Selama berabad-abad, para saintis menganggap bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik dari University of Southern Denmark dan Northwestern University menemui bukti kukuh bahawa oksigen juga boleh dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, ribuan meter di bawah permukaan, tanpa sebarang bantuan organisma hidup. Fenomena ini dinamakan "dark oxygen" atau oksigen gelap.
Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton (CCZ), sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terletak di antara Hawaii dan Mexico. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetalik—bongkah batu kecil bersaiz kentang yang kaya dengan logam seperti mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kadar oksigen di dasar laut menggunakan alat bentik chamber yang diletakkan di atas sedimen. Mereka menjangkakan bacaan oksigen akan menurun kerana tiada fotosintesis, tetapi sebaliknya, bacaan oksigen meningkat secara konsisten. "Kami terkejut apabila mendapati kepekatan oksigen bertambah, bukan berkurang," kata Profesor Andrew Sweetman, ketua penyelidik dari University of Southern Denmark. "Kami fikir alat kami rosak, tetapi selepas berkali-kali ujian, hasilnya tetap sama."
Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetalik
Untuk memahami fenomena ini, pasukan penyelidik menjalankan eksperimen makmal dengan merendam nodul polimetalik dalam air laut. Mereka mendapati bahawa nodul ini menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen—satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis. Nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi, dengan perbezaan potensi elektrik antara logam-logam di dalamnya mencapai 0.95 volt, melebihi ambang 1.23 volt yang diperlukan untuk elektrolisis air. "Ini adalah penemuan yang luar biasa kerana ia menunjukkan bahawa geologi semata-mata boleh menghasilkan oksigen tanpa sebarang proses biologi," jelas Dr. Franziska Schmidt, ahli geokimia dari Northwestern University. Mekanisme ini mungkin telah berlaku selama berjuta-juta tahun, menyediakan sumber oksigen yang stabil di dasar laut.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan dark oxygen mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan purba sekitar 3.8 bilion tahun lalu, bergantung kepada oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis. Namun, jika oksigen boleh dihasilkan secara geologi di dasar laut, ini bermakna kehidupan mungkin telah wujud lebih awal daripada yang disangka, di kawasan yang tidak pernah terdedah kepada cahaya matahari. "Kami kini perlu memikirkan semula skenario awal Bumi," kata Profesor Sweetman. "Mungkin oksigen yang mencukupi untuk menyokong organisma aerobik telah tersedia jauh sebelum fotosintesis muncul." Ini juga menjelaskan bagaimana hidupan di lubang hidroterma laut dalam—yang tidak menerima cahaya—boleh terus hidup tanpa bergantung kepada oksigen dari permukaan.
Potensi untuk Kehidupan di Luar Bumi
Penemuan ini juga memberi harapan baru dalam pencarian kehidupan di planet lain. Bulan-bulan seperti Europa (musytari) dan Enceladus (Zuhal) diketahui mempunyai lautan air cair di bawah kerak ais yang tebal. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang dari radiolisis (pemecahan air oleh sinaran kosmik) atau dari aktiviti hidroterma. Kini, dengan penemuan dark oxygen, kemungkinan nodul polimetalik wujud di dasar lautan bulan-bulan tersebut dan menghasilkan oksigen secara elektrokimia. "Jika proses yang sama berlaku di Europa, ia boleh menyediakan sumber oksigen yang stabil untuk kehidupan mikrob di bawah ais," kata Dr. Schmidt. Misi angkasa lepas seperti Europa Clipper NASA yang dijadualkan tiba pada 2030 mungkin perlu mencari bukti nodul polimetalik sebagai penunjuk potensi kehidupan.
Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan
Walaupun penemuan ini sangat menjanjikan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Pasukan penyelidik kini sedang mengkaji sejauh mana proses ini berlaku di seluruh lautan dunia dan berapa banyak oksigen yang dihasilkan. Mereka juga ingin memahami sama ada nodul polimetalik di kawasan lain mempunyai komposisi yang sama. "Kami hanya mengkaji satu kawasan kecil di CCZ. Mungkin terdapat lebih banyak kawasan yang menghasilkan dark oxygen," kata Profesor Sweetman. Selain itu, implikasi terhadap perlombongan laut dalam juga perlu dipertimbangkan. Nodul polimetalik menjadi sasaran utama syarikat perlombongan kerana kandungan logamnya yang tinggi. Jika nodul ini penting untuk menghasilkan oksigen di dasar laut, aktiviti perlombongan mungkin mengganggu ekosistem yang bergantung kepadanya.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru
Penemuan dark oxygen adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai. Ia bukan sahaja mencabar dogma sains tentang sumber oksigen, malah membuka pintu kepada kemungkinan baru dalam astrobiologi dan geokimia. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, "Kita sering menganggap kita sudah memahami planet kita, tetapi penemuan ini menunjukkan bahawa kita masih jauh dari itu." Dark oxygen mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana kehidupan boleh wujud di tempat yang paling ekstrem sekalipun—sama ada di dasar laut Bumi atau di lautan beku di hujung sistem suria.
