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. Kajian terbaharu oleh penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan institusi lain mendapati bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen melalui proses elektrolisis air laut, tanpa memerlukan cahaya matahari. Penemuan ini diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024. Ia mencabar andaian bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis dan membuka kemungkinan baru tentang asal usul kehidupan di Bumi dan di planet lain.. Latar Belakang Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains. Satu pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS telah menemui bukti bahawa oksigen boleh dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, pada kedalaman lebih 4,000 meter di Zona Clarion-Clipperton CCZ di Lautan Pasifik. Fenomena ini diberi nama 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Metodologi Kajian: Pengukuran In Situ dan Eksperimen Makmal Pasukan penyelidik menggunakan alat pendarat bentik benthic lander yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik untuk mengukur kepekatan oksigen di sedimen dasar laut. Mereka melakukan pengukuran secara in situ di beberapa lokasi di CCZ. Hasilnya mengejutkan: kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup chamber meningkat secara signifikan dari semasa ke semasa, walaupun tiada cahaya matahari yang menembusi. Untuk memastikan keputusan ini bukan artifak, mereka mengulangi pengukuran berkali-kali dan juga melakukan eksperimen di makmal dengan membawa sampel nodul polimetalik ke permukaan. Eksperimen makmal mengesahkan bahawa nodul tersebut, yang kaya dengan mangan, besi, kobalt, nikel, dan logam lain, mampu menghasilkan oksigen apabila direndam dalam air laut dan diberi voltan elektrik yang kecil. Mekanisme Elektrolisis Air Laut oleh Nodul Polimetalik Bagaimana nodul polimetalik boleh menghasilkan oksigen? Menurut kajian, nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang tidak rata dan kaya dengan logam-logam peralihan seperti mangan dan besi menghasilkan perbezaan potensi elektrik antara satu titik dengan titik yang lain. Apabila air laut yang mengandungi garam terlarut bersentuhan dengan permukaan nodul, ia bertindak sebagai elektrolit. Proses elektrolisis air H₂O berlaku: molekul air dipecahkan kepada hidrogen H₂ dan oksigen O₂ . Ini adalah proses yang sama yang digunakan dalam elektrolisis industri untuk menghasilkan hidrogen hijau, tetapi di sini ia berlaku secara semula jadi di dasar laut tanpa sebarang sumber kuasa luaran. Para penyelidik menganggarkan bahawa setiap nodul boleh menghasilkan voltan sehingga 0.95 volt, cukup untuk memecahkan molekul air. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan di Bumi Penemuan 'dark oxygen' ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Selama ini, teori yang diterima umum menyatakan bahawa kehidupan awal di Bumi muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, di mana fotosintesis menyediakan oksigen. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran yang gelap dan dalam, jauh sebelum evolusi fotosintesis. Ini bermakna kehidupan mungkin boleh muncul di lubang hidroterma dalam laut atau di sekitar nodul polimetalik, menggunakan oksigen yang dihasilkan secara elektrokimia. Malah, ada kemungkinan bahawa oksigen yang dihasilkan oleh nodul ini menyokong ekosistem mikroba yang unik di dasar laut yang selama ini tidak diketahui. Potensi Kepentingan untuk Penerokaan Angkasa Lepas Penemuan ini juga membuka perspektif baru dalam pencarian kehidupan di planet lain. Jika oksigen boleh dihasilkan tanpa fotosintesis di Bumi, maka proses yang sama mungkin berlaku di bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari atau Enceladus bulan Zuhal yang mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. Nodul polimetalik atau formasi geologi serupa di dasar lautan tersebut berpotensi menghasilkan oksigen, menyediakan sumber tenaga untuk kehidupan mikroba. Ini menjadikan misi seperti Europa Clipper NASA semakin relevan untuk mencari tanda-tanda kehidupan. Cabaran dan Kontroversi dalam Komuniti Saintifik Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kritikan. Sesetengah saintis berpendapat bahawa pengukuran oksigen mungkin tercemar oleh gelembung udara yang terperangkap dalam alat pengukur. Namun, pasukan penyelidik telah mengambil langkah berjaga-jaga dengan melakukan kawalan ketat dan mengulangi eksperimen di makmal. Selain itu, ada yang mempersoalkan sama ada proses elektrolisis ini cukup cekap untuk menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang signifikan. Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan mekanisme ini dan mengukur kadar pengeluaran oksigen secara lebih tepat. Implikasi Terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang besar terhadap industri perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton kini menjadi tumpuan syarikat-syarikat yang ingin melombong nodul polimetalik untuk mendapatkan logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri dan elektronik. Jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen dan menyokong ekosistem dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen di lautan dalam. Ini menimbulkan persoalan etika dan alam sekitar yang perlu dipertimbangkan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Oseanografi dan Astrobiologi Penemuan 'dark oxygen' oleh nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik adalah satu kejutan besar yang memaksa kita menulis semula buku teks sains. Ia menunjukkan bahawa alam semula jadi masih menyimpan banyak misteri yang belum terungkai. Dari segi oseanografi, ia mengubah pemahaman kita tentang kitaran oksigen di lautan. Dari segi astrobiologi, ia memberikan harapan baru bahawa kehidupan mungkin wujud di tempat-tempat yang sebelum ini dianggap mustahil. Kajian lanjut sedang dirancang untuk memahami sepenuhnya mekanisme ini dan kesannya terhadap ekosistem laut dalam. Satu perkara yang pasti: dasar laut yang gelap bukanlah padang pasir yang mati, tetapi sebuah dunia yang penuh dengan kejutan kimia dan biologi.