Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap (Dark Oxygen) Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap (Dark Oxygen) Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan. Kajian oleh penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan beberapa universiti antarabangsa mendapati bahawa nodul polimetal di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen melalui proses elektrolisis air laut, tanpa memerlukan fotosintesis. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 ini mencabar andaian lama bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan oleh organisma fotosintetik. Ia membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kewujudan kehidupan di planet lain yang mempunyai lautan gelap.. Latar Belakang Penemuan yang Menggemparkan Dunia Sains Selama lebih satu abad, para saintis menerima bahawa oksigen di Bumi dihasilkan secara eksklusif melalui fotosintesis – proses yang memerlukan cahaya matahari, klorofil, dan karbon dioksida. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada 22 Julai 2024 telah mematahkan dogma tersebut. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti kukuh bahawa oksigen dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman lebih 4,000 meter, di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia terhasil tanpa bantuan cahaya. Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan dasar laut yang luas di Lautan Pasifik antara Hawaii dan Mexico. Kawasan ini terkenal kerana mengandungi nodul polimetal – ketulan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik menggunakan kapal penyelidikan RV James Cook dan kenderaan kendalian jauh ROV untuk mengambil sampel sedimen dan nodul dari dasar laut. Mereka memasang ruang inkubasi benthic chamber di dasar laut untuk mengukur kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Hasilnya mengejutkan: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten di dalam ruang yang mengandungi nodul polimetal, manakala ruang kawalan tanpa nodul menunjukkan penurunan oksigen akibat respirasi mikrob. Mekanisme Penghasilan Oksigen Gelap: Elektrolisis Air Laut Bagaimanakah oksigen boleh terhasil tanpa cahaya? Pasukan penyelidik mencadangkan bahawa nodul polimetal bertindak seperti bateri semula jadi. Nodul ini mengandungi logam-logam dengan potensi elektrokimia yang berbeza, seperti mangan dan nikel. Apabila nodul terendam dalam air laut yang bersifat konduktif, perbezaan voltan antara logam-logam ini mencetuskan proses elektrolisis – pemecahan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen. Eksperimen makmal yang dijalankan oleh pasukan mengesahkan bahawa nodul polimetal yang direndam dalam air laut mampu menghasilkan voltan sehingga 0.95 volt, cukup untuk memecahkan air. Proses ini menghasilkan gelembung oksigen yang terlepas ke dalam air sekeliling. Penemuan ini adalah pertama kali elektrolisis semula jadi dikesan pada skala geologi di dasar laut. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, atau di sekitar lubang hidroterma yang kaya dengan tenaga kimia. Namun, kewujudan sumber oksigen yang stabil di dasar laut gelap membuka kemungkinan bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, dan di persekitaran yang lebih pelbagai. Oksigen gelap boleh menyediakan bekalan oksigen yang konsisten untuk mikrob dan organisma kecil di ekosistem dasar laut, yang sebelum ini dianggap hanya bergantung kepada respirasi anaerobik. Ini juga mencabar tanggapan bahawa 'Great Oxidation Event' 2.4 bilion tahun lalu adalah satu-satunya peristiwa yang memperkenalkan oksigen ke atmosfera. Kepentingan untuk Penerokaan Angkasa dan Astrobiologi Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi – kajian tentang kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Bulan-bulan berais seperti Europa musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan global di bawah kerak ais yang tebal. Lautan ini gelap sepenuhnya, tanpa cahaya matahari, tetapi mungkin mengandungi nodul polimetal atau mineral konduktif yang serupa. Jika elektrolisis semula jadi boleh berlaku di dasar laut Bumi, proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan tersebut. Ini bermakna oksigen boleh dihasilkan di sana, menyediakan sumber tenaga yang berpotensi untuk kehidupan mikrob. Penemuan ini memberikan sasaran baharu untuk misi angkasa akan datang, seperti misi Europa Clipper NASA yang dijadualkan dilancarkan pada Oktober 2024. Kontroversi dan Perdebatan dalam Kalangan Saintis Walaupun penemuan ini diterima dengan baik oleh sebahagian besar komuniti sains, ia juga menimbulkan perdebatan. Beberapa penyelidik berpendapat bahawa peningkatan oksigen yang diukur mungkin disebabkan oleh artifak eksperimen, seperti pelepasan gas terperangkap dalam nodul semasa proses persampelan. Namun, pasukan Sweetman telah mengambil langkah berjaga-jaga dengan mengulangi eksperimen di pelbagai lokasi dan menggunakan kawalan yang ketat. Mereka juga menunjukkan bahawa kadar penghasilan oksigen adalah konsisten dengan model elektrolisis. Kajian lanjut sedang dirancang untuk mengesahkan mekanisme ini dengan lebih terperinci, termasuk menggunakan mikroelektrod untuk mengukur voltan secara langsung pada permukaan nodul. Implikasi Terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang signifikan terhadap industri perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton kini menjadi tumpuan syarikat-syarikat yang ingin melombong nodul polimetal untuk mendapatkan logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri dan elektronik. Jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen untuk ekosistem dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan membahayakan hidupan laut dalam. Pasukan penyelidik menekankan perlunya penilaian impak alam sekitar yang lebih ketat sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Kajian ini memberikan bukti bahawa nodul polimetal bukan sekadar sumber mineral, tetapi juga komponen penting dalam sistem sokongan kehidupan di lautan dalam. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi Penemuan oksigen gelap adalah peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai. Ia menunjukkan bahawa proses geokimia yang mudah – elektrolisis air laut oleh mineral – boleh menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang signifikan, tanpa sebarang penglibatan organisma hidup. Ini bukan sahaja mengubah pemahaman kita tentang kitaran oksigen global, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan bahawa kehidupan di alam semesta mungkin lebih biasa daripada yang kita sangkakan. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman dalam temu bual dengan Nature , 'Kita telah menemui bateri semula jadi di dasar laut yang menghasilkan oksigen. Ini adalah penemuan yang akan mengubah buku teks sains.'