Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton
Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen molekul (O₂) di Bumi hanya terhasil melalui fotosintesis—proses yang memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew K. Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) mendapati bahawa nodul polimetalik yang bertaburan di dasar Lautan Pasifik, khususnya di Zona Clarion-Clipperton (CCZ), secara aktif menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak pada kedalaman lebih 4,000 meter.
Penemuan ini berlaku secara tidak sengaja ketika pasukan sedang mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh mikrob di sedimen dasar laut. Mereka menggunakan alat benthic chamber yang diletakkan di dasar laut untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Secara mengejutkan, bacaan menunjukkan peningkatan oksigen yang ketara, bukannya penurunan seperti yang dijangkakan. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' (dark oxygen) kerana ia terhasil tanpa sebarang penglibatan cahaya.
Mekanisme Elektrolisis oleh Nodul Polimetalik
Nodul polimetalik adalah ketulan mineral sebesar kentang yang kaya dengan mangan, besi, nikel, kobalt, dan tembaga. Ia terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral daripada air laut. Kajian mendapati bahawa nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza komposisi logamnya bersentuhan atau berada dalam jarak dekat, ia menghasilkan cas elektrik yang cukup untuk mengelektrolisis molekul air (H₂O) menjadi hidrogen dan oksigen.
Proses ini serupa dengan elektrolisis buatan manusia, tetapi berlaku secara spontan di dasar laut. Pasukan penyelidik mengukur voltan permukaan nodul dan mendapati ia mencapai sehingga 0.95 volt, hampir dengan voltan minimum yang diperlukan untuk memecahkan molekul air (1.23 volt dalam keadaan piawai). Namun, kehadiran pemangkin semula jadi seperti oksida mangan mungkin menurunkan halangan tenaga, membolehkan elektrolisis berlaku pada voltan yang lebih rendah.
Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan awal bergantung kepada sebatian organik yang terbentuk di 'sup primordial' dan kemudiannya menggunakan tenaga kimia dari lubang hidroterma. Namun, kehadiran oksigen gelap menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh sebelum evolusi fotosintesis.
Oksigen adalah molekul yang sangat reaktif dan penting untuk metabolisme aerobik. Jika oksigen telah tersedia di persekitaran abisal sejak awal Bumi, ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan. Malah, sesetengah saintis berpendapat bahawa oksigen gelap mungkin menjadi pemacu evolusi awal, membolehkan organisma multiselular berkembang di kawasan yang sebelum ini dianggap tidak beroksigen.
Potensi untuk Pencarian Kehidupan di Bulan Europa dan Enceladus
Penemuan ini juga memberi impak besar dalam bidang astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa (bulan Musytari) dan Enceladus (bulan Zuhal) diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak aisnya. Sehingga kini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang daripada radiolisis—pemecahan molekul air oleh sinaran kosmik di permukaan ais. Namun, penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa nodul polimetalik atau struktur mineral lain di dasar lautan bulan-bulan tersebut juga boleh menghasilkan oksigen.
Jika proses elektrolisis semula jadi berlaku di Europa atau Enceladus, maka lautan dalam mereka mungkin mempunyai bekalan oksigen yang stabil, menjadikannya lebih sesuai untuk hidupan aerobik. Ini meningkatkan harapan untuk mencari kehidupan luar Bumi di dalam Sistem Suria kita sendiri. Misi seperti Europa Clipper NASA yang akan dilancarkan pada 2024 mungkin perlu mempertimbangkan kehadiran oksigen gelap dalam reka bentuk instrumen mereka.
Kontroversi dan Kajian Lanjutan
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kontroversi. Sesetengah penyelidik meragui sama ada voltan yang diukur benar-benar mencukupi untuk elektrolisis berterusan. Mereka berhujah bahawa proses lain seperti penguraian mangan dioksida atau aktiviti mikrob mungkin menyumbang kepada peningkatan oksigen. Pasukan Sweetman bagaimanapun telah melakukan pelbagai kawalan, termasuk mensterilkan nodul dan mengukur dalam keadaan terkawal di makmal, dan mendapati bahawa nodul yang tidak disentuh masih menghasilkan oksigen.
Kajian lanjutan kini dirancang untuk memahami dengan lebih mendalam mekanisme sebenar dan kadar pengeluaran oksigen gelap di seluruh dasar laut. Jika disahkan, penemuan ini bukan sahaja akan menulis semula buku teks biologi dan geokimia, malah membuka lembaran baharu dalam pencarian kehidupan di alam semesta.
