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

Fenomena 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan: Penemuan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan tentang kewujudan oksigen yang dihasilkan di dasar lautan paling dalam tanpa kehadiran cahaya matahari atau proses fotosintesis. Fenomena yang digelar 'dark oxygen' ini ditemui di kawasan nodul polimetalik di Lautan Pasifik, di mana arus elektrik semula jadi daripada mineral memecahkan molekul air untuk menghasilkan oksigen. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asal usul kehidupan yang bergantung sepenuhnya kepada fotosintesis, malah membuka perspektif baharu tentang kemungkinan kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Pengenalan: Oksigen di Tempat Paling Mustahil Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik dari Institut Oseanografi Scripps dan Universiti Southampton berjaya mengesan kehadiran oksigen di dasar Lautan Pasifik, pada kedalaman lebih 4,000 meter, di kawasan yang dikenali sebagai Zon Clarion-Clipperton. Kawasan ini langsung tidak menerima cahaya matahari, menjadikannya mustahil untuk fotosintesis berlaku. Namun, bacaan sensor menunjukkan paras oksigen yang meningkat secara misteri, mencetuskan persoalan besar: dari manakah datangnya oksigen ini? Metodologi Kajian: Menyelam ke Zon Abyssal Kajian ini diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Persatuan Sains Kelautan Scotland SAMS bersama rakan-rakan dari Universiti Hawaii dan Institut Penyelidikan Lautan Jerman. Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan kendalian jauh ROV yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik dan probe elektrokimia untuk mengukur kepekatan oksigen di dasar laut. Mereka melakukan siri eksperimen di tapak yang kaya dengan nodul polimetalik—bongkah batu kecil yang mengandungi mangan, besi, kobalt, dan nikel. Secara tidak sengaja, mereka mendapati bahawa nodul ini menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini kemudiannya dinamakan sebagai 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Penemuan Utama: Elektrolisis Semula Jadi di Dasar Laut Hasil kajian menunjukkan bahawa nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua atau lebih nodul bersentuhan antara satu sama lain, ia menghasilkan arus elektrik yang boleh mencapai 0.95 volt—cukup untuk memulakan elektrolisis air. Proses ini menghasilkan gelembung oksigen yang terperangkap dalam sedimen dasar laut. Analisis lanjut menggunakan mikroskop elektron dan spektroskopi sinar-X mengesahkan kehadiran oksigen molekul O₂ dalam sampel sedimen. Lebih mengejutkan, kadar pengeluaran oksigen ini dianggarkan setanding dengan kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di kawasan tersebut, menunjukkan bahawa 'dark oxygen' mungkin memainkan peranan penting dalam ekosistem dasar laut yang sebelum ini tidak diketahui. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, di mana fotosintesis menyediakan oksigen dan tenaga. Namun, kewujudan 'dark oxygen' menunjukkan bahawa oksigen boleh dihasilkan di persekitaran yang gelap dan ekstrem, membuka kemungkinan bahawa kehidupan mungkin bermula di dasar laut yang dalam, di sekitar lubang hidroterma atau kawasan nodul polimetalik. Ini juga menjelaskan bagaimana mikroorganisma anaerobik boleh bertahan di kawasan yang kaya dengan oksigen tanpa perlu bergantung kepada fotosintesis. Kesan Terhadap Ekosistem Dasar Laut dan Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga memberi amaran keras kepada industri perlombongan laut dalam yang semakin giat. Kawasan Zon Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama perlombongan nodul polimetalik untuk mendapatkan logam berharga seperti kobalt dan nikel yang digunakan dalam bateri kenderaan elektrik. Jika nodul ini merupakan sumber utama oksigen di dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan memusnahkan ekosistem yang bergantung kepadanya. Para penyelidik menyerukan moratorium segera terhadap perlombongan laut dalam sehingga kajian lanjut dapat dilakukan untuk memahami kesan jangka panjang terhadap biodiversiti dan kitaran oksigen global. Perspektif Astrobiologi: Petanda Kehidupan di Bulan Ais Salah satu aspek paling menarik daripada penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak ais yang tebal. Sebelum ini, saintis beranggapan bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang daripada radiolisis pemecahan air oleh sinaran kosmik atau fotosintesis jika terdapat cahaya. Namun, penemuan 'dark oxygen' menunjukkan bahawa elektrolisis semula jadi oleh mineral boleh berlaku di dasar laut bulan-bulan ini, menyediakan sumber oksigen yang stabil untuk kehidupan mikrobial. Ini menjadikan Europa dan Enceladus sebagai calon yang lebih menjanjikan untuk misi pencarian kehidupan luar Bumi pada masa hadapan. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat mengujakan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Sejauh manakah proses elektrolisis ini berlaku di seluruh dasar laut? Adakah ia terhad kepada kawasan nodul polimetalik atau boleh berlaku di formasi mineral lain? Bagaimanakah mikroorganisma di kawasan tersebut menggunakan oksigen yang dihasilkan? Pasukan penyelidik kini merancang ekspedisi lanjut ke kawasan lain seperti Palung Mariana dan Permatang Atlantik Tengah untuk menguji hipotesis ini. Mereka juga akan menggunakan model matematik untuk menganggarkan jumlah oksigen yang dihasilkan secara global oleh proses ini. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi dan Kehidupan Penemuan 'dark oxygen' di dasar Lautan Pasifik bukan sekadar satu lagi fakta saintifik yang menarik. Ia merupakan satu anjakan paradigma yang memaksa kita menilai semula asas-asas biologi, geokimia, dan astrobiologi. Oksigen, yang selama ini dianggap sebagai hasil eksklusif fotosintesis, kini terbukti boleh dihasilkan melalui proses geoelektrik yang mudah. Ini membuka pintu kepada kemungkinan bahawa kehidupan mungkin lebih meluas dan lebih pelbagai daripada yang kita sangkakan, bukan sahaja di Bumi tetapi juga di seluruh alam semesta. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman dalam kenyataan akhbar, "Kita mungkin telah terlepas pandang sumber oksigen yang paling asas di planet kita sendiri. Bayangkan apa lagi yang menunggu untuk ditemui di kedalaman lautan dan di luar sana."