Noktah Hitam Istimewa di Intan dari Botswana
Sebongkah batu intan purba dari Botswana memiliki noktah hitam yang ternyata jenis mineral yang belum pernah dilihat sebelumnya. Mineral itu, dinamakan davemaoite, menjadi sebuah jendela unik bagi para ilmuwan untuk melihat kimia batuan dari perut Bumi yang sangat dalam.
Didapat dari tambang di Orapa, sebuah tambang terbuka pencarian intan yang ada di Botswana, batu ini berukuran lebar kira-kira 4 milimeter dan berat 81 miligram. George Rossman, ahli mineralogi di California Institute of Technology, Amerika Serikat, mendapatkannya dari seorang penjual pada 1987. Saat itu baik si ilmuwan maupun penjualnya tidak ada yang menyadari arti di balik noktah hitam pada batu berharga itu.
Intan itu, yang kini menjadi koleksi Natural History Museum of Los Angeles County, California, belakangan dianalisa Oliver Tschauner, seorang geokimiawan dari University of Nevada, Las Vegas. Dia menyelidiki dunia ‘super-deep diamonds’ untuk mencari tahu apa yang bisa diceritakan oleh batu-batuan itu tentang lapisan kulit Bumi yang sangat dalam di bawah sana.
Kebanyakan batuan intan terbentuk di kedalaman 120-250 kilometer di bawah tanah. Tapi, jenis-jenis yang disebut intan super-dalam itu tercipta di lapisan kulit Bumi yang lebih dalam lagi, diperkirakan mulai dari kedalaman 660 hingga 900 kilometer
Ketika Tschauner dan timnya mengamati intan dari Botswana itu menggunakan teknik sinar X, mereka menemukan kristal-kristal kecil mineral lain terjebak di dalam batu itu. Mereka kemudian menggunakan laser untuk memotong batu itu dan mengekstrak kristal-kristal itu, lalu menggunakan sebuah teknik yang disebut spektrometri massa mencari tahu terbuat dari apa kristal-kristal itu.
Seperti yang dipublikasikan dalam jurnal Science 11 November 2021, hasilnya diketahui kalau kristal-kristal itu bentuk dari kalsium silikat (CaSiO3). Mineral ini tidak pernah diketahui sebelumnya dan secara teori hanya mungkin berada dalam lapisan kulit Bumi yang dalam. Hal itu berdasarkan molekul-molekulnya yang tersusun dalam sebuah struktur perovskite.
Komposisi atom dari struktur perovskite—yang terutama mengandung kalsium, silikon dan oksigen—menunjukkan mereka hanya bisa tercipta di bawah kondisi ekstrem di mana tekanannya 200 ribu kali lebih besar daripada yang kita alami di muka Bumi. Di permukaan Bumi pula, kalsium silikat biasanya didapati sebagai mineral putih yang dinamakan wollastonite yang memiliki kristal-kristal mirip jarum.
Tschauner dan koleganya menamakan mineral kalsium silikat yang baru itu davemaoite dari nama seorang peneliti yang dianggap telah banyak merintis penemuan dalam geofisika dan geokimia bertekanan tinggi, Ho-Kwang ‘Dave’ Mao, dari Carnegie Institution for Science di Washington DC. “Tentu saja saya bersedia,” kata Mao mengisahkan saat dihubungi Tschauner dan timnya. Mao saat ini adalah juga direktur di Center for High Pressure Science and Technology Advanced Research di Shanghai, Cina.
Normalnya, struktur kristal davemaoite akan terurai jika dibawa ke lingkungan permukaan Bumi karena tekanan yang drop jauh. Tapi, karena terjebak di dalam batuan yang sangat keras, struktur mineral itu terawetkan hingga tergali di tambang Orapa. Noktah davemaoite dalam batu intan itu diperkirakan telah berumur 100 juta-1,5 miliar tahun.
“Saat kami membelah intan itu, davemaoite itu utuh hanya sekitar sedetik, lalu kami melihatnya di bawah mikroskop strukturnya mengembang dan berubah menjadi mineral kaca,” kata Tschauner yang adalah profesor riset dengan spesialisasi ilmu planet dan fisika mineral itu.
Davemaoite diduga menyusun sekitar lima persen mineral kulit Bumi di kedalamannya dan begitu penting karena mineral ini diteorikan dapat menampung unsur radioaktif seperti uranium, thorium and potassium-40. Unsur-unsur itu, saat meluruh, berperan membuat mantel Bumi panas. “Tanpa unsur-unsur radioaktif itu, Bumi sudah akan menjadi dingin saat ini,” kata David Phillips, Dekan Fakultas Ilmu Bumi dan Direktur Laboratorium Gas Mulia di University of Melbourne, Australia.
Mineral davemaoite yang ditemukan dalam intan dari Botswana juga mengandung sejumlah sodium dan potassium. Ini juga dianggap mengejutkan karena kedua unsur ini semula diyakini hanya ada di kerak atau kulit terluar Bumi, dan bukan di lapisan mantel Bumi yang dalam. “Ini menunjukkan material di permukaan rupanya terdaur ulang ke dalam mantel Bumi yang dalam,” kata Phillips menganalisa.
Tschauner dan peneliti lainnya masih melanjutkan perburuan super-deep diamonds dengan harapan menemukan lebih banyak mineral yang tersembunyi. Penelitian ini diaku sangat sulit sejak tidak ada cara yang mudah untuk bisa membedakan antara batu intan yang berasal dari kerak Bumi dan dari lapisan yang jauh lebih dalam di bawahnya.
NEW SCIENTIST, NATURE
Intan itu telah mengawetkan mineral yang hanya mungkin tercipta di perut Bumi yang sangat dalam.