** Bagaimana bagian dalam Bumi tetap panas mendidih selama miliaran tahun? Henry, usia 11 tahun, Somerville, Massachusetts**
Bumi kita memiliki struktur berlapis-lapis seperti bawang.
Mulai dari atas ke bawah, ada kerak, yang meliputi permukaan yang kita pijak. Lebih jauh ke bawah ada mantel yang sebagian besar berupa batuan padat.
Lebih dalam lagi, adalah lapisan inti luar yang terbuat dari besi cair. Struktur terakhir adalah inti dalam, yang terbuat dari besi padat, dengan radius 70% ukuran Bulan.
Semakin dalam lapisannya, suhunya semakin panas. bagian inti sama panasnya dengan permukaan Matahari.
Perjalanan ke pusat Bumi
Sebagai profesor ilmu bumi dan planet, saya mempelajari bagian dalam dunia kita. Seperti halnya seorang dokter dapat menggunakan teknik yang disebut sonografi untuk membuat gambar struktur di dalam tubuh kita dengan gelombang ultrasonik, para ilmuwan juga menggunakan teknik yang sama untuk memotret struktur internal Bumi.
Namun, alih-alih menggunakan ultrasound, para ahli geosains menggunakan gelombang seismik: gelombang suara yang dihasilkan oleh gempa bumi.
Di permukaan bumi, kamu melihat tanah, pasir, rumput, dan trotoar. Getaran seismik mengungkapkan apa yang ada di bawahnya: bebatuan, besar dan kecil. Ini semua adalah bagian dari kerak bumi, yang bisa turun hingga sejauh 20 mil (30 kilometer); yang mengapung di atas lapisan yang disebut mantel.
Bagian atas mantel biasanya bergerak bersama dengan kerak bumi. Bersama-sama, keduanya disebut litosfer, yang memiliki ketebalan rata-rata sekitar 60 mil (100 kilometer), meskipun bisa lebih tebal di beberapa lokasi.
Litosfer dibagi menjadi beberapa blok besar yang disebut lempeng. Sebagai contoh, lempeng Pasifik berada di bawah seluruh Samudra Pasifik, dan lempeng Amerika Utara menutupi sebagian besar Amerika Utara. Lempeng-lempeng tersebut seperti potongan-potongan puzzle yang secara kasar saling menyatu dan menutupi permukaan Bumi.
Lempeng-lempeng itu tidak statis. Sebaliknya, mereka bergerak. Kadang-kadang hanya sepersekian inci dalam jangka waktu beberapa tahun. Di lain waktu, ada lebih banyak gerakan, dan lebih mendadak. Pergerakan seperti inilah yang memicu gempa bumi dan letusan gunung berapi.
Pergerakan lempeng merupakan faktor penting, dan mungkin sangat penting, yang mendorong evolusi kehidupan di Bumi. Sebab, lempeng yang bergerak mengubah lingkungan dan memaksa kehidupan untuk beradaptasi dengan kondisi baru.
Panasnya menyala
Pergerakan lempeng membutuhkan mantel yang panas. Dan memang, ketika kamu masuk lebih dalam ke dalam Bumi, suhunya meningkat.
Di bagian bawah lempeng, sekitar 60 mil (100 kilometer) dalam, suhunya sekitar 2.400°F (1.300°C).
Saat mencapai batas antara mantel dan inti luar, yang berjarak 1.800 mil (2.900 km) ke bawah, suhunya hampir mencapai 5.000°F (2.700°C).
Kemudian, di perbatasan inti luar dan inti dalam, suhunya berlipat ganda, menjadi hampir 10.800°F (lebih dari 6.000°C). Itulah bagian yang sepanas permukaan Matahari.
Di suhu tersebut, hampir semua benda—logam, berlian, manusia—menguap menjadi gas. Namun, karena inti Matahari berada pada tekanan yang sangat tinggi di dalam planet, besi yang menyusunnya tetap berwujud cair atau padat.
Tabrakan di luar angkasa
Dari mana semua panas itu berasal?
Panas ini bukan berasal dari Matahari. Meskipun Sang Surya menghangatkan kita dan semua tanaman serta hewan di permukaan Bumi, sinar Matahari tidak dapat menembus bermil-mil jauhnya ke bagian dalam planet ini.
Ada dua sumber panas Bumi. Salah satunya adalah panas yang diwarisi Bumi selama pembentukannya 4,5 miliar tahun yang lalu.
Bumi terbentuk dari nebula matahari, sebuah awan gas raksasa, di tengah-tengah tabrakan dan penggabungan yang tak berkesudahan antara potongan-potongan batu dan puing-puing yang disebut planetesimal. Proses ini memakan waktu puluhan juta tahun.
Sejumlah besar panas dihasilkan selama tabrakan tersebut, cukup untuk melelehkan seluruh Bumi. Meskipun sebagian dari panas itu hilang di ruang angkasa, sisanya terkunci di dalam Bumi, di mana sebagian besar panas itu masih ada sampai sekarang.
Sumber panas lainnya: peluruhan isotop radioaktif, yang tersebar di seluruh penjuru Bumi.
Untuk memahami hal ini, pertama-tama bayangkan sebuah unsur sebagai sebuah keluarga dengan isotop sebagai anggotanya. Setiap atom dari suatu unsur memiliki jumlah proton yang sama, tetapi sepupu isotop yang berbeda memiliki jumlah neutron yang berbeda-beda.
Isotop radioaktif tidak stabil. Mereka melepaskan aliran energi yang stabil yang berubah menjadi panas. Kalium-40, thorium-232, uranium-235, dan uranium-238 adalah empat isotop radioaktif yang membuat interior Bumi tetap panas.
Beberapa dari nama-nama tersebut mungkin terdengar tidak asing bagi kalian. Uranium-235, misalnya, digunakan sebagai bahan bakar di pembangkit listrik tenaga nuklir. Bumi tidak dalam bahaya kehabisan sumber panas ini: Meskipun sebagian besar uranium-235 dan potasium-40 yang asli telah habis, masih ada cukup thorium-232 dan uranium-238 yang dapat digunakan untuk miliaran tahun ke depan.
Bersama dengan inti dan mantel yang panas, isotop-isotop yang melepaskan energi ini menyediakan panas untuk menggerakkan lempeng-lempeng tersebut.
Tidak ada panas, tidak ada gerakan pelat, tidak ada kehidupan
Hingga saat ini, lempeng-lempeng yang bergerak secara konstan terus mengubah permukaan Bumi, menciptakan daratan dan lautan baru selama jutaan dan miliaran tahun. Lempeng-lempeng tersebut juga memengaruhi atmosfer dalam skala waktu yang sama panjangnya.
Namun, tanpa panas internal Bumi, lempeng-lempeng tersebut tidak akan bergerak. Bumi akan mendingin. Dunia kita mungkin tidak bisa dihuni. Kamu tidak akan berada di sini.
Pikirkan tentang hal itu, saat kamu merasakan Bumi di bawah kakimu.
Rahma Sekar Andini dari Universitas Negeri Malang menerjemahkan artikel ini dari bahasa Inggris