Menyingkap Rahsia Saintifik 'Dark Oxygen' di Dasar Laut Pasifik: Oksigen Dihasilkan Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Menyingkap Rahsia Saintifik 'Dark Oxygen' di Dasar Laut Pasifik: Oksigen Dihasilkan 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. Proses ini, yang digelar 'dark oxygen', berlaku melalui penguraian elektrolisis air laut oleh nodul polimetalik yang kaya dengan mangan, nikel, dan kobalt. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asas bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis, malah membuka persoalan baru tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di bulan lautan seperti Europa.. Pengenalan: Oksigen di Tempat Paling Mustahil Selama lebih satu abad, sains moden mengajarkan bahawa oksigen molekul O₂ di atmosfera dan lautan Bumi hampir keseluruhannya berasal daripada fotosintesis – proses biologi yang memerlukan cahaya matahari. Tumbuhan, alga, dan sianobakteria menggunakan tenaga cahaya untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan terbaharu oleh pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Dr. Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS telah menggemparkan komuniti saintifik. Mereka menemui kehadiran oksigen yang ketara di dasar Lautan Pasifik Utara, di Zon Clarion-Clipperton, pada kedalaman 4,000 meter – kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dinamakan 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Metodologi Kajian: Mengukur Oksigen di Abyssal Plain Kajian yang diterbitkan dalam Nature Geoscience pada Julai 2024 ini menggunakan alat pendarat bentik benthic lander yang diturunkan ke dasar laut. Alat ini dilengkapi dengan sensor oksigen optod dan kebuk inkubasi untuk mengukur kadar penggunaan oksigen oleh sedimen dan organisma dasar. Pada mulanya, pasukan penyelidik menyangka bacaan oksigen yang tinggi adalah ralat peralatan. Namun, setelah bertahun-tahun melakukan pengukuran berulang dan kawalan ketat, mereka mendapati bahawa oksigen sememangnya dihasilkan secara in situ – tanpa kehadiran organisma fotosintetik. Malah, apabila mereka menyekat sepenuhnya cahaya, kadar oksigen terus meningkat, membuktikan bahawa proses ini bukan fotosintesis. Nodul Polimetalik: Bateri Semula Jadi di Dasar Laut Rahsia di sebalik fenomena ini terletak pada nodul polimetalik – ketulan mineral sebesar kentang yang bertaburan di dasar laut. Nodul ini kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan besi, yang merupakan logam-logam peralihan. Melalui analisis elektrokimia, penyelidik mendapati bahawa nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza potensi elektriknya bersentuhan atau berada dalam jarak dekat dalam air laut, ia menghasilkan voltan yang cukup tinggi sehingga 0.9 volt untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Proses ini dikenali sebagai 'elektrolisis air laut oleh mineral' dan merupakan satu bentuk kemosintesis bukan biologi. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan dark oxygen 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, atau di lubang hidroterma yang kaya dengan tenaga kimia. Namun, keupayaan nodul polimetalik untuk menghasilkan oksigen secara berterusan di persekitaran yang gelap dan miskin nutrien membuka kemungkinan baru: bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh sebelum fotosintesis muncul. Ini bermakna organisma aerobik primitif mungkin telah berevolusi di kedalaman lautan, bukan di permukaan. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Geoscience DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8 dan telah menarik perhatian ramai ahli astrobiologi. Cabaran Terhadap Perlombongan Laut Dalam Selain daripada kepentingan saintifik, penemuan ini juga menimbulkan persoalan etika dan alam sekitar yang serius. Zon Clarion-Clipperton merupakan kawasan yang menjadi sasaran utama perlombongan laut dalam untuk mendapatkan nodul polimetalik yang kaya dengan logam nadir bumi. Logam-logam ini diperlukan untuk pembuatan bateri kenderaan elektrik, telefon pintar, dan teknologi hijau yang lain. Namun, jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen di ekosistem laut dalam yang rapuh. Pasukan penyelidik SAMS telah menyeru agar moratorium segera dikenakan ke atas perlombongan laut dalam sehingga kajian lanjut dapat dilakukan untuk memahami kesan jangka panjang. Potensi Kehidupan di Bulan Lain dalam Sistem Suria Penemuan dark oxygen juga memberi impak besar dalam bidang astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air masin di bawah kerak ais yang tebal. Sehingga kini, saintis berpendapat bahawa satu-satunya sumber tenaga untuk kehidupan di lautan tersebut adalah lubang hidroterma atau radiolisis. Namun, jika nodul polimetalik boleh menghasilkan oksigen melalui elektrolisis air laut, maka proses yang sama mungkin berlaku di dasar lautan Europa yang kaya dengan mineral. Ini meningkatkan peluang untuk mencari kehidupan aerobik di luar Bumi. Kajian susulan oleh pasukan dari NASA dan ESA kini sedang merancang misi untuk menguji hipotesis ini dengan mengukur potensi elektrik di dasar lautan simulasi. Kesimpulan: Satu Paradigma Baru Penemuan dark oxygen di dasar Lautan Pasifik bukan sekadar satu lagi fakta saintifik yang menarik. Ia merupakan satu paradigma baru yang memaksa kita menulis semula bab-bab awal buku teks biologi, geologi, dan oseanografi. Oksigen tidak lagi boleh dianggap sebagai hasil eksklusif fotosintesis. Bumi, ternyata, mempunyai mekanisme bukan biologi yang mampu menyokong kehidupan aerobik di tempat yang paling gelap dan paling dalam. Sementara para penyelidik terus mengkaji fenomena ini, satu perkara yang pasti: lautan dalam masih menyimpan berjuta-juta rahsia yang menunggu untuk ditemui. Dan setiap penemuan baru akan terus mencabar andaian kita tentang di mana dan bagaimana kehidupan boleh wujud.