Selama lebih satu abad, para saintis menerima bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas biologi dan oseanografi. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan Profesor Franz Geiger dari Northwestern University, Amerika Syarikat, mendapati bahawa nodul polimetal di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak pada kedalaman lebih 4,000 meter. Oksigen ini dinamakan 'oksigen gelap' (dark oxygen) kerana ia terhasil tanpa sebarang cahaya matahari.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton (CCZ), sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang kaya dengan nodul polimetal—ketulan mineral sebesar kentang yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik pada mulanya mengkaji penggunaan oksigen oleh organisma di dasar laut. Mereka menggunakan alat benthic chamber yang diletakkan di dasar laut untuk mengukur kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Secara konvensional, kepekatan oksigen sepatutnya menurun kerana respirasi organisma. Namun, sebaliknya berlaku: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten. Fenomena ini berulang di beberapa lokasi berbeza di CCZ, menunjukkan bahawa sesuatu sedang menghasilkan oksigen di dasar laut.
Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetal
Penyelidik kemudian mendapati bahawa nodul polimetal itu sendiri bertindak sebagai 'bateri geobateri' yang menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk menguraikan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Dalam eksperimen makmal, pasukan Geiger mengukur voltan permukaan nodul dan mendapati bacaan sehingga 0.95 volt—hampir mencukupi untuk memulakan elektrolisis air (yang memerlukan 1.23 volt secara teori, tetapi dalam persekitaran laut dalam dengan pemangkin semula jadi, voltan yang lebih rendah sudah memadai). Apabila nodul disusun rapat, voltan terkumpul boleh melebihi 1.5 volt, cukup untuk memecahkan air. Proses ini menghasilkan oksigen secara berterusan tanpa memerlukan cahaya atau bahan organik.
Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan di Bumi
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Sebelum ini, teori arus perdana menyatakan bahawa oksigen atmosfera Bumi mula terkumpul kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar (Great Oxidation Event) hasil daripada fotosintesis sianobakteria. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di lautan dalam jauh lebih awal, mungkin sejak pembentukan lautan itu sendiri. Ini bermakna kehidupan aerobik (yang memerlukan oksigen) mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, dan di tempat yang tidak pernah dijangka—di dasar laut yang gelap. Kajian ini juga mencadangkan bahawa nodul polimetal mungkin menyediakan 'taman oksigen' tempatan yang membolehkan ekosistem kompleks wujud di persekitaran yang sebelumnya dianggap tidak mesra.
Cabaran terhadap Teori Evolusi Oksigen
Penemuan ini secara langsung mencabar teori bahawa fotosintesis adalah satu-satunya sumber oksigen utama di Bumi. Walaupun jumlah oksigen gelap yang dihasilkan di dasar laut global mungkin kecil berbanding fotosintesis, ia cukup signifikan untuk menyokong kehidupan di persekitaran yang terpencil. Lebih penting lagi, penemuan ini membuka kemungkinan bahawa proses serupa boleh berlaku di planet atau bulan lain yang mempunyai lautan bawah permukaan, seperti Europa (bulan Musytari) atau Enceladus (bulan Zuhal). Kedua-dua bulan ini diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak ais, dan jika nodul polimetal wujud di dasar laut mereka, oksigen boleh dihasilkan tanpa cahaya matahari—memberi harapan untuk kehidupan luar Bumi.
Potensi Impak terhadap Perlombongan Laut Dalam
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang besar terhadap industri perlombongan laut dalam. Zon Clarion-Clipperton kini menjadi sasaran utama syarikat perlombongan yang ingin mengekstrak nodul polimetal untuk logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri, telefon pintar, dan teknologi hijau. Namun, jika nodul ini menghasilkan oksigen yang menyokong ekosistem unik di dasar laut, perlombongan boleh memusnahkan habitat yang bergantung kepada oksigen gelap. Pasukan penyelidik menekankan bahawa keputusan untuk melombong perlu dibuat dengan berhati-hati, berdasarkan sains yang kukuh. Otoriti Dasar Laut Antarabangsa (ISA) kini berdepan tekanan untuk mengkaji semula peraturan perlombongan berdasarkan penemuan ini.
Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Oseanografi
Penemuan oksigen gelap adalah satu peringatan bahawa lautan dalam Bumi masih menyimpan banyak misteri. Ia bukan sahaja mengubah pemahaman kita tentang kitaran oksigen global, tetapi juga membuka persoalan baharu tentang bagaimana kehidupan boleh wujud dan berkembang dalam persekitaran yang paling ekstrem. Kajian ini menekankan kepentingan penyelidikan oseanografi asas sebelum kita melangkah ke eksploitasi sumber laut dalam. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, 'Kita perlu bertanya soalan yang lebih mendalam tentang apa yang berlaku di dasar laut sebelum kita mula melombongnya. Penemuan ini menunjukkan bahawa kita masih jauh daripada memahami sepenuhnya planet kita sendiri.'
Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari Mencabar Teori Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita tanpa kehadiran cahaya matahari. Oksigen ini, digelar 'oksigen gelap', dihasilkan oleh nodul polimetal yang bertindak seperti bateri semula jadi, menguraikan air laut melalui elektrolisis. Penemuan ini mencabar andaian asas bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis dan membuka persoalan baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di bulan-bulan lautan seperti Europa dan Enceladus.. Selama lebih satu abad, para saintis menerima bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas biologi dan oseanografi. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS dan Profesor Franz Geiger dari Northwestern University, Amerika Syarikat, mendapati bahawa nodul polimetal di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak pada kedalaman lebih 4,000 meter. Oksigen ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia terhasil tanpa sebarang cahaya matahari.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang kaya dengan nodul polimetal—ketulan mineral sebesar kentang yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik pada mulanya mengkaji penggunaan oksigen oleh organisma di dasar laut. Mereka menggunakan alat benthic chamber yang diletakkan di dasar laut untuk mengukur kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Secara konvensional, kepekatan oksigen sepatutnya menurun kerana respirasi organisma. Namun, sebaliknya berlaku: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten. Fenomena ini berulang di beberapa lokasi berbeza di CCZ, menunjukkan bahawa sesuatu sedang menghasilkan oksigen di dasar laut.
Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetal
Penyelidik kemudian mendapati bahawa nodul polimetal itu sendiri bertindak sebagai 'bateri geobateri' yang menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk menguraikan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Dalam eksperimen makmal, pasukan Geiger mengukur voltan permukaan nodul dan mendapati bacaan sehingga 0.95 volt—hampir mencukupi untuk memulakan elektrolisis air yang memerlukan 1.23 volt secara teori, tetapi dalam persekitaran laut dalam dengan pemangkin semula jadi, voltan yang lebih rendah sudah memadai . Apabila nodul disusun rapat, voltan terkumpul boleh melebihi 1.5 volt, cukup untuk memecahkan air. Proses ini menghasilkan oksigen secara berterusan tanpa memerlukan cahaya atau bahan organik.
Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan di Bumi
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Sebelum ini, teori arus perdana menyatakan bahawa oksigen atmosfera Bumi mula terkumpul kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar Great Oxidation Event hasil daripada fotosintesis sianobakteria. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di lautan dalam jauh lebih awal, mungkin sejak pembentukan lautan itu sendiri. Ini bermakna kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, dan di tempat yang tidak pernah dijangka—di dasar laut yang gelap. Kajian ini juga mencadangkan bahawa nodul polimetal mungkin menyediakan 'taman oksigen' tempatan yang membolehkan ekosistem kompleks wujud di persekitaran yang sebelumnya dianggap tidak mesra.
Cabaran terhadap Teori Evolusi Oksigen
Penemuan ini secara langsung mencabar teori bahawa fotosintesis adalah satu-satunya sumber oksigen utama di Bumi. Walaupun jumlah oksigen gelap yang dihasilkan di dasar laut global mungkin kecil berbanding fotosintesis, ia cukup signifikan untuk menyokong kehidupan di persekitaran yang terpencil. Lebih penting lagi, penemuan ini membuka kemungkinan bahawa proses serupa boleh berlaku di planet atau bulan lain yang mempunyai lautan bawah permukaan, seperti Europa bulan Musytari atau Enceladus bulan Zuhal . Kedua-dua bulan ini diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak ais, dan jika nodul polimetal wujud di dasar laut mereka, oksigen boleh dihasilkan tanpa cahaya matahari—memberi harapan untuk kehidupan luar Bumi.
Potensi Impak terhadap Perlombongan Laut Dalam
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang besar terhadap industri perlombongan laut dalam. Zon Clarion-Clipperton kini menjadi sasaran utama syarikat perlombongan yang ingin mengekstrak nodul polimetal untuk logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri, telefon pintar, dan teknologi hijau. Namun, jika nodul ini menghasilkan oksigen yang menyokong ekosistem unik di dasar laut, perlombongan boleh memusnahkan habitat yang bergantung kepada oksigen gelap. Pasukan penyelidik menekankan bahawa keputusan untuk melombong perlu dibuat dengan berhati-hati, berdasarkan sains yang kukuh. Otoriti Dasar Laut Antarabangsa ISA kini berdepan tekanan untuk mengkaji semula peraturan perlombongan berdasarkan penemuan ini.
Kesimpulan: Sempadan Baharu dalam Oseanografi
Penemuan oksigen gelap adalah satu peringatan bahawa lautan dalam Bumi masih menyimpan banyak misteri. Ia bukan sahaja mengubah pemahaman kita tentang kitaran oksigen global, tetapi juga membuka persoalan baharu tentang bagaimana kehidupan boleh wujud dan berkembang dalam persekitaran yang paling ekstrem. Kajian ini menekankan kepentingan penyelidikan oseanografi asas sebelum kita melangkah ke eksploitasi sumber laut dalam. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, 'Kita perlu bertanya soalan yang lebih mendalam tentang apa yang berlaku di dasar laut sebelum kita mula melombongnya. Penemuan ini menunjukkan bahawa kita masih jauh daripada memahami sepenuhnya planet kita sendiri.'