Dark Oxygen: Penemuan Oksigen di Dasar Laut Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar Lautan Pasifik tanpa sebarang proses fotosintesis. Nodul polimetalik yang kaya dengan mangan, nikel, dan kobalt bertindak seperti bateri semula jadi, menghasilkan oksigen melalui elektrolisis air laut. Penemuan ini bukan sahaja mencabar andaian asas tentang sumber oksigen di Bumi, malah membuka kemungkinan baru tentang asal usul kehidupan dan potensi kewujudan hidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Selama berabad-abad, para saintis menganggap bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik dari University of Southern Denmark dan Northwestern University menemui bukti kukuh bahawa oksigen juga boleh dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, ribuan meter di bawah permukaan, tanpa sebarang bantuan organisma hidup. Fenomena ini dinamakan "dark oxygen" atau oksigen gelap.
Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terletak di antara Hawaii dan Mexico. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetalik—bongkah batu kecil bersaiz kentang yang kaya dengan logam seperti mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kadar oksigen di dasar laut menggunakan alat bentik chamber yang diletakkan di atas sedimen. Mereka menjangkakan bacaan oksigen akan menurun kerana tiada fotosintesis, tetapi sebaliknya, bacaan oksigen meningkat secara konsisten. "Kami terkejut apabila mendapati kepekatan oksigen bertambah, bukan berkurang," kata Profesor Andrew Sweetman, ketua penyelidik dari University of Southern Denmark. "Kami fikir alat kami rosak, tetapi selepas berkali-kali ujian, hasilnya tetap sama."
Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetalik
Untuk memahami fenomena ini, pasukan penyelidik menjalankan eksperimen makmal dengan merendam nodul polimetalik dalam air laut. Mereka mendapati bahawa nodul ini menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen—satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis. Nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi, dengan perbezaan potensi elektrik antara logam-logam di dalamnya mencapai 0.95 volt, melebihi ambang 1.23 volt yang diperlukan untuk elektrolisis air. "Ini adalah penemuan yang luar biasa kerana ia menunjukkan bahawa geologi semata-mata boleh menghasilkan oksigen tanpa sebarang proses biologi," jelas Dr. Franziska Schmidt, ahli geokimia dari Northwestern University. Mekanisme ini mungkin telah berlaku selama berjuta-juta tahun, menyediakan sumber oksigen yang stabil di dasar laut.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan dark oxygen mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan purba sekitar 3.8 bilion tahun lalu, bergantung kepada oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis. Namun, jika oksigen boleh dihasilkan secara geologi di dasar laut, ini bermakna kehidupan mungkin telah wujud lebih awal daripada yang disangka, di kawasan yang tidak pernah terdedah kepada cahaya matahari. "Kami kini perlu memikirkan semula skenario awal Bumi," kata Profesor Sweetman. "Mungkin oksigen yang mencukupi untuk menyokong organisma aerobik telah tersedia jauh sebelum fotosintesis muncul." Ini juga menjelaskan bagaimana hidupan di lubang hidroterma laut dalam—yang tidak menerima cahaya—boleh terus hidup tanpa bergantung kepada oksigen dari permukaan.
Potensi untuk Kehidupan di Luar Bumi
Penemuan ini juga memberi harapan baru dalam pencarian kehidupan di planet lain. Bulan-bulan seperti Europa musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan air cair di bawah kerak ais yang tebal. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang dari radiolisis pemecahan air oleh sinaran kosmik atau dari aktiviti hidroterma. Kini, dengan penemuan dark oxygen, kemungkinan nodul polimetalik wujud di dasar lautan bulan-bulan tersebut dan menghasilkan oksigen secara elektrokimia. "Jika proses yang sama berlaku di Europa, ia boleh menyediakan sumber oksigen yang stabil untuk kehidupan mikrob di bawah ais," kata Dr. Schmidt. Misi angkasa lepas seperti Europa Clipper NASA yang dijadualkan tiba pada 2030 mungkin perlu mencari bukti nodul polimetalik sebagai penunjuk potensi kehidupan.
Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan
Walaupun penemuan ini sangat menjanjikan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Pasukan penyelidik kini sedang mengkaji sejauh mana proses ini berlaku di seluruh lautan dunia dan berapa banyak oksigen yang dihasilkan. Mereka juga ingin memahami sama ada nodul polimetalik di kawasan lain mempunyai komposisi yang sama. "Kami hanya mengkaji satu kawasan kecil di CCZ. Mungkin terdapat lebih banyak kawasan yang menghasilkan dark oxygen," kata Profesor Sweetman. Selain itu, implikasi terhadap perlombongan laut dalam juga perlu dipertimbangkan. Nodul polimetalik menjadi sasaran utama syarikat perlombongan kerana kandungan logamnya yang tinggi. Jika nodul ini penting untuk menghasilkan oksigen di dasar laut, aktiviti perlombongan mungkin mengganggu ekosistem yang bergantung kepadanya.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru
Penemuan dark oxygen adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai. Ia bukan sahaja mencabar dogma sains tentang sumber oksigen, malah membuka pintu kepada kemungkinan baru dalam astrobiologi dan geokimia. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, "Kita sering menganggap kita sudah memahami planet kita, tetapi penemuan ini menunjukkan bahawa kita masih jauh dari itu." Dark oxygen mungkin menjadi kunci untuk memahami bagaimana kehidupan boleh wujud di tempat yang paling ekstrem sekalipun—sama ada di dasar laut Bumi atau di lautan beku di hujung sistem suria.