Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari, klorofil, dan organisma hidup seperti tumbuhan atau fitoplankton. Namun, penemuan terbaharu di dasar Lautan Pasifik telah menggemparkan komuniti saintifik antarabangsa. Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 mendedahkan bahawa nodul polimetalik—bongkahan mineral kecil yang berselerak di dasar laut—mampu menghasilkan oksigen secara semula jadi tanpa sebarang penglibatan organisma hidup atau cahaya matahari. Fenomena ini digelar 'oksigen gelap' (dark oxygen) dan ia mencabar secara langsung teori asal usul kehidupan yang telah diterima umum.
Penemuan Mengejutkan di Dasar Lautan Pasifik
Kajian ini diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Universiti Kebangsaan Singapura bersama pasukan penyelidik dari Universiti Boston dan beberapa institusi lain. Mereka menjalankan ekspedisi ke Zon Clarion-Clipperton (CCZ), sebuah kawasan di Lautan Pasifik utara yang terkenal dengan kekayaan nodul polimetalik. Nodul ini terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral dari air laut, dan ia kaya dengan mangan, nikel, kobalt, serta logam nadir bumi yang bernilai tinggi untuk industri teknologi.
Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kepekatan oksigen di dasar laut menggunakan pendaratan dasar laut (benthic lander) yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik. Mereka menjangkakan bahawa kepekatan oksigen akan menurun dengan kedalaman kerana tiada fotosintesis di kawasan yang gelap sepenuhnya. Sebaliknya, mereka mendapati peningkatan kepekatan oksigen yang ketara di beberapa lokasi, sehingga mencapai paras yang lebih tinggi daripada air permukaan. Fenomena ini tidak dapat dijelaskan oleh proses biologi atau fizik lautan yang diketahui.
Metodologi Kajian oleh Pasukan Penyelidik Antarabangsa
Untuk memastikan ketepatan penemuan, pasukan penyelidik menggunakan pelbagai kaedah kawalan dan pengesahan. Mereka memasang pendaratan dasar laut di beberapa titik di CCZ pada kedalaman antara 4,000 hingga 5,000 meter. Setiap pendaratan dilengkapi dengan sensor oksigen yang mengambil bacaan setiap 10 saat selama beberapa hari. Mereka juga mengambil sampel nodul polimetalik dan air dasar laut untuk analisis kimia lanjutan di makmal.
Analisis menunjukkan bahawa nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang kaya dengan mangan dan logam lain menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Proses ini berlaku secara spontan kerana perbezaan potensi elektrokimia antara mineral-mineral dalam nodul. Ini adalah pertama kalinya proses elektrolisis semula jadi dikesan di dasar laut tanpa sebarang campur tangan manusia.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan muncul di lautan purba kira-kira 3.8 bilion tahun yang lalu, dan oksigen yang diperlukan untuk metabolisme aerobik hanya tersedia selepas evolusi fotosintesis. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di lautan purba sebelum kemunculan fotosintesis, melalui proses elektrokimia semula jadi.
Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan sebelumnya. Ia juga membuka kemungkinan bahawa kehidupan boleh wujud di planet atau bulan lain yang tidak mempunyai cahaya matahari, seperti Europa (bulan Musytari) atau Enceladus (bulan Zuhal), yang mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. Proses elektrokimia yang sama mungkin berlaku di sana, menyediakan oksigen untuk organisma aerobik.
Potensi Aplikasi dan Penyelidikan Masa Depan
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang signifikan. Nodul polimetalik di CCZ telah menjadi sasaran utama perlombongan laut dalam oleh syarikat-syarikat multinasional kerana kandungan logam nadir bumi yang tinggi. Namun, penemuan bahawa nodul ini menghasilkan oksigen menimbulkan persoalan etika dan alam sekitar yang serius. Perlombongan nodul mungkin mengganggu proses semula jadi yang menyokong ekosistem dasar laut yang unik dan mungkin juga mengurangkan pengeluaran oksigen di lautan.
Pasukan penyelidik kini merancang untuk mengkaji lebih lanjut mekanisme elektrokimia di sebalik oksigen gelap ini. Mereka juga ingin menentukan sejauh mana fenomena ini berlaku di kawasan lain di dasar laut global. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asal usul kehidupan tetapi juga membuka pintu kepada teknologi baharu yang meniru proses elektrolisis semula jadi untuk menghasilkan oksigen secara mampan di Bumi atau di angkasa lepas.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains
Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik adalah salah satu penemuan saintifik paling penting dalam dekad ini. Ia mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai, dan bahawa pemahaman kita tentang proses asas alam semesta adalah terhad. Kajian ini bukan sahaja mengubah cara kita melihat asal usul kehidupan tetapi juga membuka perspektif baharu tentang potensi kehidupan di luar Bumi. Para saintis kini perlu menulis semula bab tentang kitaran oksigen dan evolusi kehidupan, sementara ahli biologi astro mula mencari tanda-tanda oksigen gelap di planet dan bulan lain. Penemuan ini adalah bukti bahawa sains sentiasa berkembang, dan bahawa kejutan terbesar sering datang dari tempat yang paling tidak dijangka.
Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik: Penemuan Nodul Polimetalik yang Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen tanpa kehadiran cahaya matahari atau proses fotosintesis. Fenomena yang digelar 'oksigen gelap' ini mencabar teori asas tentang asal usul kehidupan di Bumi dan membuka perspektif baharu tentang kemungkinan kehidupan di planet lain. Pasukan penyelidik dari Universiti Kebangsaan Singapura dan Universiti Boston menggunakan pendaratan dasar laut untuk mengukur kepekatan oksigen di Zon Clarion-Clipperton, mendedahkan aktiviti elektrokimia semula jadi yang memecahkan molekul air.. Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari, klorofil, dan organisma hidup seperti tumbuhan atau fitoplankton. Namun, penemuan terbaharu di dasar Lautan Pasifik telah menggemparkan komuniti saintifik antarabangsa. Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 mendedahkan bahawa nodul polimetalik—bongkahan mineral kecil yang berselerak di dasar laut—mampu menghasilkan oksigen secara semula jadi tanpa sebarang penglibatan organisma hidup atau cahaya matahari. Fenomena ini digelar 'oksigen gelap' dark oxygen dan ia mencabar secara langsung teori asal usul kehidupan yang telah diterima umum.
Penemuan Mengejutkan di Dasar Lautan Pasifik
Kajian ini diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Universiti Kebangsaan Singapura bersama pasukan penyelidik dari Universiti Boston dan beberapa institusi lain. Mereka menjalankan ekspedisi ke Zon Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik utara yang terkenal dengan kekayaan nodul polimetalik. Nodul ini terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral dari air laut, dan ia kaya dengan mangan, nikel, kobalt, serta logam nadir bumi yang bernilai tinggi untuk industri teknologi.
Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kepekatan oksigen di dasar laut menggunakan pendaratan dasar laut benthic lander yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik. Mereka menjangkakan bahawa kepekatan oksigen akan menurun dengan kedalaman kerana tiada fotosintesis di kawasan yang gelap sepenuhnya. Sebaliknya, mereka mendapati peningkatan kepekatan oksigen yang ketara di beberapa lokasi, sehingga mencapai paras yang lebih tinggi daripada air permukaan. Fenomena ini tidak dapat dijelaskan oleh proses biologi atau fizik lautan yang diketahui.
Metodologi Kajian oleh Pasukan Penyelidik Antarabangsa
Untuk memastikan ketepatan penemuan, pasukan penyelidik menggunakan pelbagai kaedah kawalan dan pengesahan. Mereka memasang pendaratan dasar laut di beberapa titik di CCZ pada kedalaman antara 4,000 hingga 5,000 meter. Setiap pendaratan dilengkapi dengan sensor oksigen yang mengambil bacaan setiap 10 saat selama beberapa hari. Mereka juga mengambil sampel nodul polimetalik dan air dasar laut untuk analisis kimia lanjutan di makmal.
Analisis menunjukkan bahawa nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang kaya dengan mangan dan logam lain menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Proses ini berlaku secara spontan kerana perbezaan potensi elektrokimia antara mineral-mineral dalam nodul. Ini adalah pertama kalinya proses elektrolisis semula jadi dikesan di dasar laut tanpa sebarang campur tangan manusia.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan muncul di lautan purba kira-kira 3.8 bilion tahun yang lalu, dan oksigen yang diperlukan untuk metabolisme aerobik hanya tersedia selepas evolusi fotosintesis. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di lautan purba sebelum kemunculan fotosintesis, melalui proses elektrokimia semula jadi.
Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan sebelumnya. Ia juga membuka kemungkinan bahawa kehidupan boleh wujud di planet atau bulan lain yang tidak mempunyai cahaya matahari, seperti Europa bulan Musytari atau Enceladus bulan Zuhal , yang mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. Proses elektrokimia yang sama mungkin berlaku di sana, menyediakan oksigen untuk organisma aerobik.
Potensi Aplikasi dan Penyelidikan Masa Depan
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang signifikan. Nodul polimetalik di CCZ telah menjadi sasaran utama perlombongan laut dalam oleh syarikat-syarikat multinasional kerana kandungan logam nadir bumi yang tinggi. Namun, penemuan bahawa nodul ini menghasilkan oksigen menimbulkan persoalan etika dan alam sekitar yang serius. Perlombongan nodul mungkin mengganggu proses semula jadi yang menyokong ekosistem dasar laut yang unik dan mungkin juga mengurangkan pengeluaran oksigen di lautan.
Pasukan penyelidik kini merancang untuk mengkaji lebih lanjut mekanisme elektrokimia di sebalik oksigen gelap ini. Mereka juga ingin menentukan sejauh mana fenomena ini berlaku di kawasan lain di dasar laut global. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asal usul kehidupan tetapi juga membuka pintu kepada teknologi baharu yang meniru proses elektrolisis semula jadi untuk menghasilkan oksigen secara mampan di Bumi atau di angkasa lepas.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains
Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik adalah salah satu penemuan saintifik paling penting dalam dekad ini. Ia mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai, dan bahawa pemahaman kita tentang proses asas alam semesta adalah terhad. Kajian ini bukan sahaja mengubah cara kita melihat asal usul kehidupan tetapi juga membuka perspektif baharu tentang potensi kehidupan di luar Bumi. Para saintis kini perlu menulis semula bab tentang kitaran oksigen dan evolusi kehidupan, sementara ahli biologi astro mula mencari tanda-tanda oksigen gelap di planet dan bulan lain. Penemuan ini adalah bukti bahawa sains sentiasa berkembang, dan bahawa kejutan terbesar sering datang dari tempat yang paling tidak dijangka.