Jawa Pos Radar Lawu - Jauh di bawah permukaan es Enceladus, salah satu bulan milik Saturnus, terdapat lautan global yang tersembunyi. Manusia tidak perlu mengebor lapisan es tebal untuk mengambil sampelnya. Retakan di dekat kutub selatan bulan tersebut justru menyemburkan uap air dan butiran es langsung ke luar angkasa.
Kini, para ilmuwan menemukan bahwa butiran es itu ternyata tidak sekadar membawa sampel acak dari laut bawah permukaan. Proses pembekuan dan pecahnya tetesan air dapat memisahkan sekaligus memekatkan bahan kimia tertentu di dalam butiran es.
Temuan ini bisa menjadi kabar menarik bagi misi luar angkasa masa depan. Pasalnya, senyawa yang jumlahnya sangat sedikit di lautan Enceladus berpotensi menjadi lebih mudah ditemukan ketika terkonsentrasi pada sebagian butiran es.
Cassini Menemukan Komposisi Es yang Tidak Biasa
Enceladus selama ini menjadi salah satu objek menarik dalam penelitian tata surya karena diperkirakan memiliki lautan di bawah permukaan esnya. Dari wilayah kutub selatan, air dan material dari lautan tersebut keluar melalui retakan yang dikenal sebagai tiger stripes.
Antara 2004 hingga 2017, pesawat antariksa Cassini milik NASA menganalisis partikel es yang berada di cincin E Saturnus. Cincin tersebut terus mendapat pasokan material dari semburan Enceladus.
Peneliti yang dipimpin Prof. Frank Postberg dari Freie Universität Berlin kemudian memeriksa 961 spektrum massa dari butiran kaya garam yang disebut partikel Tipe 3.
Jika seluruh butiran itu berasal dari air laut yang sama dan hanya menjadi sampel kecil dari lautan Enceladus, komposisinya seharusnya relatif mirip. Namun, hasil pengamatan justru menunjukkan perbedaan yang cukup besar.
Sebagian butiran sangat kaya natrium klorida, sementara lainnya mengandung lebih banyak karbonat, fosfat, atau kalium klorida. Bahkan, klorida dan karbonat jarang ditemukan secara bersamaan dalam satu partikel kaya natrium.
Baca Juga: NASA Tangkap Objek Mirip Ubur-Ubur di Mars, Ternyata Bukan Makhluk Hidup
Bagaimana Komposisinya Bisa Berbeda?
Pertanyaan tersebut kemudian mendorong peneliti melakukan eksperimen di laboratorium.
Profesor Yasuhito Sekine dan timnya dari Earth-Life Science Institute di Institute of Science Tokyo membuat tetesan yang mengandung berbagai garam utama yang diperkirakan terdapat di lautan Enceladus.
Tetesan tersebut kemudian dibekukan dengan ukuran dan kondisi pendinginan berbeda. Para peneliti selanjutnya mengamati bagaimana kandungan kimia di dalam tetesan berubah setelah membeku.
Hasilnya menunjukkan bahwa kecepatan pembekuan menjadi faktor penting.
Pada tetesan berukuran sekitar 200 mikrometer yang membeku secara relatif lambat, sekitar 10 Kelvin per menit atau lebih lambat, garam-garam di dalamnya mulai terpisah ke wilayah yang berbeda.
Sebaliknya, ketika pembekuan berlangsung lebih cepat, berbagai kandungan kimia cenderung tetap tercampur secara lebih merata.
Sekine mengatakan:
“Yang mengejutkan kami adalah bahwa keragaman yang diamati Cassini dapat muncul dari tetesan yang pada dasarnya berasal dari air laut yang sama,” kata Sekine. “Eksperimen kami menunjukkan bahwa ketika tetesan laut yang relatif besar membeku secara perlahan, berbagai garam dapat terpisah di dalamnya. Jika tetesan beku tersebut kemudian pecah, potongan-potongan es yang jauh lebih kecil dapat terbentuk, masing-masing dengan komposisi kimia yang sangat berbeda.”
Baca Juga: NASA Ajak Publik Amati Bulan dalam International Observe the Moon Night 2026
Tetesan Air Bisa Membeku Sebelum Terlempar ke Angkasa
Temuan tersebut juga memberikan gambaran baru mengenai perjalanan air dari lautan Enceladus menuju luar angkasa.
Sebelumnya, para ilmuwan umumnya memperkirakan air laut yang menyembur keluar akan membeku dengan cepat dan segera bergerak menuju luar angkasa. Namun, eksperimen terbaru mengarah pada skenario yang berbeda.
Tetesan air kemungkinan bergerak lebih lambat terlebih dahulu melalui sistem ventilasi bawah permukaan. Air tersebut dapat melewati jalur berliku di dalam retakan lapisan es sebelum mendekati permukaan.
Dalam skenario ini, tetesan air berukuran puluhan hingga ratusan mikrometer terbentuk dari semburan laut. Ketika bergerak perlahan melalui bagian dalam saluran, tetesan mulai membeku secara bertahap.
