Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Namun, satu penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains dengan membuktikan bahawa oksigen juga boleh terhasil di dasar laut yang gelap dan tanpa sebarang cahaya matahari. Fenomena ini digelar 'oksigen gelap' (dark oxygen) dan ditemui secara tidak sengaja oleh pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) ketika menjalankan kajian tentang penggunaan sumber laut dalam di Zon Clarion-Clipperton, Lautan Pasifik.
Penemuan yang Tidak Disangka-sangka
Pada mulanya, pasukan penyelidik sedang mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh organisma bentik di dasar laut yang terletak pada kedalaman lebih 4,000 meter. Mereka menggunakan pendaratan laut dalam (lander) yang dilengkapi dengan inkubator bentik untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen di dalam sedimen. Secara lazimnya, di kawasan yang tiada fotosintesis, kadar oksigen akan menurun dari semasa ke semasa kerana ia digunakan oleh mikroorganisma untuk respirasi. Namun, keputusan yang diperoleh menunjukkan sebaliknya: kepekatan oksigen di dalam inkubator meningkat secara konsisten, bukan menurun. Ini adalah satu anomali yang sukar dijelaskan dengan teori sedia ada.
Metodologi Kajian yang Teliti
Untuk memastikan keputusan tersebut bukan disebabkan oleh ralat alat, pasukan penyelidik mengulangi eksperimen berkali-kali di pelbagai lokasi dalam Zon Clarion-Clipperton. Mereka menggunakan pelbagai jenis pendaratan laut dalam yang berbeza dan membandingkan data dengan kawalan yang mengandungi hanya air laut tanpa sedimen. Setiap kali, keputusan yang sama diperoleh: oksigen dihasilkan di dasar laut tanpa kehadiran cahaya. Pasukan kemudiannya menumpukan perhatian kepada nodul polimetalik—ketulan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga—yang bertaburan di dasar laut. Mereka mendapati bahawa nodul ini mempunyai potensi elektrik semula jadi yang mampu memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen (H₂) dan oksigen (O₂) melalui proses elektrolisis.
Mekanisme Elektrolisis Semula Jadi
Kajian lanjut menunjukkan bahawa permukaan nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Perbezaan potensi elektrik antara mineral-mineral di dalam nodul menghasilkan voltan yang cukup tinggi untuk memisahkan molekul air. Proses ini dikenali sebagai elektrolisis air laut dalam, dan ia berlaku secara berterusan di dasar laut yang gelap. Penyelidik menganggarkan bahawa jumlah oksigen yang dihasilkan oleh nodul ini di seluruh Zon Clarion-Clipperton adalah signifikan, mungkin mencukupi untuk menyokong ekosistem mikroba yang unik di kawasan tersebut. Penemuan ini juga menjelaskan mengapa terdapat kepelbagaian hidupan yang tinggi di dasar laut yang kaya dengan nodul, walaupun tanpa cahaya matahari.
Implikasi Terhadap Asal Usul Kehidupan
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan di Bumi. Sebelum ini, dipercayai bahawa oksigen mula terkumpul di atmosfera Bumi kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar (Great Oxidation Event) yang disebabkan oleh fotosintesis sianobakteria. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal, dihasilkan oleh aktiviti geokimia. Ini membuka kemungkinan bahawa kehidupan aerobik (yang memerlukan oksigen) mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan, dan mungkin juga wujud di persekitaran ekstrem seperti lautan bawah permukaan bulan Europa atau planet Marikh.
Masa Depan Penyelidikan dan Cabaran
Penemuan ini juga menimbulkan persoalan baharu tentang kesan perlombongan laut dalam. Zon Clarion-Clipperton merupakan kawasan yang menjadi sasaran utama syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi dalam pembuatan bateri dan peranti elektronik. Jika nodul ini merupakan sumber oksigen utama bagi ekosistem dasar laut, penyingkirannya secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan mengancam hidupan laut dalam yang bergantung kepadanya. Pasukan penyelidik menyeru agar kajian lanjut dijalankan untuk memahami sepenuhnya peranan nodul dalam ekosistem sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan.
Kesimpulan: Satu Anjakan Paradigma
Penemuan oksigen gelap ini merupakan satu anjakan paradigma dalam bidang oseanografi dan astrobiologi. Ia membuktikan bahawa Bumi masih menyimpan banyak misteri yang belum terungkai, dan bahawa proses-proses asas seperti penghasilan oksigen tidak semestinya bergantung kepada cahaya matahari. Kajian ini juga mengingatkan kita tentang kepentingan memelihara ekosistem laut dalam yang rapuh dan belum difahami sepenuhnya. Dengan sokongan daripada agensi pembiayaan seperti National Oceanography Centre dan European Research Council, pasukan Profesor Sweetman kini merancang untuk meneroka kawasan lain di lautan dunia untuk melihat sama ada fenomena serupa berlaku di tempat lain. Penemuan ini bukan sahaja mengubah pemahaman kita tentang Bumi, malah membuka jendela baharu dalam pencarian kehidupan di alam semesta.
