Batuan dari Kanada, Greenland, dan Hawaii memiliki lebih sedikit isotop kalium-40 yang sudah langka dibandingkan batuan dari bagian Bumi lainnya. Para ilmuwan yang menemukan fakta ini menganggapnya sebagai bukti bahwa batuan itu terbentuk dari material yang ada di Bumi sebelum tabrakan yang menyebabkan pembentukan Bulan.
Satu tabrakan, di awal terbentuknya Bumi, mengubah segalanya. Sebuah objek seukuran Mars menabrak protoplanet tersebut, memuntahkan begitu banyak material hingga menjadi Bulan, dan melelehkan permukaan planet tersebut untuk waktu yang lama. Menurut beberapa penelitian terbaru, objek yang dimaksud, yang dikenal sebagai Theia, membawa serta sebagian besar air yang membentuk lautan kita dan membuat Bumi layak huni.
Theia menghantam Bumi begitu dahsyat sehingga sebagian besar planet ini kini terdiri dari campuran proto-Bumi dan Theia dengan perbandingan sekitar 90/10, dengan sedikit meteorit yang berasal dari kemudian hari, sebagian besar berada di kerak Bumi. Namun, Dr. Nicole Nie dari Massachusetts Institute of Technology (MIT) bertanya-tanya apakah masih ada sisa-sisa proto-Bumi yang lebih murni.
Untuk menemukannya, Nie dan rekan-rekannya beralasan mereka perlu mengidentifikasi apa yang mungkin ditambahkan oleh penambahan-penambahan selanjutnya, dan mencari contoh-contoh yang tidak memilikinya.
Tim tersebut mempelajari meteorit dan menemukan bahwa meteorit tersebut sebagian besar lebih kaya kalium-40, relatif terhadap isotop-isotop lainnya, kalium-39 dan 41, dibandingkan Bumi itu sendiri. Dengan asumsi tren ini berlangsung lama, sebelum kedatangan semua meteorit ini, planet ini pasti memiliki lebih sedikit kalium-40 daripada saat ini. Hal ini menunjukkan banyak hal, karena kalium-40 hanya membentuk 0,01% unsur di kerak Bumi.
Ada kemungkinan bahwa Theia sama kekurangan kalium-40 seperti proto-Bumi, dan semua kelebihan kalium tersebut berasal dari meteorit-meteorit berikutnya, tetapi para penulis penelitian menganggap hal ini tidak mungkin. Oleh karena itu, mereka berpendapat, jika kita dapat menemukan batuan dengan kadar postassium-40 yang cukup rendah, kemungkinan besar batuan tersebut berasal dari masa sebelum Theia.
Tim beralasan ada dua jenis tempat yang paling cocok untuk pencarian ini. Pertama, di wilayah yang memiliki batuan tertua di dunia, seperti Greenland dan sebagian Kanada. Kedua, di batuan yang relatif muda, terbentuk dari material jauh di dalam mantel, yang mungkin terlindung dari pengaruh Theia.
“Jika tanda-tanda kalium ini terpelihara, kita akan ingin mencarinya di waktu yang dalam dan di Bumi yang dalam,” kata Nie dalam sebuah pernyataan yang dikutip dari IFL Science.
Ketika para penulis memeriksa sampel dari Greenland dan wilayah tertua di Kanada, serta pulau vulkanik Hawaii dan Réunion, melalui spektrometer massa, mereka menemukan konsentrasi kalium-40 65 bagian per juta lebih rendah daripada di berbagai tempat lain. Hal ini membuat postassium-40 sangat langka dibandingkan isotop kalium lainnya, sehingga mereka yakin bahan-bahannya pastilah proto-Bumi yang hampir murni.
“Ini mungkin bukti langsung pertama bahwa kita telah mengawetkan material proto-Bumi. Kita melihat sepotong Bumi yang sangat tua, bahkan sebelum tumbukan dahsyat itu. Ini menakjubkan karena kita menduga tanda-tanda awal ini akan terhapus perlahan seiring evolusi Bumi,” jelasnya.
Ada unsur-unsur lain yang komposisi isotop Bumi-nya berada di ujung ekstrem spektrum meteorit, seperti rutenium dan molibdenum. Akan tetapi, perbedaan dalam cara unsur-unsur ini dimasukkan ke inti Bumi berarti mereka tidak selalu cocok untuk pengujian konfirmasi.
Satu pertanyaan besar yang belum terjawab oleh penelitian ini adalah mengapa proto-Bumi memiliki kadar kalium-40 yang sangat rendah. Ada beberapa meteorit yang kadar postassium-40-nya rendah, tetapi belum ditemukan satu pun yang sesuai dengan komposisi dari keempat lokasi tersebut.
Nie dan rekan-rekan penulisnya mengaku tidak tahu mengapa proto-Bumi berbeda dengan objek lain yang telah kita temukan di Tata Surya, setidaknya dalam hal kadar kalium. Nie berpendapat bahwa kita mungkin memerlukan sampel meteorit yang lebih besar, karena sampel yang cocok dengan Bumi sebelum Theia mungkin masih menunggu untuk ditemukan.
