Penelitian mengungkap bahwa hanya lempeng samudra yang sangat tua dan tenggelam dengan cepat yang mampu membawa air jauh ke dalam mantel bumi. Semua ini berkat sifat unik dari mineral olivin yang mampu menghantarkan panas melalui radiasi. Studi ini dilakukan oleh tim dari Universitas Potsdam dan Helmholtz Centre for Geosciences (GFZ) di Jerman, bersama mitra internasional, dan dipublikasikan pada 1 Juli 2025 di jurnal Nature Communications.
Lempeng tektonik yang merupakan bagian dari litosfer bumi, terus bergerak di atas lapisan mantel yang lebih panas dan lentur. Ketika dua lempeng bertabrakan, lempeng yang lebih padat akan menyelusup ke dalam mantel dalam proses yang disebut subduksi. Lempeng samudra cenderung lebih padat karena mengandung mineral olivin, yang membentuk sekitar 80% dari litosfer samudra.
Yang menarik, olivin bukan hanya dominan di kerak samudra, tetapi juga mendominasi bagian atas mantel bumi, yaitu pada kedalaman 40 hingga 410 kilometer. Saat slab atau lempeng yang menyelusup itu bergerak masuk ke dalam bumi, ia perlahan dipanaskan oleh mantel di sekitarnya melalui dua proses utama: konduksi dan radiasi panas.
Para ilmuwan kini berhasil mengukur transparansi olivin terhadap cahaya inframerah dalam kondisi ekstrem di dalam bumi. Hasilnya mengejutkan: olivin ternyata tetap transparan terhadap radiasi inframerah bahkan di tekanan dan suhu tinggi. Hal ini berarti olivin sangat efisien dalam menghantarkan panas secara radiasi, yang sebelumnya kurang diperhitungkan.
Panas yang ditransfer melalui radiasi ini menyumbang sekitar 40% dari total panas yang merambat di bagian atas mantel yang kaya olivin. Efeknya sangat signifikan karena mempercepat pemanasan slab yang tenggelam dan memengaruhi kemampuan slab tersebut untuk membawa air ke bagian dalam bumi.
Dengan bantuan model dua dimensi, para peneliti menunjukkan bahwa pemanasan cepat yang terjadi akibat radiasi membuat mineral pembawa air pecah lebih cepat di kedalaman yang lebih dangkal. Hal ini dapat menjelaskan mengapa gempa bumi dalam bisa terjadi pada kedalaman lebih dari 70 kilometer di bawah permukaan.
Oleh karena itu, hanya slab yang berusia lebih dari 60 juta tahun dan tenggelam lebih cepat dari 10 sentimeter per tahun yang tetap cukup dingin untuk membawa air ke zona transisi mantel, yang berada pada kedalaman 410 hingga 660 kilometer. Zona ini dipercaya menjadi “lautan tersembunyi” bumi karena bisa menyimpan air hingga tiga kali lebih banyak dari semua samudra di permukaan.
Penemuan ini bukan hanya memperjelas bagaimana air masuk ke dalam bumi, tetapi juga menyediakan alat numerik baru untuk menghitung umur anomali panas di mantel dan perilaku geodinamikanya. Anomali ini bisa berupa kolom panas yang naik dari dalam bumi atau slab dingin yang tenggelam ke bawah.
Pemahaman baru ini juga memberi penjelasan mengapa tidak semua lempeng samudra mampu membawa air ke dalam bumi. Banyak slab ternyata terlalu muda atau terlalu lambat untuk menembus jauh ke mantel dengan suhu yang tetap rendah.
Dengan kata lain, misteri keberadaan air di kedalaman ratusan kilometer di bawah tanah kini mulai terkuak. Air yang dibawa oleh lempeng-lempeng purba ini kemungkinan besar menjadi bagian penting dari siklus air bumi yang selama ini tidak terlihat.
Mineral olivin yang selama ini dikenal hanya sebagai bagian dari batuan ternyata memegang kunci besar dalam menentukan bagaimana panas berpindah di dalam bumi dan bagaimana air bisa ikut masuk ke dalamnya. Sifatnya yang transparan terhadap inframerah menjadi penentu utama apakah sebuah slab bisa membawa air jauh ke dalam atau tidak.
Penelitian ini membawa implikasi besar bagi pemahaman kita tentang dinamika dalam bumi, mulai dari gempa bumi dalam, keberadaan air bawah tanah, hingga bagaimana mantel bumi bergerak dan bereaksi terhadap lempeng yang masuk.
Dengan kata lain, siapa sangka bahwa sebuah mineral sederhana seperti olivin dapat mengungkap misteri tentang laut yang tersembunyi jauh di dalam bumi. Ini adalah langkah maju besar dalam ilmu kebumian modern.[]
