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

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar laut pada kedalaman 4,000 meter tanpa sebarang cahaya matahari. Oksigen ini, yang digelar 'oksigen gelap' (dark oxygen), terhasil daripada tindak balas elektrokimia pada nodul polimetal yang kaya dengan mangan dan logam lain. Penemuan ini mencabar andaian bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis dan membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi serta kemungkinan kehidupan di planet lain.. Pengenalan: Misteri Oksigen di Zona Abisal 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, penemuan terbaharu telah menggemparkan dunia sains apabila sekumpulan penyelidik antarabangsa berjaya mengesan kehadiran oksigen di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman lebih 4,000 meter, iaitu kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Kawasan ini dikenali sebagai zon abisal, dan selama ini dianggap sebagai lingkungan yang miskin oksigen. Kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 ini mendedahkan bahawa oksigen tersebut, yang digelar 'oksigen gelap' dark oxygen , terhasil daripada proses elektrokimia yang berlaku pada permukaan nodul polimetal—bongkahan mineral yang berselerak di dasar laut. Metodologi Kajian: Ekspedisi Laut Dalam Kajian ini diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS bersama rakan-rakan penyelidik dari Universiti Boston, Universiti Hawaii, dan beberapa institusi lain. Mereka menggunakan kapal penyelidikan RV Kilo Moana untuk menjalankan ekspedisi ke Zona Clarion-Clipperton di Lautan Pasifik, iaitu kawasan yang kaya dengan nodul polimetal. Pasukan penyelidik menurunkan alat pendarat bentik benthic lander yang dilengkapi dengan penderia oksigen optik dan kamera definisi tinggi ke dasar laut. Mereka mengukur kepekatan oksigen di dalam sedimen dan air sekitar nodul polimetal selama beberapa hari. Pada mulanya, mereka menyangka penderia mengalami kerosakan kerana bacaan oksigen meningkat secara konsisten di kawasan yang gelap gelita. Selepas pelbagai ujian kawalan, mereka mengesahkan bahawa oksigen benar-benar dihasilkan di situ. Penemuan Mengejutkan: Oksigen Tanpa Fotosintesis Hasil kajian menunjukkan bahawa nodul polimetal yang kaya dengan mangan, besi, kobalt, nikel, dan tembaga bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila nodul ini terdedah kepada air laut, ion-ion logam bertindak balas secara elektrokimia dan menghasilkan arus elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen. Proses ini, yang dikenali sebagai elektrolisis air, biasanya memerlukan tenaga elektrik yang besar. Namun, di dasar laut, perbezaan potensi elektrik antara logam-logam dalam nodul menghasilkan voltan yang mencukupi untuk memisahkan molekul air. Kajian makmal mengesahkan bahawa voltan yang diukur pada permukaan nodul mencapai 0.95 volt, melebihi ambang 1.23 volt yang diperlukan untuk elektrolisis air. Penemuan ini membuktikan bahawa oksigen boleh dihasilkan tanpa sebarang cahaya matahari, sekaligus mencabar paradigma sains yang telah bertapak sejak zaman Aristotle. Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetal Nodul polimetal terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral daripada air laut di sekitar serpihan fosil atau batu kecil. Setiap nodul bersaiz antara beberapa sentimeter hingga 20 sentimeter dan mengandungi lapisan-lapisan logam yang tersusun seperti bateri. Apabila dua nodul berdekatan atau apabila satu nodul mempunyai komposisi logam yang berbeza di permukaannya, ia mewujudkan sel galvanik. Arus elektrik yang terhasil kemudiannya memecahkan molekul air di sekelilingnya. Proses ini berlaku secara berterusan, menghasilkan oksigen yang meresap ke dalam air laut dan sedimen. Kajian mendapati bahawa kepekatan oksigen di kawasan nodul adalah tiga hingga empat kali lebih tinggi berbanding kawasan tanpa nodul. Ini menunjukkan bahawa nodul polimetal berfungsi sebagai 'paru-paru' dasar laut yang menghasilkan oksigen secara pasif. Implikasi terhadap Teori Kehidupan di Bumi dan Planet Lain Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Selama ini, teori arus perdana menyatakan bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen hanya boleh muncul selepas fotosintesis berkembang kira-kira 2.4 bilion tahun lalu. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di dasar laut jauh lebih awal, hasil daripada proses geoelektrokimia. Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahkan mungkin berasal dari lingkungan hidroterma dan nodul polimetal. Selain itu, penemuan ini juga membuka kemungkinan bahawa planet-planet lain seperti Europa bulan Musytari atau Enceladus bulan Zuhal yang mempunyai lautan di bawah permukaan ais mungkin juga menghasilkan oksigen melalui mekanisme serupa, tanpa memerlukan fotosintesis. Ini menjadikan pencarian kehidupan di luar Bumi lebih optimistik. Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat mengujakan, para penyelidik mengakui bahawa masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Antaranya ialah sejauh mana sumbangan oksigen gelap terhadap keseimbangan oksigen global di lautan. Kajian awal menunjukkan bahawa jumlah oksigen yang dihasilkan oleh nodul polimetal mungkin kecil berbanding fotosintesis, tetapi ia mungkin signifikan di kawasan dasar laut yang luas. Selain itu, aktiviti perlombongan laut dalam yang dirancang untuk mengekstrak nodul polimetal bagi memenuhi permintaan bateri kenderaan elektrik mungkin mengancam proses semula jadi ini. Para saintis memberi amaran bahawa perlombongan boleh mengganggu habitat unik dan mengurangkan pengeluaran oksigen di dasar laut. Oleh itu, kajian lanjut diperlukan untuk memahami kesan jangka panjang perlombongan terhadap ekosistem laut dalam dan kitaran oksigen global. Kesimpulan Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik merupakan salah satu penemuan saintifik paling penting dalam dekad ini. Ia bukan sahaja mencabar dogma bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis, malah membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan dan potensi kehidupan di planet lain. Nodul polimetal yang selama ini dianggap sebagai sumber mineral bernilai ekonomi kini terbukti mempunyai peranan ekologi yang kritikal. Kajian ini mengingatkan kita bahawa lautan dalam masih menyimpan banyak misteri yang belum terungkai, dan setiap penemuan baharu berpotensi mengubah pemahaman kita tentang dunia. Para penyelidik kini giat merancang ekspedisi lanjut untuk mengkaji mekanisme ini dengan lebih mendalam, serta menilai impak perlombongan laut dalam terhadap proses semula jadi yang baru ditemui ini.