Proses yang lambat memberikan waktu bagi garam untuk memisahkan diri ke bagian-bagian berbeda di dalam es.
Ketika mendekati permukaan, kondisi kemudian berubah. Gas bergerak lebih cepat dan tetesan es yang sudah membeku dapat menghantam dinding saluran es yang lebih sempit.
Benturan tersebut berpotensi memecah satu tetesan besar menjadi banyak potongan kecil. Setiap pecahan bisa berasal dari bagian berbeda dari tetesan awal sehingga memiliki komposisi kimia yang berbeda pula.
Fragmen-fragmen inilah yang kemudian dapat keluar ke luar angkasa dan menjadi bagian dari cincin E Saturnus.
Enceladus Seolah Menyiapkan Sampelnya Sendiri
Bagi ilmuwan, mekanisme tersebut memiliki arti penting. Proses pembekuan dan pemecahan es ternyata bukan sekadar menjelaskan mengapa data Cassini menunjukkan komposisi yang beragam.
Proses itu juga dapat membuat senyawa tertentu menjadi lebih terkonsentrasi.
Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa zat organik juga dapat terpisah dan muncul dalam konsentrasi lebih tinggi pada jenis partikel tertentu.
Artinya, senyawa yang sebenarnya sangat encer di lautan Enceladus mungkin menjadi jauh lebih mudah dideteksi ketika terkumpul dalam sebagian butiran es.
Postberg mengatakan:
“Data Cassini menunjukkan kepada kami bahwa butiran kaya garam ini jauh lebih beragam secara kimia dibandingkan perkiraan komposisi rata-rata lautan,” kata Postberg. “Jika pengamatan tersebut digabungkan dengan eksperimen pembekuan, kita mendapatkan penjelasan fisik: Cassini mungkin telah mengambil sampel pecahan dari tetesan laut beku yang lebih besar. Setiap pecahan mempertahankan komponen berbeda yang terpisah selama perjalanan menuju permukaan.
Kelimpahan setiap komponen di lautan kemudian tercermin dari jumlah pecahan yang mengandung komponen tertentu.”
Mirip Proses Persiapan Sampel di Laboratorium
Di laboratorium Bumi, peneliti biasanya harus melakukan berbagai tahap untuk memisahkan dan memekatkan bahan kimia sebelum menganalisis sebuah sampel.
Enceladus kemungkinan melakukan proses serupa secara alami.
Ketika tetesan air laut membeku, komponen kimia dapat terpisah. Setelah es tersebut pecah, sebagian senyawa kemudian terkumpul dalam sejumlah kecil butiran.
Kondisi tersebut dapat membantu pesawat antariksa masa depan ketika mengambil dan menganalisis partikel dari Enceladus.
Ada Kaitannya dengan Pencarian Tanda Kehidupan?
Penemuan ini menjadi semakin menarik karena proses pembekuan tersebut juga dapat menciptakan kantong-kantong kecil berisi cairan asin atau brine di antara kristal es.
Garam dan senyawa organik dapat terkonsentrasi di dalam kantong tersebut.
Kondisi seperti ini penting dalam penelitian kimia prebiotik, yaitu kajian mengenai proses kimia yang dapat mendahului munculnya kehidupan.
Salah satu tantangan dalam proses tersebut adalah bagaimana molekul yang biasanya sangat encer bisa bertemu dalam konsentrasi yang cukup tinggi untuk memungkinkan terjadinya reaksi.
Jika senyawa-senyawa tersebut terus dipisahkan, dipekatkan, lalu didaur ulang melalui semburan Enceladus, proses serupa berpotensi berlangsung berulang kali.
Namun, temuan ini belum menjadi bukti bahwa kehidupan ada di Enceladus. Penelitian tersebut lebih menunjukkan bahwa lingkungan bawah permukaan bulan Saturnus memiliki proses kimia dan fisik yang dapat membuat pencarian senyawa penting menjadi lebih mudah.
Misi Masa Depan Bisa Mendapat Keuntungan
Sebagian material yang disemburkan Enceladus pada akhirnya kembali jatuh ke permukaan bulan tersebut. Karena itu, siklus pembekuan, pemekatan, penyemburan, dan pengendapan material berpotensi berlangsung berulang.
Para ilmuwan kini memiliki penjelasan baru mengenai bagaimana butiran es dengan komposisi yang sangat beragam dapat berasal dari lautan yang sama.
Lebih jauh, mekanisme tersebut dapat membantu ilmuwan memahami lingkungan tersembunyi di bawah permukaan Enceladus sekaligus menjadi pertimbangan penting ketika merancang misi pencarian tanda-tanda kelayakhunian dan kemungkinan kehidupan di masa depan.
Penelitian ini diterbitkan dalam jurnal Science Advances pada 2026 dengan judul Cassini CDA observes compositional segregation of Enceladus’ ice grains from slow freezing and fragmentation of oceanic spray.
(Silva Yudia Azizah, Magang Universitas Negeri Surabaya)
Editor : Tim Content Writer Radar LawuSumber : Science Daily