta gravitasi yang disempurnakan ini merupakan fondasi penting untuk mengembangkan sistem Penentuan Posisi, Navigasi, dan Waktu (PNT) bulan, yang penting untuk keberhasilan misi eksplorasi bulan di masa mendatang. Dengan meningkatkan pemahaman kita tentang medan gravitasi bulan, peta ini berkontribusi untuk membangun kerangka acuan bulan dan sistem waktu yang tepat, sehingga memungkinkan navigasi yang lebih aman dan lebih andal untuk eksplorasi luar angkasa.” "Pesawat dan operasi permukaan," tambah Park.

Pendekatan yang sama yang digunakan di sini menggunakan data gravitasi untuk menilai interior bulan, kata para peneliti, dapat diterapkan pada benda-benda lain di tata surya seperti bulan Saturnus Enceladus dan bulan Jupiter Ganymede, dua dunia yang menarik dalam pencarian kehidupan potensial di luar Bumi.

Sementara itu, temuan baru ini menambah pemahaman tentang pendamping abadi Bumi.

"Bulan memainkan peran penting dalam menstabilkan rotasi Bumi dan menghasilkan pasang surut laut, yang memengaruhi sistem alami dan ritme harian," kata Park. "Pengetahuan kita tentang bulan telah berkembang melalui misi manusia dan robot yang telah mengungkap detail tentang permukaan dan interiornya, namun masih banyak pertanyaan tentang struktur dan sejarahnya yang dalam. Sebagai tetangga terdekat kita, bulan terus menjadi fokus penting penemuan ilmiah."