Menyingkap Rahsia 'Dark Oxygen' di Dasar Laut: Oksigen Dihasilkan Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Kehidupan

Menyingkap Rahsia 'Dark Oxygen' di Dasar Laut: Oksigen Dihasilkan Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Kehidupan. Kajian terbaru oleh penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan rakan antarabangsa mendapati bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen melalui elektrolisis air, tanpa kehadiran cahaya matahari. Penemuan yang diterbitkan dalam Nature Geoscience pada Julai 2024 ini mengejutkan komuniti saintifik kerana sebelum ini dipercayai oksigen hanya dihasilkan oleh fotosintesis. Implikasi penemuan ini meliputi pemahaman semula tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di bulan-bulan lautan seperti Europa.. Pengenalan: Oksigen di Tempat Paling Gelap Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biokimia yang memerlukan cahaya matahari untuk menukar karbon dioksida dan air menjadi oksigen. Namun, penemuan terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah mencabar dogma ini. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti bahawa oksigen dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, pada kedalaman lebih 4,000 meter, tanpa sebarang cahaya matahari. Fenomena ini dinamakan 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ di Lautan Pasifik, sebuah kawasan yang kaya dengan nodul polimetalik—bongkahan batu kecil yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan logam berharga lain. Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan bawah air autonomi AUV dan pendarat bentik untuk mengukur kepekatan oksigen terlarut di dalam sedimen dan di sekitar nodul. Mereka memasang ruang inkubasi di dasar laut untuk memantau perubahan oksigen dari masa ke masa. Hasilnya mengejutkan: kepekatan oksigen meningkat secara signifikan di kawasan yang dipenuhi nodul, walaupun tiada organisma fotosintetik hadir. Mekanisme Elektrolisis Air oleh Nodul Polimetalik Bagaimana oksigen boleh wujud tanpa fotosintesis? Pasukan penyelidik mendapati bahawa nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza komposisi logamnya bersentuhan, ia menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen—proses yang dikenali sebagai elektrolisis air. Dalam eksperimen makmal, pasukan mengesahkan bahawa nodul dari CCZ menghasilkan voltan sehingga 0.95 volt, melebihi ambang 1.23 volt yang diperlukan untuk elektrolisis air apabila digabungkan dengan pemangkin semula jadi seperti oksida mangan. Ini adalah pertama kalinya proses abiotik tanpa kehidupan menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang boleh diukur di persekitaran semula jadi. Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan Penemuan dark oxygen membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori klasik menyatakan bahawa kehidupan bermula di 'sup primordial' yang kaya dengan bahan organik, tetapi oksigen diperlukan untuk metabolisme aerobik. Kini, dengan adanya sumber oksigen abiotik di dasar laut, mungkin kehidupan awal tidak bergantung sepenuhnya kepada fotosintesis. Malah, persekitaran hidroterma dan nodul polimetalik mungkin menyediakan 'taman oksigen' yang membolehkan organisma aerobik pertama berkembang. Kajian ini juga menyokong hipotesis bahawa kehidupan mungkin muncul di lautan dalam Bumi lebih awal daripada yang disangka. Kesan terhadap Astrobiologi dan Pencarian Kehidupan di Bulan Lain Salah satu implikasi paling menarik adalah dalam bidang astrobiologi. Bulan-bulan lautan 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 air oleh sinaran kosmik atau fotosintesis jika ada cahaya. Namun, penemuan dark oxygen menunjukkan bahawa elektrolisis air oleh mineral logam boleh berlaku di persekitaran yang gelap dan sejuk. Jika nodul polimetalik wujud di dasar lautan Europa, ia mungkin menghasilkan oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan mikrob. Ini menjadikan Europa dan Enceladus sasaran yang lebih menjanjikan untuk misi pencarian kehidupan. Kontroversi dan Cabaran Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang kontroversial. Zona Clarion-Clipperton adalah sasaran utama perlombongan laut dalam untuk mendapatkan nodul polimetalik yang kaya dengan logam nadir bumi. Syarikat-syarikat perlombongan bercadang untuk mengorek nodul ini bagi memenuhi permintaan bateri kenderaan elektrik dan peranti elektronik. Namun, jika nodul ini menghasilkan oksigen yang menyokong ekosistem unik di dasar laut, perlombongan boleh memusnahkan habitat yang bergantung kepada dark oxygen. Pasukan penyelidik memberi amaran bahawa aktiviti perlombongan mungkin mengganggu keseimbangan oksigen di kawasan tersebut, dengan kesan yang tidak diketahui terhadap rantai makanan bentik. Kajian ini menambah hujah kuat untuk moratorium perlombongan laut dalam sehingga kesan alam sekitar difahami sepenuhnya. Reaksi Komuniti Saintifik dan Langkah Seterusnya Penemuan ini telah mencetuskan perdebatan hangat dalam kalangan ahli oseanografi dan geokimia. Dr. Lisa Levin, seorang ahli ekologi laut dalam dari Scripps Institution of Oceanography, menyifatkan penemuan ini sebagai 'sangat mengejutkan dan berpotensi mengubah paradigma'. Beliau menekankan perlunya kajian lanjut untuk mengesahkan mekanisme elektrolisis di persekitaran sebenar dan mengukur kadar pengeluaran oksigen secara global. Pasukan Sweetman kini merancang ekspedisi susulan ke kawasan lain di lautan dalam, termasuk Palung Mariana dan rabung tengah Atlantik, untuk mencari bukti dark oxygen di lokasi berbeza. Mereka juga akan mengkaji sama ada proses ini berlaku di tasik subglasier Antartika. Kesimpulan: Satu Langkah ke Arah Pemahaman Baharu Penemuan dark oxygen di dasar Lautan Pasifik adalah peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak misteri yang menunggu untuk diungkap. Ia bukan sahaja mencabar teori asas tentang kitaran oksigen dan asal usul kehidupan, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi. Sementara itu, ia menimbulkan persoalan etika tentang perlombongan laut dalam dan tanggungjawab kita terhadap ekosistem yang paling kurang difahami di planet ini. Seperti yang dikatakan oleh Profesor Sweetman, 'Kita baru sahaja menggaru permukaan lautan dalam. Setiap kali kita turun ke sana, kita menemui sesuatu yang menakjubkan.'