Fenomena 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan: Penemuan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Fenomena 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan: Penemuan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter tanpa sebarang cahaya matahari. Pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) mendapati bahawa nodul polimetalik yang kaya dengan mangan dan logam lain bertindak seperti bateri semula jadi, menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi untuk memecahkan molekul air melalui elektrolisis. Penemuan ini mencabar dogma sains selama berabad-abad bahawa fotosintesis adalah satu-satunya sumber oksigen di Bumi, sekaligus membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan dan potensi kewujudan hidupan di planet lain.. Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di atmosfera Bumi berasal semata-mata daripada fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Namun, satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan komuniti sains antarabangsa. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti kukuh tentang kewujudan oksigen yang dihasilkan di dasar Lautan Pasifik, tepatnya di Zona Clarion-Clipperton CCZ , pada kedalaman lebih 4,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kepekatan tinggi nodul polimetalik—bongkah-bongkah mineral sebesar kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Yang mengejutkan, pengukuran menggunakan alat pendarfluor optik dan kromatografi gas menunjukkan kepekatan oksigen yang meningkat secara signifikan di sekitar nodul tersebut, jauh melebihi paras yang boleh dijelaskan oleh proses biologi biasa. Mekanisme Elektrolisis Semula Jadi: Nodul Polimetalik sebagai Bateri Laut Dalam Persoalan utama yang timbul adalah: bagaimana oksigen boleh wujud di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari? Melalui siri eksperimen makmal dan in-situ di dasar laut, pasukan SAMS mendapati bahawa nodul polimetalik mempunyai sifat elektrokimia yang unik. Setiap nodul bertindak seperti sel galvanik semula jadi, menghasilkan voltan antara 0.5 hingga 1.0 volt apabila direndam dalam air laut. Apabila nodul-nodul ini berada dalam jarak yang rapat antara satu sama lain, voltan terkumpul boleh mencapai 1.5 volt—cukup untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini, yang dinamakan 'dark oxygen' atau oksigen gelap, berlaku secara berterusan tanpa memerlukan tenaga suria. Kajian lanjut menggunakan mikroskop elektron dan spektroskopi sinar-X mengesahkan kehadiran oksida logam pada permukaan nodul yang memangkinkan tindak balas elektrolisis tersebut. Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, di mana fotosintesis menyediakan oksigen yang diperlukan. Namun, penemuan dark oxygen menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal daripada kemunculan fotosintesis. Ini membuka kemungkinan bahawa kehidupan boleh bermula di persekitaran laut dalam yang gelap, seperti di sekitar lubang hidroterma atau di kawasan yang kaya dengan nodul polimetalik. Menurut Profesor Sweetman dalam temubual dengan Nature, "Penemuan ini memaksa kita untuk menulis semula buku teks biologi. Oksigen bukan lagi eksklusif kepada fotosintesis. Ini bermakna planet-planet lain yang tidak mempunyai cahaya matahari, seperti Europa atau Enceladus, mungkin juga mempunyai oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan." Kesan terhadap Penerokaan Angkasa Lepas dan Astrobiologi Dark oxygen juga memberikan perspektif baharu dalam bidang astrobiologi. Sebelum ini, pencarian kehidupan di luar Bumi sering tertumpu kepada planet yang berada dalam 'zon boleh huni'—iaitu jarak yang sesuai dari bintang untuk membolehkan air cecair wujud. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen—elemen penting untuk kehidupan kompleks—boleh dihasilkan melalui proses geokimia tanpa memerlukan cahaya bintang. Ini bermakna bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal yang mempunyai lautan bawah permukaan yang gelap mungkin mempunyai potensi kehidupan yang lebih tinggi daripada yang disangka. Para saintis kini merancang misi untuk mengukur voltan elektrik di dasar lautan Europa menggunakan pendarat khusus, bagi mengesan kehadiran dark oxygen. Kajian ini juga mendorong penyelidikan semula terhadap sampel batuan dari Marikh yang mungkin mengandungi nodul polimetalik serupa. Cabaran terhadap Industri Perlombongan Laut Dalam Penemuan dark oxygen juga membawa implikasi etika dan alam sekitar yang serius. Zona Clarion-Clipperton merupakan kawasan sasaran utama untuk perlombongan laut dalam bagi mendapatkan logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri kenderaan elektrik dan peranti elektronik. Jika nodul polimetalik yang menjadi sumber dark oxygen dikeluarkan secara besar-besaran, ia bukan sahaja akan memusnahkan habitat unik di dasar laut, tetapi juga mungkin mengganggu keseimbangan oksigen di lautan dalam. Pasukan SAMS memberi amaran bahawa perlombongan boleh menghentikan proses elektrolisis semula jadi ini, yang mungkin telah berlangsung selama berjuta-juta tahun dan menyokong ekosistem mikroba yang bergantung kepada oksigen tersebut. Beberapa organisasi alam sekitar seperti Greenpeace telah menyeru moratorium segera terhadap perlombongan laut dalam sehingga kajian lanjut dapat dilakukan. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi dan Kehidupan Penemuan dark oxygen bukan sekadar satu kejutan saintifik, tetapi merupakan satu anjakan paradigma dalam cara kita memahami planet kita dan alam semesta. Ia menunjukkan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai, dan bahawa proses-proses geokimia boleh memainkan peranan yang lebih besar dalam menyokong kehidupan daripada yang kita sangkakan. Kajian ini juga menekankan kepentingan melindungi ekosistem laut dalam yang rapuh, yang mungkin menjadi kunci kepada asal usul kehidupan itu sendiri. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, "Kita baru sahaja menggaru permukaan. Laut dalam adalah sempadan terakhir penerokaan manusia, dan dark oxygen adalah bukti bahawa masih banyak lagi yang menunggu untuk ditemui." Penyelidikan lanjut sedang dijalankan untuk memahami sejauh mana fenomena ini berlaku di lautan lain di Bumi, dan apakah implikasinya terhadap kitaran karbon global dan perubahan iklim.