Atom Besi di Inti Bumi Bagian Dalam Bergerak Cepat, Apa Dampaknya?

KOMPAS.com - Dalam sebuah studi baru, para peneliti melaporkan temuan atom besi yang membentuk bagian padat dari inti Bumi bergerak dengan cepat.

Atom-atom besi yang membentuk inti Bumi ini terjepit oleh tekanan astronomi yang sangat tinggi, yakni tekanan tertinggi di planet ini.

Studi ini dipimpin para peneliti dari University of Texas, Amerika Serikat, dan berkolaborasi dengan peneliti dari China.

Dilansir dari Phys, Rabu (4/10/2023), para peneliti menemukan sekumpulan atom besi yang berada di dalam inti Bumi dapat bergerak dengan cepat.

Atom-atom besi ini berpindah tempat dalam sepersekian detik dengan tetap mempertahankan struktur logam yang mendasari besi tersebut.

Manfaat studi atom besi di inti Bumi

Hasil studi ini diperoleh dari eksperimen laboratorium dan model teoretis yang mengindikasikan bahwa atom-atom di bagian dalam inti planet ini bergerak lebih banyak dibandingkan yang diperkirakan sebelumnya.

Para peneliti mengatakan, hasil studi ini dapat membantu menjelaskan berbagai sifat menarik dari inti dalam Planet Bumi yang telah lama membuat ilmuwan bingung.

Selain itu, manfaat temuan penelitian ini juga berguna untuk menjelaskan peran inti Bumi dalam menggerakkan geodinamika planet ini.

Geodinamika ini merupakan suatu proses yang menghasilkan medan magnet Bumi yang selama ini sulit dipahami.

"Sekarang, kita tahu tentang mekanisme fundamental yang dapat membantu kita memahami proses dinamis dan evolusi inti dalam Bumi," kata Jung-Fu Lin, profesor di University of Texas (UT) Jackson School of Geosciences dan salah satu penulis utama studi.

Studi penemuan atom besi di dalam inti Bumi yang bergerak cepat ini telah dipublikasikan di jurnal Proceedings of the National Academy of Sciences.

Eksperimen di dalam laboratorium

Temuan studi ini dilakukan di dalam laboratorium. Dalam sebuah eksperimen, peneliti menemukan pergerakan cepat dari atom-atom besi di lapisan inti Bumi bagian dalam.

Eksperimen ini dilakukan mengingat tidak mungkin untuk mengambil sampel atom besi di dalam inti Bumi secara langsung, karena suhu dan tekanan di dalam planet ini sangat tinggi.

Lin dan para peneliti lainnya menciptakan simulasi pergerakan atom besi dalam inti Bumi dalam bentuk miniatur di dalam laboratorium. Selanjutnya, peneliti mengambil lempengan besi kecil dan menembaknya dengan proyetil yang bergerak cepat.

Data suhu, tekanan dan kecepatan yang dikumpulkan selama percobaan kemudian dimasukkan ke dalam pemodelan mesin pembelajaran di komputer.

Para ilmuwan berpendapat, atom besi dalam inti Planet Bumi bagian dalam tersusun dalam konfigurasi heksagonal yang berulang.

Lin mengatakan, sebagian besar pemodelan dari learning machine yang menggambarkan dinamika kisi besi di inti bagian dalam hanya menunjukkan sejumlah kecil atom, biasanya kurang dari 100.

Akan tetapi, dengan menggunakan algoritma artificial intelligence (AI), secara signifikan dapat meningkatkan lingkungan atom, sehingga menciptakan 'supercell' yang terdiri dari sekitar 30.000 atom yang dapat digunakan untuk memprediksi sifat-sifat besi.

Menurut Youjun Zhang, profesor di Sichuan University yang juga penulis utama studi, pergerakan atom besi di dalam inti Bumi ini dapat menjelaskan mengapa pengukuran seismik pada inti bagian dalam bumi menunjukkan lingkungan yang jauh lebih lunak dan mudah dibentuk.

"Para ahli seismologi telah menemukan bahwa pusat Bumi, yang disebut inti bagian dalam, ternyata sangat lembut, seperti mentega yang lembut di dapur Anda," kata Zhang.

"Penemuan besar yang kami temukan adalah, besi padat menjadi sangat lembut di dalam Bumi karena atom-atomnya dapat bergerak lebih banyak dari yang kita bayangkan. Pergerakan yang meningkat ini membuat inti bagian dalam menjadi tidak terlalu kaku, lebih lemah terhadap gaya geser," imbuhnya.

Studi ini telah memberikan wawasan baru tentang geodinamika Planet Bumi.

Para peneliti menjelaskan, sekitar setengah dari energi geodinamika yang menghasilkan medan magnet Bumi dapat dikaitkan dengan inti Bumi bagian dalam, sementara sisanya berasal dari bagian luar.