Para Ilmuwan Memecahkan Teka-teki Medan Magnet Bumi

Gambaran artistik struktur interior Bumi/CharlesC.

Medan magnet Bumi bertindak seperti perisai tak terlihat, melindungi planet kita dari radiasi kosmik berbahaya yang jika tidak akan mengikis atmosfer kita dan membuat kehidupan hampir mustahil.

Tidak seperti Mars, yang kehilangan sebagian besar perlindungan magnetiknya dan kini terus-menerus dibombardir oleh partikel-partikel luar angkasa, Bumi telah mempertahankan sistem pertahanan penting ini selama miliaran tahun.

Tetapi bagaimana medan pelindung ini terbentuk, dan mungkinkah ia ada ketika planet kita jauh lebih muda?

Penelitian baru dari para ilmuwan di ETH Zurich dan Universitas Sains dan Teknologi Selatan di Tiongkok memberikan jawaban yang secara fundamental membentuk kembali pemahaman kita tentang Bumi purba.

Telah lama dipahami bahwa medan magnet Bumi berasal dari apa yang disebut "efek dinamo".

Jauh di dalam planet kita, inti besi dan nikel cair perlahan mendingin seiring waktu, menciptakan arus melingkar dari logam yang mengalir yang disebut arus konveksi.

Saat Bumi berotasi, arus ini berputar menjadi pola seperti sekrup, menghasilkan arus listrik yang menghasilkan medan magnet kita.

Namun, terdapat celah yang signifikan dalam teori ini. Sekitar satu miliar tahun yang lalu, inti Bumi mulai mengkristal dan memadat.

Sebelum itu, seluruh inti Bumi sepenuhnya cair. Pertanyaan besarnya adalah apakah inti yang sepenuhnya cair ini dapat menghasilkan medan magnet yang diperlukan untuk melindungi kehidupan awal.

Tim peneliti mengembangkan model komputer untuk mensimulasikan apakah inti yang sepenuhnya cair dapat menghasilkan medan magnet yang stabil, menggunakan perhitungan yang dilakukan pada komputer berkinerja tinggi Piz Daint.

Yang membuat penelitian mereka sangat menarik adalah kemampuan mereka untuk meminimalkan pengaruh viskositas inti Bumi ke tingkat yang dapat diabaikan, sesuatu yang belum pernah dicapai oleh penelitian sebelumnya.

Namun, simulasi mereka menunjukkan bahwa medan magnet Bumi memang dapat dihasilkan miliaran tahun yang lalu dengan cara yang hampir sama seperti saat ini.

“Hingga saat ini, belum pernah ada yang berhasil melakukan perhitungan seperti itu dalam kondisi fisik yang tepat.” – penulis utama Yufeng Lin dari Universitas Sains dan Teknologi Selatan di Tiongkok.

Penemuan ini memiliki implikasi yang luas bagi pemahaman kita tentang bagaimana kehidupan berkembang di Bumi.

Miliaran tahun yang lalu, kehidupan tampaknya diuntungkan oleh perisai magnetik, yang menghalangi radiasi berbahaya dari luar angkasa, sehingga memungkinkan perkembangannya sejak awal.

Tanpa perlindungan ini, diyakini bahwa radiasi yang intens akan membuat permukaan Bumi terlalu rentan terhadap proses kimia rumit yang pada akhirnya menghasilkan organisme hidup.

Medan magnet pada dasarnya memberi kehidupan di Bumi awal yang lebih baik, menciptakan lingkungan yang lebih aman di mana molekul kompleks dapat terbentuk dan berevolusi tanpa terus-menerus terganggu oleh partikel berenergi tinggi dari luar angkasa.

Memahami medan magnet Bumi bukan hanya tentang sejarah kuno, tetapi juga penting bagi dunia modern kita.

Medan magnet memainkan peran penting dalam memungkinkan komunikasi satelit dan banyak aspek peradaban modern lainnya. Sistem GPS, jaringan listrik, dan jaringan komunikasi semuanya bergantung pada perisai tak terlihat ini.

Namun, medan magnet telah membalik polaritasnya ribuan kali sepanjang sejarah Bumi, dan para ilmuwan baru-baru ini mengamati pergeseran cepat posisi kutub utara magnet.

Dengan memperoleh pemahaman lebih baik tentang cara kerja medan magnet, para peneliti dapat membuat prediksi yang lebih akurat tentang perubahan di masa mendatang dan perubahan di masa depan yang mungkin memengaruhi masyarakat kita yang bergantung pada teknologi.