Oksigen Gelap di Dasar Laut: Penemuan Nodul Polimetalik yang Menghasilkan Oksigen Tanpa Cahaya Matahari Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen tanpa kehadiran cahaya matahari, suatu fenomena yang digelar 'oksigen gelap'. Penemuan ini mencabar paradigma sains bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis dan membuka persoalan baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kewujudan hidupan di planet lain. Kajian yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science ini menggunakan pendaratan laut dalam dan inkubator bentik untuk mengukur kadar oksigen di Zon Clarion-Clipperton, mendedahkan bahawa aktiviti elektrokimia semula jadi pada nodul polimetalik mampu memecahkan molekul air kepada hidrogen dan oksigen.. Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Namun, satu penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains dengan membuktikan bahawa oksigen juga boleh terhasil di dasar laut yang gelap dan tanpa sebarang cahaya matahari. Fenomena ini digelar 'oksigen gelap' dark oxygen dan ditemui secara tidak sengaja oleh pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS ketika menjalankan kajian tentang penggunaan sumber laut dalam di Zon Clarion-Clipperton, Lautan Pasifik.
Penemuan yang Tidak Disangka-sangka
Pada mulanya, pasukan penyelidik sedang mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh organisma bentik di dasar laut yang terletak pada kedalaman lebih 4,000 meter. Mereka menggunakan pendaratan laut dalam lander yang dilengkapi dengan inkubator bentik untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen di dalam sedimen. Secara lazimnya, di kawasan yang tiada fotosintesis, kadar oksigen akan menurun dari semasa ke semasa kerana ia digunakan oleh mikroorganisma untuk respirasi. Namun, keputusan yang diperoleh menunjukkan sebaliknya: kepekatan oksigen di dalam inkubator meningkat secara konsisten, bukan menurun. Ini adalah satu anomali yang sukar dijelaskan dengan teori sedia ada.
Metodologi Kajian yang Teliti
Untuk memastikan keputusan tersebut bukan disebabkan oleh ralat alat, pasukan penyelidik mengulangi eksperimen berkali-kali di pelbagai lokasi dalam Zon Clarion-Clipperton. Mereka menggunakan pelbagai jenis pendaratan laut dalam yang berbeza dan membandingkan data dengan kawalan yang mengandungi hanya air laut tanpa sedimen. Setiap kali, keputusan yang sama diperoleh: oksigen dihasilkan di dasar laut tanpa kehadiran cahaya. Pasukan kemudiannya menumpukan perhatian kepada nodul polimetalik—ketulan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga—yang bertaburan di dasar laut. Mereka mendapati bahawa nodul ini mempunyai potensi elektrik semula jadi yang mampu memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen H₂ dan oksigen O₂ melalui proses elektrolisis.
Mekanisme Elektrolisis Semula Jadi
Kajian lanjut menunjukkan bahawa permukaan nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Perbezaan potensi elektrik antara mineral-mineral di dalam nodul menghasilkan voltan yang cukup tinggi untuk memisahkan molekul air. Proses ini dikenali sebagai elektrolisis air laut dalam, dan ia berlaku secara berterusan di dasar laut yang gelap. Penyelidik menganggarkan bahawa jumlah oksigen yang dihasilkan oleh nodul ini di seluruh Zon Clarion-Clipperton adalah signifikan, mungkin mencukupi untuk menyokong ekosistem mikroba yang unik di kawasan tersebut. Penemuan ini juga menjelaskan mengapa terdapat kepelbagaian hidupan yang tinggi di dasar laut yang kaya dengan nodul, walaupun tanpa cahaya matahari.
Implikasi Terhadap Asal Usul Kehidupan
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan di Bumi. Sebelum ini, dipercayai bahawa oksigen mula terkumpul di atmosfera Bumi kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar Great Oxidation Event yang disebabkan oleh fotosintesis sianobakteria. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal, dihasilkan oleh aktiviti geokimia. Ini membuka kemungkinan bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan, dan mungkin juga wujud di persekitaran ekstrem seperti lautan bawah permukaan bulan Europa atau planet Marikh.
Masa Depan Penyelidikan dan Cabaran
Penemuan ini juga menimbulkan persoalan baharu tentang kesan perlombongan laut dalam. Zon Clarion-Clipperton merupakan kawasan yang menjadi sasaran utama syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi dalam pembuatan bateri dan peranti elektronik. Jika nodul ini merupakan sumber oksigen utama bagi ekosistem dasar laut, penyingkirannya secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan mengancam hidupan laut dalam yang bergantung kepadanya. Pasukan penyelidik menyeru agar kajian lanjut dijalankan untuk memahami sepenuhnya peranan nodul dalam ekosistem sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan.
Kesimpulan: Satu Anjakan Paradigma
Penemuan oksigen gelap ini merupakan satu anjakan paradigma dalam bidang oseanografi dan astrobiologi. Ia membuktikan bahawa Bumi masih menyimpan banyak misteri yang belum terungkai, dan bahawa proses-proses asas seperti penghasilan oksigen tidak semestinya bergantung kepada cahaya matahari. Kajian ini juga mengingatkan kita tentang kepentingan memelihara ekosistem laut dalam yang rapuh dan belum difahami sepenuhnya. Dengan sokongan daripada agensi pembiayaan seperti National Oceanography Centre dan European Research Council, pasukan Profesor Sweetman kini merancang untuk meneroka kawasan lain di lautan dunia untuk melihat sama ada fenomena serupa berlaku di tempat lain. Penemuan ini bukan sahaja mengubah pemahaman kita tentang Bumi, malah membuka jendela baharu dalam pencarian kehidupan di alam semesta.