Penemuan 'Dark Oxygen' di Dasar Laut: Nodul Polimetalik Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis

Penemuan 'Dark Oxygen' di Dasar Laut: Nodul Polimetalik Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam *Nature Geoscience* mendedahkan penemuan mengejutkan: nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak tanpa kehadiran cahaya matahari. Fenomena yang digelar 'dark oxygen' ini mencabar paradigma sains bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis. Penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menggunakan pendarat bentik untuk mengukur kepekatan oksigen di Zona Clarion-Clipperton dan mendapati peningkatan oksigen yang ketara, menandakan proses elektrokimia semula jadi yang belum pernah direkodkan sebelum ini. Penemuan ini membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kewujudan hidupan di planet lain.. Pengenalan: Oksigen di Tempat Paling Mustahil Selama berabad-abad, sains mengajar kita bahawa oksigen molekul O₂ di Bumi hampir keseluruhannya dihasilkan oleh organisma fotosintetik seperti tumbuhan, alga, dan sianobakteria yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas biokimia ini. Pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti kukuh bahawa nodul polimetalik—ketulan mineral sebesar kentang yang bertaburan di dasar laut dalam—mampu menghasilkan oksigen secara berterusan dalam kegelapan mutlak pada kedalaman lebih 4,000 meter. Fenomena ini digelar 'dark oxygen' oksigen gelap dan ia menimbulkan persoalan asas tentang kitaran oksigen global dan kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Metodologi Kajian: Pendarat Bentik dan Pengukuran In Situ Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik utara yang kaya dengan nodul polimetalik yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik menggunakan pendarat bentik benthic lander —satu platform automatik yang diturunkan ke dasar laut—untuk mengukur kepekatan oksigen terlarut di dalam ruang tertutup yang diletakkan di atas sedimen. Secara konvensional, di kawasan yang tiada cahaya, oksigen hanya akan berkurangan kerana respirasi organisma bentik. Namun, sebaliknya berlaku: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten dalam ruang yang mengandungi nodul polimetalik. Untuk memastikan keputusan ini bukan artifak, pasukan melakukan pelbagai kawalan, termasuk menggunakan pendarat tanpa nodul dan menyuntik perencat metabolik. Keputusan tetap sama—oksigen terus dihasilkan. Mekanisme Elektrokimia: Nodul Sebagai Bateri Semula Jadi Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul polimetalik bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang kaya dengan mangan dan logam lain menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi sehingga 0.95 volt untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Proses ini dikenali sebagai 'electrolysis seawater' dan ia berlaku secara spontan kerana perbezaan potensi elektrokimia antara mineral-mineral dalam nodul. Penyelidik menganggarkan bahawa satu nodul bersaiz purata boleh menghasilkan sehingga 1.5 mikromol oksigen per meter persegi sehari. Walaupun jumlah ini kecil, jika diagregatkan merentasi berbilion nodul di CCZ, ia boleh menyumbang secara signifikan kepada kitaran oksigen laut dalam. Implikasi Terhadap Asal Usul Kehidupan Penemuan 'dark oxygen' ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan di Bumi. Sebelum ini, saintis percaya bahawa oksigen atmosfera mula terkumpul hanya selepas evolusi fotosintesis oksigenik kira-kira 2.4 bilion tahun lalu Peristiwa Pengoksigenan Besar . Namun, jika oksigen boleh dihasilkan secara abiotik di dasar laut, ini bermakna oksigen mungkin telah wujud di persekitaran laut dalam jauh lebih awal daripada yang disangka. Ini boleh menyediakan 'oasis oksigen' untuk mikrob aerobik primitif, mempercepatkan evolusi kehidupan kompleks. Dr. Sweetman menyatakan, "Kita mungkin perlu menulis semula buku teks tentang bagaimana oksigen pertama kali muncul di Bumi." Potensi Kehidupan di Bulan dan Planet Lain Selain Bumi, penemuan ini membuka kemungkinan bahawa proses serupa boleh berlaku di badan angkasa lain yang mempunyai air dan mineral logam. Contohnya, bulan Europa Musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan subpermukaan yang kaya dengan mineral. Jika nodul polimetalik atau struktur elektrokimia serupa wujud di sana, ia boleh menghasilkan oksigen yang menyokong kehidupan mikrob. Ini menjadikan misi pencarian kehidupan di sistem suria luar lebih optimistik. Kajian ini juga relevan untuk misi NASA ke Europa Clipper yang akan datang, kerana ia menyediakan mekanisme alternatif untuk pengoksigenan lautan bulan tersebut. Cabaran Terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang kontroversi. Zona Clarion-Clipperton sedang menjadi sasaran utama syarikat perlombongan laut dalam untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi untuk bateri dan teknologi hijau. Jika nodul ini merupakan sumber oksigen penting untuk ekosistem laut dalam, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan membahayakan hidupan bentik yang bergantung kepadanya. Pasukan penyelidik menyeru agar kajian impak alam sekitar yang lebih mendalam dijalankan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. "Kita baru sahaja menemui satu proses asas yang mungkin menyokong kehidupan di laut dalam. Adakah kita mahu memusnahkannya sebelum kita memahaminya sepenuhnya?" tanya Prof. Sweetman. Reaksi Komuniti Saintifik Penemuan ini telah mencetuskan perdebatan hangat dalam kalangan ahli oseanografi dan geokimia. Dr. Lisa Levin, seorang ahli ekologi laut dalam dari Scripps Institution of Oceanography, menyifatkan penemuan ini sebagai "sangat mengejutkan dan memerlukan pengesahan lanjut". Beliau menekankan bahawa jika benar, ia akan mengubah pemahaman kita tentang kitaran biogeokimia laut dalam. Sementara itu, Dr. Jeffrey Marlow dari Boston University memuji pendekatan metodologi yang teliti, tetapi mengingatkan bahawa mekanisme elektrokimia yang dicadangkan masih perlu diuji dalam keadaan terkawal di makmal. Beberapa kumpulan penyelidik lain telah merancang ekspedisi susulan untuk mereplikasi penemuan ini di lokasi berbeza. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu Penemuan 'dark oxygen' oleh nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui. Ia bukan sahaja mencabar dogma sains tentang sumber oksigen, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi dan pengurusan sumber laut dalam. Seperti yang sering berlaku dalam sains, penemuan yang paling mengejutkan sering datang dari tempat yang paling tidak dijangka. Kini, para saintis perlu menilai semula model-model oksigen global dan mempertimbangkan sumbangan proses abiotik dalam mengekalkan kehidupan di planet kita. Sementara itu, perlumbaan untuk memahami fenomena ini berterusan, dengan harapan ia akan membawa kita lebih dekat kepada jawapan tentang asal usul kehidupan dan tempat kita di alam semesta.