Penemuan Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik: Nodul Logam Menghasilkan Oksigen Tanpa Cahaya Matahari Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen melalui proses elektrolisis air laut, tanpa sebarang kehadiran cahaya matahari. Penemuan ini mencabar dogma sains bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis dan membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kewujudan hidupan di bulan-bulan berais seperti Europa dan Enceladus. Pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan beberapa universiti antarabangsa mengukur peningkatan kepekatan oksigen di kawasan abisal yang gelap gelita, menimbulkan persoalan besar tentang metabolisme primitif dan evolusi biosfera.. Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton
Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen molekul O₂ di Bumi hanya terhasil melalui fotosintesis—proses yang memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew K. Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS mendapati bahawa nodul polimetalik yang bertaburan di dasar Lautan Pasifik, khususnya di Zona Clarion-Clipperton CCZ , secara aktif menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak pada kedalaman lebih 4,000 meter.
Penemuan ini berlaku secara tidak sengaja ketika pasukan sedang mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh mikrob di sedimen dasar laut. Mereka menggunakan alat benthic chamber yang diletakkan di dasar laut untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Secara mengejutkan, bacaan menunjukkan peningkatan oksigen yang ketara, bukannya penurunan seperti yang dijangkakan. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia terhasil tanpa sebarang penglibatan cahaya.
Mekanisme Elektrolisis oleh Nodul Polimetalik
Nodul polimetalik adalah ketulan mineral sebesar kentang yang kaya dengan mangan, besi, nikel, kobalt, dan tembaga. Ia terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral daripada air laut. Kajian mendapati bahawa nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza komposisi logamnya bersentuhan atau berada dalam jarak dekat, ia menghasilkan cas elektrik yang cukup untuk mengelektrolisis molekul air H₂O menjadi hidrogen dan oksigen.
Proses ini serupa dengan elektrolisis buatan manusia, tetapi berlaku secara spontan di dasar laut. Pasukan penyelidik mengukur voltan permukaan nodul dan mendapati ia mencapai sehingga 0.95 volt, hampir dengan voltan minimum yang diperlukan untuk memecahkan molekul air 1.23 volt dalam keadaan piawai . Namun, kehadiran pemangkin semula jadi seperti oksida mangan mungkin menurunkan halangan tenaga, membolehkan elektrolisis berlaku pada voltan yang lebih rendah.
Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan awal bergantung kepada sebatian organik yang terbentuk di 'sup primordial' dan kemudiannya menggunakan tenaga kimia dari lubang hidroterma. Namun, kehadiran oksigen gelap menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh sebelum evolusi fotosintesis.
Oksigen adalah molekul yang sangat reaktif dan penting untuk metabolisme aerobik. Jika oksigen telah tersedia di persekitaran abisal sejak awal Bumi, ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan. Malah, sesetengah saintis berpendapat bahawa oksigen gelap mungkin menjadi pemacu evolusi awal, membolehkan organisma multiselular berkembang di kawasan yang sebelum ini dianggap tidak beroksigen.
Potensi untuk Pencarian Kehidupan di Bulan Europa dan Enceladus
Penemuan ini juga memberi impak besar dalam bidang astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak aisnya. Sehingga kini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang daripada radiolisis—pemecahan molekul air oleh sinaran kosmik di permukaan ais. Namun, penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa nodul polimetalik atau struktur mineral lain di dasar lautan bulan-bulan tersebut juga boleh menghasilkan oksigen.
Jika proses elektrolisis semula jadi berlaku di Europa atau Enceladus, maka lautan dalam mereka mungkin mempunyai bekalan oksigen yang stabil, menjadikannya lebih sesuai untuk hidupan aerobik. Ini meningkatkan harapan untuk mencari kehidupan luar Bumi di dalam Sistem Suria kita sendiri. Misi seperti Europa Clipper NASA yang akan dilancarkan pada 2024 mungkin perlu mempertimbangkan kehadiran oksigen gelap dalam reka bentuk instrumen mereka.
Kontroversi dan Kajian Lanjutan
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kontroversi. Sesetengah penyelidik meragui sama ada voltan yang diukur benar-benar mencukupi untuk elektrolisis berterusan. Mereka berhujah bahawa proses lain seperti penguraian mangan dioksida atau aktiviti mikrob mungkin menyumbang kepada peningkatan oksigen. Pasukan Sweetman bagaimanapun telah melakukan pelbagai kawalan, termasuk mensterilkan nodul dan mengukur dalam keadaan terkawal di makmal, dan mendapati bahawa nodul yang tidak disentuh masih menghasilkan oksigen.
Kajian lanjutan kini dirancang untuk memahami dengan lebih mendalam mekanisme sebenar dan kadar pengeluaran oksigen gelap di seluruh dasar laut. Jika disahkan, penemuan ini bukan sahaja akan menulis semula buku teks biologi dan geokimia, malah membuka lembaran baharu dalam pencarian kehidupan di alam semesta.