Penemuan 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan Pasifik: Oksigen Dihasilkan Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Penemuan 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan Pasifik: Oksigen Dihasilkan Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan tentang penghasilan oksigen di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, di mana cahaya matahari langsung tidak dapat menembusi.. Pengenalan: Misteri Oksigen di Zona Afotik Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen molekul O₂ di atmosfera Bumi berasal semata-mata daripada proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Proses ini memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains. Pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science SAMS bersama rakan kolaborasi dari Jerman, Amerika Syarikat, dan Norway telah mengesan kehadiran oksigen di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, iaitu di Zona Clarion-Clipperton, sebuah kawasan yang dikenali dengan nodul polimetaliknya. Kawasan ini langsung tidak menerima cahaya matahari, menjadikannya mustahil untuk fotosintesis berlaku. Lalu, bagaimana oksigen boleh wujud di sana? Metodologi Kajian: Eksperimen Inkubasi di Dasar Laut Kajian ini bermula secara tidak sengaja ketika pasukan penyelidik sedang mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di dasar laut. Mereka menggunakan alat inkubasi bentik yang dipanggil benthic chamber untuk mengukur kepekatan oksigen di dalam sedimen. Secara normal, kepekatan oksigen akan menurun dari semasa ke semasa kerana respirasi organisma. Namun, di beberapa stesen persampelan, bacaan menunjukkan sebaliknya: kepekatan oksigen meningkat secara mendadak. Fenomena ini berulang kali diperhatikan, menyebabkan para penyelidik mengesyaki adanya sumber oksigen yang tidak diketahui. Mereka kemudian melakukan siri eksperimen makmal dengan mengambil sampel nodul polimetalik dan meletakkannya di dalam air laut steril. Hasilnya, nodul tersebut menghasilkan oksigen pada kadar yang signifikan, terutamanya apabila terdedah kepada arus elektrik yang lemah. Penemuan Utama: Nodul Polimetalik sebagai 'Geobateri' Semula Jadi Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul polimetalik yang kaya dengan mangan, besi, kobalt, nikel, dan logam nadir bumi bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul ini mempunyai potensi elektrik yang berbeza antara satu mineral dengan mineral lain, mewujudkan litar elektrokimia yang mampu memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen. Proses ini, yang dikenali sebagai elektrolisis air, biasanya memerlukan tenaga elektrik luaran. Namun, di dasar laut, perbezaan potensi antara mineral-mineral dalam nodul sudah mencukupi untuk memacu tindak balas tersebut. Penemuan ini dinamakan 'dark oxygen' atau oksigen gelap kerana ia dihasilkan tanpa kehadiran cahaya. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Geoscience dengan tajuk "Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor" oleh Andrew K. Sweetman dan rakan-rakan. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan sekitar 3.8 bilion tahun lalu, dan oksigen mula terkumpul di atmosfera hanya selepas evolusi fotosintesis oksigenik kira-kira 2.4 bilion tahun lalu Peristiwa Pengoksigenan Besar . Namun, penemuan dark oxygen menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal, sebelum fotosintesis muncul. Ini bermakna bahawa kehidupan anaerobik purba mungkin telah terdedah kepada oksigen lebih awal daripada yang difikirkan, yang boleh mempengaruhi evolusi metabolisme aerobik. Tambahan pula, nodul polimetalik dipercayai telah terbentuk selama berjuta-juta tahun, menjadikannya sumber oksigen yang stabil di persekitaran laut dalam. Potensi Kehidupan di Planet Lain Penemuan ini juga membuka pintu kepada kemungkinan kehidupan di planet atau bulan lain yang tidak mempunyai atmosfera oksigen. Sebagai contoh, Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan bawah permukaan yang diliputi lapisan ais. Jika nodul polimetalik yang serupa wujud di dasar lautan tersebut, ia boleh menghasilkan oksigen melalui proses elektrokimia yang sama. Ini memberikan mekanisme alternatif untuk penghasilan oksigen di dunia lautan tanpa memerlukan fotosintesis. Misi angkasa lepas seperti Europa Clipper yang akan dilancarkan oleh NASA pada tahun 2024 mungkin dapat mengesan kehadiran oksigen di lautan Europa, dan penemuan dark oxygen ini memberikan rangka kerja teori yang kukuh untuk mentafsir data tersebut. Cabaran dan Kontroversi Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kritikan. Beberapa saintis mempersoalkan sama ada proses elektrokimia ini benar-benar berlaku secara semula jadi pada skala yang signifikan. Mereka berhujah bahawa potensi elektrik yang diperlukan untuk elektrolisis air adalah sekitar 1.23 volt, manakala perbezaan potensi antara mineral dalam nodul mungkin lebih rendah. Namun, pasukan penyelidik menjawab bahawa dalam persekitaran laut dalam yang kompleks, kehadiran pemangkin semula jadi seperti oksida mangan boleh menurunkan halangan tenaga tersebut. Selain itu, mereka juga mendapati bahawa arus laut yang lemah boleh meningkatkan kadar pengeluaran oksigen dengan mengeluarkan gelembung gas dari permukaan nodul. Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan mekanisme ini dan mengukur sumbangan dark oxygen kepada kitaran oksigen global. Kesan Terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang penting, terutamanya dalam konteks perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton merupakan kawasan yang menjadi tumpuan syarikat-syarikat perlombongan kerana kandungan nodul polimetaliknya yang kaya dengan logam nadir bumi yang diperlukan untuk teknologi hijau seperti bateri kenderaan elektrik. Namun, jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu ekosistem unik yang bergantung kepada oksigen tersebut. Kajian ini menyeru agar penilaian impak alam sekitar yang lebih teliti dilakukan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Pihak Berkuasa Dasar Laut Antarabangsa ISA yang mengawal selia perlombongan di perairan antarabangsa kini berdepan dengan tekanan untuk mempertimbangkan penemuan ini dalam rangka kerja perundangan mereka. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu Penemuan dark oxygen di dasar Lautan Pasifik merupakan satu kejutan besar yang memaksa kita untuk menulis semula buku teks sains. Ia menunjukkan bahawa alam semula jadi masih menyimpan banyak misteri yang menunggu untuk diungkap. Proses elektrokimia yang berlaku pada nodul polimetalik bukan sahaja mencabar teori asal usul kehidupan, malah membuka peluang baharu dalam astrobiologi dan sains planet. Sementara itu, kita perlu berhati-hati dalam mengeksploitasi sumber laut dalam kerana kita masih belum memahami sepenuhnya peranan ekologi nodul ini. Kajian ini adalah peringatan bahawa sains adalah proses yang sentiasa berkembang, dan setiap penemuan baru boleh mengubah secara radikal cara kita melihat dunia.