Courtesy of InterestingEngineering

Rahasia Cacat Kecil dalam Es Ungkap Cara Es Berinteraksi dengan Sinar UV

Memahami bagaimana cacat struktural kecil dalam es mempengaruhi interaksi es dengan cahaya ultraviolet dan membuka pemahaman baru tentang proses kimia kompleks yang terjadi di dalam es saat terkena sinar UV, yang relevan untuk studi iklim dan dunia es di angkasa.

21 Nov 2025, 17.01 WIB

44 dibaca

Ikhtisar 15 Detik

Cacat struktural dalam es memainkan peran penting dalam interaksi es dengan cahaya UV.
Simulasi kuantum memberikan wawasan baru tentang perubahan kimia yang terjadi pada es.
Penelitian ini memiliki implikasi luas untuk memahami iklim Bumi dan kimia di dunia es lainnya.

Chicago, Amerika Serikat dan Trieste, Italia - Para peneliti dari Amerika Serikat dan Italia mengungkap bagaimana sinar ultraviolet (UV) berinteraksi dengan es menggunakan simulasi kuantum yang sangat akurat. Mereka menemukan bahwa es tidak berperilaku seperti kristal sempurna, melainkan memiliki banyak cacat kecil seperti molekul air yang hilang dan ikatan hidrogen yang salah alamat. Cacat inilah yang mengubah cara es menyerap dan memancarkan cahaya UV.

Penelitian ini mulai dari misteri tahun 1980-an ketika ilmuwan menyadari bahwa es yang terkena sinar UV dalam waktu singkat dan lama menunjukkan pola penyerapan cahaya berbeda. Dengan menggunakan simulasi komputer canggih, tim memodelkan berbagai jenis cacat di dalam es untuk mempelajari bagaimana masing-masing memengaruhi interaksi dengan UV.

Mereka menemukan bahwa tiap cacat seperti ion hidroksida atau kesalahan ikatan hidrogen menghasilkan tanda optik yang berbeda. Misalnya, ion hidroksida menggeser energi penyerapan es. Simulasi juga menunjukkan bahwa radiasi UV dapat memecah molekul air membentuk ion-ion seperti hidronium, radikal hidroksil, dan elektron bebas yang kemudian berperilaku berbeda tergantung pada cacat di es.

Penemuan ini sangat penting untuk bidang iklim dan astrokimia. Memahami bagaimana es di bumi dan di bulan es seperti Europa dan Enceladus bereaksi dengan sinar UV membantu memprediksi pelepasan gas rumah kaca dari permafrost yang mencair dan kimia es di ruang angkasa. Ini memberikan wawasan baru dalam studi perubahan iklim dan eksplorasi planet.

Saat ini, tim peneliti tengah menjalin kerja sama dengan para ahli eksperimen untuk menguji prediksi mereka secara nyata. Jika berhasil, ini akan menjembatani teori dan pengamatan nyata, memperdalam pemahaman kita tentang es dan pengaruh sinar UV, serta memperkuat riset di berbagai bidang mulai dari geosains hingga penjelajahan antariksa.

Referensi:
[1] https://interestingengineering.com/science/quantum-study-unmask-ice-flaws

Analisis Ahli

Giulia Galli

"Dengan kemampuan simulasi yang kami miliki sekarang, kita dapat mulai memahami fenomena yang sebelumnya tak terjangkau, terutama efek cacat mikro pada es yang dapat mengubah perilaku kimianya secara drastis."

Marta Monti

"Studi ini mengungkapkan betapa rumitnya interaksi sinar UV dengan es, dan pentingnya pendekatan komputasi untuk mengurai proses yang sulit diamati secara langsung."

Analisis Kami

"Pendekatan menggunakan simulasi kuantum untuk mempelajari interaksi cahaya dan es merupakan terobosan besar yang membuka pintu bagi penelitian lebih mendalam di bidang astro-kimia dan klimatologi. Namun, masih diperlukan kolaborasi yang ketat dengan eksperimen nyata agar hasil simulasi dapat diaplikasikan secara akurat di lapangan, karena model komputer selalu punya keterbatasan dalam menangkap kompleksitas dunia nyata."

Prediksi Kami

Dengan validasi eksperimental yang berhasil, model ini akan mempercepat pemahaman tentang dampak perubahan iklim pada permafrost dan evolusi kimia di dunia es luar angkasa, sehingga mempengaruhi kebijakan lingkungan dan eksplorasi luar angkasa di masa depan.