Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik - Proses Elektrokimia Nodul Polimetalik Mencabar Teori Kehidupan Tanpa Cahaya Matahari

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik - Proses Elektrokimia Nodul Polimetalik Mencabar Teori Kehidupan Tanpa Cahaya Matahari. Kajian oleh penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) dan institusi antarabangsa mendedahkan kehadiran oksigen yang dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, tanpa kehadiran cahaya matahari. Oksigen ini dihasilkan melalui proses elektrokimia yang melibatkan nodul polimetalik yang kaya dengan mangan dan logam lain. Penemuan ini mencabar kefahaman sedia ada tentang asal-usul oksigen di Bumi dan membuka kemungkinan baru untuk kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Latar Belakang Penemuan yang Mengejutkan Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya dapat dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan dan alga yang memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Satu pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti kukuh tentang kewujudan 'oksigen gelap' dark oxygen di dasar Lautan Pasifik, khususnya di Zona Clarion-Clipperton, sebuah kawasan dasar laut yang kaya dengan nodul polimetalik. Oksigen ini dihasilkan pada kedalaman lebih 4,000 meter di bawah permukaan laut, di mana cahaya matahari langsung tidak dapat menembusi. Penemuan ini secara radikal mencabar paradigma sains tentang kitaran oksigen dan asal-usul kehidupan aerobik di Bumi. Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton Pasukan penyelidik menggunakan kapal penyelidikan RV James Cook untuk menjalankan ekspedisi ke Zona Clarion-Clipperton, sebuah dataran abisal yang terbentang antara Hawaii dan Mexico. Mereka menggunakan alat pendarat bentik benthic lander yang dilengkapi dengan penderia oksigen optik dan kamera definisi tinggi untuk mengukur kepekatan oksigen di dalam sedimen dasar laut. Secara tidak sengaja, mereka mendapati bahawa kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup chamber yang diletakkan di atas dasar laut meningkat secara konsisten dari semasa ke semasa, bukannya menurun seperti yang dijangkakan. Fenomena ini berlaku dalam kegelapan mutlak, tanpa sebarang sumber cahaya. Untuk memastikan keputusan ini bukan disebabkan oleh artifak teknikal, mereka mengulangi eksperimen berkali-kali di pelbagai lokasi dan menggunakan pelbagai kaedah kawalan, termasuk menyuntik bahan kimia perencat untuk mengesahkan bahawa proses biologi tidak terlibat. Hasilnya tetap sama: oksigen dihasilkan secara in situ. Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetalik Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul polimetalik yang bertaburan di dasar laut memainkan peranan penting dalam penghasilan oksigen ini. Nodul-nodul ini terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral dari air laut, dan mengandungi kepekatan tinggi mangan, besi, kobalt, nikel, dan logam nadir bumi. Pasukan penyelidik mendapati bahawa permukaan nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza komposisi logamnya bersentuhan antara satu sama lain, atau apabila nodul bersentuhan dengan sedimen sekeliling, ia menghasilkan perbezaan potensi elektrik yang mencukupi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Proses ini dikenali sebagai 'elektrolisis geologi' dan merupakan mekanisme yang tidak pernah dianggap mungkin berlaku di persekitaran semula jadi dasar laut. Ujian makmal di SAMS mengesahkan bahawa voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik boleh mencapai sehingga 1.5 volt, melebihi ambang yang diperlukan untuk elektrolisis air 1.23 volt . Implikasi Terhadap Kefahaman Kehidupan di Bumi dan Planet Lain Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam. Pertama, ia menunjukkan bahawa kehidupan aerobik mungkin telah wujud di Bumi jauh lebih awal daripada yang disangkakan, sebelum evolusi fotosintesis oksigenik. Jika oksigen boleh dihasilkan secara abiotik di dasar laut purba, maka organisma aerobik pertama mungkin telah muncul di persekitaran hidroterma atau di dasar laut yang kaya dengan logam, bukan di permukaan yang diterangi cahaya. Kedua, penemuan ini membuka kemungkinan baru untuk mencari kehidupan di planet dan bulan lain dalam sistem suria. Contohnya, Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan subglasier yang kaya dengan mineral dan mungkin mengandungi nodul polimetalik yang serupa. Jika proses elektrokimia yang sama berlaku di sana, ia boleh membekalkan oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan aerobik di bawah lapisan ais yang tebal, tanpa memerlukan cahaya matahari langsung. Potensi untuk Penerokaan Angkasa dan Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang signifikan. Dalam konteks penerokaan angkasa, konsep 'bateri geologi' ini boleh digunakan untuk menghasilkan oksigen di pangkalan bulan atau Marikh dengan menggunakan mineral tempatan. Di Bumi, pemahaman tentang proses elektrokimia nodul polimetalik boleh membantu dalam pembangunan teknologi tenaga boleh diperbaharui yang lebih cekap. Namun, penemuan ini juga menimbulkan kebimbangan terhadap rancangan perlombongan laut dalam yang semakin giat. Zona Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi untuk bateri kenderaan elektrik dan peranti elektronik. Jika perlombongan ini dijalankan secara besar-besaran, ia bukan sahaja akan memusnahkan habitat unik dasar laut tetapi juga mungkin mengganggu proses semula jadi penghasilan oksigen yang penting untuk ekosistem laut dalam. Para saintis menyeru agar moratorium segera dikenakan ke atas perlombongan laut dalam sehingga kajian impak alam sekitar yang lebih mendalam dapat dilakukan. Cabaran dan Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan Walaupun penemuan ini sangat meyakinkan, masih banyak persoalan yang perlu dijawab. Pasukan penyelidik kini sedang berusaha untuk mengukur kadar penghasilan oksigen gelap di pelbagai lokasi dasar laut di seluruh dunia, serta mengkaji faktor-faktor yang mempengaruhi kecekapan elektrolisis geologi ini. Mereka juga ingin mengetahui sama ada proses ini berlaku di persekitaran lain seperti di dalam kerak Bumi atau di dasar tasik yang dalam. Selain itu, kajian lanjut diperlukan untuk memahami bagaimana organisma aerobik yang hidup di dasar laut, seperti span dan cacing tiub, memanfaatkan oksigen yang dihasilkan secara tempatan ini. Penemuan ini membuka satu bidang penyelidikan baharu yang dipanggil 'geoelektrokimia lautan' yang berpotensi mengubah pemahaman kita tentang biogeokimia global. Kesimpulan: Satu Revolusi dalam Sains Bumi dan Astrobiologi Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik merupakan salah satu penemuan saintifik yang paling mengejutkan dalam dekad ini. Ia bukan sahaja mencabar dogma bahawa oksigen hanya berasal dari fotosintesis, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan baru tentang asal-usul kehidupan dan potensi kehidupan di luar Bumi. Dengan menggabungkan geologi, kimia, dan biologi, penemuan ini menunjukkan bahawa alam semula jadi masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui. Bagi masyarakat Malaysia, penemuan ini mengingatkan kita tentang kepentingan melindungi lautan kita yang masih belum diterokai sepenuhnya, serta perlunya pendekatan yang berhati-hati dalam mengeksploitasi sumber laut dalam. Sains terus membuktikan bahawa semakin dalam kita menyelidiki, semakin banyak kejutan yang menanti.