Studi menemukan 1-2 persen batuan mantel tertua Bumi terbuat dari berlian.
Diperkirakan terdapat lebih dari satu kuadriliun [seribu triliun] ton berlian yang tersembunyi di dalam interior Bumi yang terletak lebih dari 160 km di bawah permukaan, jauh lebih dalam daripada ekspedisi pengeboran yang pernah dicapai, menurut sebuah studi terbaru dari MIT dan universitas lainnya.
Pasokan berharga tersembunyi jauh di kedalaman Bumi diperkirakan tersebar di dalam akar kratonik, yaitu bagian batu yang tertua dan paling tidak bisa bergerak yang terletak di bawah pusat lempeng tektonik paling besar. Berbentuk seperti pegunungan terbalik, kraton dapat menjangkau sedalam 322 km melalui kerak Bumi hingga menuju ke dalam mantelnya; ahli geologi menyebut bagian terdalamnya sebagai “akar.”
Dalam studi ini, para ilmuwan memperkirakan bahwa akar kratonik mungkin mengandung 1 hingga 2 persen berlian. Dengan mempertimbangkan volume total akar kratonik di Bumi, tim tersebut memperkirakan bahwa sekitar seperempat milyar ton intan tersebar di dalam batuan purba ini, 145 hingga 241 km di bawah permukaan.
“Ini menunjukkan bahwa intan tidak seperti mineralnya yang eksotis, tetapi pada skala geologi, itu relatif umum,” kata Ulrich Faul, seorang ilmuwan peneliti di MIT. “Kita tidak bisa mendapatkannya, tapi tetap saja, terdapat berlian dalam jumlah yang banyak di sana daripada yang pernah kita pikirkan sebelumnya.”
Sebuah kesalahan suara
Faul dan rekan-rekannya sampai pada kesimpulan mereka setelah kebingungan atas anomali dalam data seismik.
Selama beberapa dekade terakhir, lembaga seperti Survei Geologis Amerika Serikat telah menyimpan catatan global aktivitas seismik, gelombang suara yang melintasi Bumi yang dipicu oleh gempa bumi, tsunami, ledakan, dan sumber guncangan lainnya.
Para ilmuwan juga dapat menggunakan data seismik ini untuk membangun gambaran seperti apa tampilan interior Bumi. Gelombang suara bergerak dengan berbagai kecepatan melalui Bumi, tergantung pada suhu, kepadatan, dan komposisi bebatuan yang dilaluinya.
Para ilmuwan telah menggunakan hubungan antara kecepatan seismik dan komposisi batuan untuk memperkirakan jenis batuan yang membentuk kerak Bumi dan bagian-bagian mantel atas, yang juga dikenal sebagai litosfer.
Namun, pada saat menggunakan data seismik untuk memetakan interior Bumi, para ilmuwan tidak dapat menjelaskan sebuah anomali yang aneh: Gelombang suara cenderung bertambah cepat secara signifikan ketika melewati akar kawah kuno. Kraton dikenal lebih dingin dan kurang padat daripada mantel di sekitarnya, yang pada gilirannya menghasilkan gelombang suara yang sedikit lebih cepat, tetapi tidak secepat apa yang telah diukur.
“Kecepatan yang diukur lebih cepat dari apa yang kami pikir dapat kami lakukan dengan asumsi yang masuk akal tentang apa yang ada di sana,” kata Faul. “Lalu kami berpendapat, ‘Ada sesuatu.’ Begitulah cara proyek ini dimulai. ”
Berlian di kedalaman
Tim ini bertujuan untuk mengidentifikasi komposisi akar kratonik yang mungkin menjelaskan lonjakan kecepatan seismik. Untuk melakukan hal ini, seismolog pada tim pertama kali menggunakan data seismik dari USGS dan sumber lain untuk menghasilkan model tiga dimensi dari kecepatan gelombang seismik yang melintas melalui kawah utama Bumi.
Selanjutnya, Faul dan yang lain, yang di masa lalu telah mengukur kecepatan suara melalui berbagai jenis mineral di laboratorium, menggunakan pengetahuan ini untuk merakit batu virtual, yang terbuat dari berbagai kombinasi mineral.
Kemudian tim menghitung seberapa cepat gelombang suara akan melakukan perjalanan melewati setiap batu virtual, dan menemukan hanya satu jenis batuan yang menghasilkan kecepatan yang sama dengan apa yang diukur oleh seismolog: batuan yang mengandung 1 hingga 2 persen berlian, selain peridotit (batuan dominan jenis mantel atas Bumi) dan sejumlah kecil eklogit (mewakili kerak samudera subduksi). Skenario ini mewakili setidaknya 1.000 kali lebih banyak berlian daripada yang diperkirakan orang sebelumnya.
“Berlian dalam banyak hal adalah spesial,” kata Faul. “Salah satu sifat khususnya adalah, kecepatan suara di dalam berlian lebih dari dua kali lebih cepat daripada mineral dominan di batuan mantel atas, olivin.”
Para peneliti menemukan bahwa komposisi batu dengan kadar berlian dari 1 hingga 2 persen akan cukup untuk menghasilkan kecepatan suara yang lebih cepat yang diukur oleh para seismolog. Fraksi berlian yang kecil ini juga tidak akan mengubah keseluruhan kerapatan kawah, yang secara alami kurang padat daripada mantel di sekitarnya.
“Mereka seperti potongan kayu, mengambang di atas air,” kata Faul. “Kraton sedikit lebih padat daripada lingkungan mereka, sehingga mereka tidak disubkonduksi ke Bumi tetapi tetap mengambang di permukaan. Beginilah cara mereka melestarikan batuan tertua. Jadi kami menemukan bahwa Anda hanya perlu 1 hingga 2 persen berlian dari kraton agar stabil dan tidak tenggelam.”
Di satu sisi, Faul mengatakan akar kratonik yang terbuat sebagian dari berlian masuk akal. Berlian ditempa di lingkungan bertekanan tinggi dan bersuhu tinggi di kedalaman Bumi dan hanya membuatnya dekat dengan permukaan melalui letusan gunung berapi yang terjadi setiap beberapa puluh juta tahun. Letusan-letusan ini mengukir “pipa-pipa” geologi yang terbuat dari sejenis batu yang disebut kimberlite. Berlian, bersama dengan magma dari kedalaman di Bumi, dapat dimuntahkan melalui pipa kimberlite, menuju permukaan Bumi.
Untuk sebagian besar, pipa kimberlite telah ditemukan di tepi akar kratonik, seperti di bagian-bagian tertentu dari Kanada, Siberia, Australia, dan Afrika Selatan. Maka masuk akal bahwa akar kratonik seharusnya mengandung beberapa berlian dalam rias wajah mereka.
“Ini bukti tidak langsung, tapi kami sudah mengumpulkan semuanya,” kata Faul. “Kami melewati semua kemungkinan yang berbeda, dari setiap sudut, dan ini adalah satu-satunya yang tersisa sebagai penjelasan yang masuk akal.”
