WASHINGTON - Selama misi Apollo 17 pada tahun 1972 - terakhir kali manusia berjalan di bulan - astronot AS Harrison Schmitt dan Eugene Cernan mengumpulkan sekitar 243 pon (110,4 kg) sampel tanah dan batuan yang dikembalikan ke Bumi untuk studi lebih lanjut.

Setengah abad kemudian, kristal mineral zirkon di dalam pecahan batuan beku berbutir kasar yang dikumpulkan oleh Schmitt memberi para ilmuwan pemahaman yang lebih dalam tentang pembentukan bulan dan usia pasti dari pasangan langit Bumi.

Bulan berusia sekitar 40 juta tahun lebih tua dari perkiraan sebelumnya – terbentuk lebih dari 4,46 miliar tahun yang lalu, dalam waktu 110 juta tahun setelah kelahiran tata surya, kata para ilmuwan pada hari Senin, berdasarkan analisis kristal.

Hipotesis utama pembentukan bulan adalah bahwa selama sejarah awal tata surya yang kacau, sebuah benda seukuran Mars bernama Theia menabrak bumi purba. Ini melontarkan magma – batuan cair – ke luar angkasa, membentuk piringan puing yang mengorbit Bumi dan menyatu menjadi bulan. Namun waktu pasti terbentuknya bulan sulit dipastikan.

Kristal mineral dapat terbentuk setelah magma mendingin dan memadat. Para peneliti menggunakan metode yang disebut atom probe tomography untuk mengkonfirmasi usia padatan tertua yang terbentuk setelah tumbukan raksasa, yaitu kristal zirkon di dalam pecahan sejenis batuan yang disebut norit yang dikumpulkan oleh Schmitt.

“Saya menyukai fakta bahwa penelitian ini dilakukan pada sampel yang dikumpulkan dan dibawa ke Bumi 51 tahun yang lalu. Pada saat itu, tomografi probe atom belum dikembangkan dan para ilmuwan belum dapat membayangkan jenis analisis yang kita lakukan saat ini. ,” kata ahli kosmokimia Philipp Heck, direktur senior penelitian di Field Museum di Chicago, seorang profesor di Universitas Chicago dan penulis senior studi yang diterbitkan dalam jurnal Geochemical Perspectives Letters.

“Menariknya, semua mineral tertua yang ditemukan di Bumi, Mars dan bulan adalah kristal zirkon. Zirkon, bukan berlian, bertahan selamanya,” ilmuwan planet UCLA dan rekan penulis studi Bidong Zhang menambahkan.

Batuan yang mengandung zirkon dikumpulkan di lembah Taurus-Littrow di tepi tenggara bulan Mare Serenitatis (Laut Serenity) dan disimpan di Johnson Space Center NASA di Houston.

“Zirkon sangat keras dan tangguh serta mampu bertahan dari kerusakan batuan selama pelapukan,” kata Heck.

Sebuah studi yang dipimpin oleh Zhang yang diterbitkan pada tahun 2021 menggunakan teknik yang disebut analisis mikroprobe ion untuk mengukur berapa banyak atom uranium dan timbal dalam kristal, menghitung usia zirkon berdasarkan peluruhan radioaktif uranium menjadi timbal seiring waktu. Usia tersebut perlu dikonfirmasi melalui metode lain karena potensi komplikasi yang melibatkan atom timbal jika ada cacat pada struktur kristal zirkon.

Studi baru ini menggunakan tomografi probe atom untuk menentukan tidak ada komplikasi yang melibatkan atom timbal, sehingga mengkonfirmasi usia kristal.

“Saya melihat ini sebagai contoh bagus dari skala nano, atau bahkan skala atom, yang dapat memberi tahu kita tentang gambaran besarnya,” kata penulis utama studi Jennika Greer, seorang ahli kosmokimia di Universitas Glasgow di Skotlandia.

Bulan, yang mengorbit Bumi pada jarak rata-rata sekitar 239.000 mil (385.000 km), memiliki diameter sekitar 2.160 mil (3.475 km), lebih dari seperempat diameter planet kita.

“Tumbukan raksasa yang membentuk Bulan merupakan peristiwa dahsyat bagi Bumi dan mengubah kecepatan rotasi Bumi. Setelah itu, Bulan berdampak pada stabilisasi sumbu rotasi Bumi dan memperlambat kecepatan rotasi Bumi,” kata Heck. “Tanggal pembentukan bulan penting karena setelah itu Bumi menjadi planet yang dapat dihuni.”

“Bulan membantu menstabilkan poros bumi untuk iklim yang stabil,” tambah Zhang. Tarikan gravitasi bulan membantu membentuk ekosistem lautan. Bulan memberikan inspirasi bagi budaya dan eksplorasi manusia. Dan NASA serta badan antariksa lainnya melihat bulan sebagai batu loncatan untuk eksplorasi ruang angkasa di masa depan.