Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar laut yang gelap dan tanpa cahaya matahari, bukan melalui fotosintesis, tetapi melalui proses elektrolisis yang dimediasi oleh nodul polimetal. Pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menggunakan alat pengukur oksigen di Zona Clarion-Clipperton di Lautan Pasifik dan mendapati bahawa nodul polimetal yang kaya dengan mangan, besi, dan logam lain bertindak seperti bateri semula jadi, menghasilkan voltan yang cukup untuk memecahkan molekul air kepada hidrogen dan oksigen. Penemuan ini mencabar paradigma bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan oleh organisma fotosintetik, dan membuka persoalan baru tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Pengenalan: Misteri Oksigen di Dasar Laut Selama berabad-abad, sains mengajarkan bahawa oksigen di Bumi dihasilkan terutamanya melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton yang memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu oleh pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Dr. Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS telah menggegarkan asas pemahaman ini. Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024, mereka melaporkan kehadiran oksigen di dasar laut yang sangat dalam, di zon abisal yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Oksigen ini, yang digelar 'oksigen gelap' dark oxygen , dihasilkan oleh nodul polimetal – batu-batu kecil yang kaya dengan logam seperti mangan, besi, kobalt, dan nikel yang bertaburan di dasar laut. Metodologi Kajian: Pengukuran di Zona Clarion-Clipperton Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terletak pada kedalaman antara 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kepekatan nodul polimetal yang tinggi dan menjadi sasaran utama perlombongan laut dalam. Pasukan penyelidik menggunakan alat pendarat bentik benthic lander yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik dan kamera untuk mengukur kepekatan oksigen di sedimen dasar laut. Mereka melakukan eksperimen inkubasi dengan mengambil sampel sedimen dan nodul, kemudian mengukur perubahan kepekatan oksigen dalam ruang tertutup. Hasilnya sungguh mengejutkan: kepekatan oksigen meningkat secara signifikan dalam ruang yang mengandungi nodul polimetal, manakala ruang kawalan tanpa nodul menunjukkan penurunan oksigen akibat respirasi mikrob. Penemuan Mengejutkan: Nodul Polimetal Menghasilkan Oksigen Penemuan ini pada mulanya dianggap sebagai kesilapan alat. Dr. Sweetman menyatakan bahawa beliau pada awalnya menyangka sensor oksigen rosak kerana bacaan menunjukkan peningkatan oksigen di tempat yang sepatutnya tiada sumber oksigen. Namun, selepas berulang kali mengulangi eksperimen dan menggunakan pelbagai kaedah pengesahan, mereka menyedari bahawa nodul polimetal sendiri menghasilkan oksigen. Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul ini mempunyai potensi elektrik semula jadi. Apabila dua nodul yang berbeza komposisi logamnya bersentuhan atau berada dalam jarak dekat, ia menghasilkan voltan kecil – sekitar 0.5 hingga 1.0 volt – yang mencukupi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini dikenali sebagai 'elektrolisis geokimia'. Mekanisme Elektrolisis: Bagaimana Nodul Bertindak Seperti Bateri Semula Jadi Nodul polimetal terbentuk melalui pemendapan perlahan logam-logam terlarut dari air laut di sekitar serpihan kecil seperti gigi jerung atau cangkerang foraminifera. Proses ini mengambil masa berjuta-juta tahun. Setiap nodul mempunyai lapisan konsentrik yang kaya dengan mangan dan besi, serta logam lain seperti kobalt, nikel, dan tembaga. Perbezaan potensi elektrokimia antara lapisan-lapisan ini, serta antara nodul yang berbeza, menghasilkan arus elektrik yang lemah. Apabila nodul-nodul ini terendam dalam air laut yang bersifat elektrolit, ia bertindak seperti sel galvanik semula jadi. Voltan yang dihasilkan, walaupun kecil, cukup untuk memecahkan ikatan hidrogen-oksigen dalam air. Proses ini menghasilkan oksigen molekul O₂ dan hidrogen H₂ . Hidrogen yang terhasil mungkin digunakan oleh mikrob kemosintetik di dasar laut, manakala oksigen terlarut dalam air dan boleh menyokong kehidupan aerobik. Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori arus perdana menyatakan bahawa oksigen atmosfera mula terkumpul kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar Great Oxidation Event yang disebabkan oleh cyanobacteria fotosintetik. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal, dihasilkan oleh proses geokimia tanpa memerlukan kehidupan. Ini bermakna bahawa kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahawa oksigen geokimia ini menyediakan 'oasis' untuk evolusi awal metabolisme oksigen. Kajian ini juga mencadangkan bahawa nodul polimetal mungkin memainkan peranan dalam menyokong ekosistem unik di dasar laut yang tidak bergantung kepada cahaya matahari. Potensi untuk Astrobiologi dan Penerokaan Angkasa Penemuan ini juga membuka perspektif baru dalam astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air cair di bawah kerak aisnya. Sehingga kini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang daripada radiolisis ais permukaan oleh sinaran kosmik. Namun, jika nodul polimetal atau struktur geokimia serupa wujud di dasar lautan bulan-bulan tersebut, ia boleh menghasilkan oksigen secara berterusan tanpa memerlukan cahaya matahari. Ini meningkatkan kemungkinan bahawa kehidupan aerobik boleh wujud di dunia lautan tersebut. Misi seperti Europa Clipper NASA yang akan datang mungkin perlu mempertimbangkan untuk mencari tanda-tanda aktiviti elektrokimia di dasar lautan Europa. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik bukan sekadar satu kejutan saintifik, tetapi satu anjakan paradigma dalam pemahaman kita tentang kitaran oksigen global dan potensi kehidupan di alam semesta. Ia mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak misteri yang menunggu untuk diungkap, dan bahawa proses-proses geokimia boleh menjadi sama pentingnya dengan proses biologi dalam membentuk persekitaran kita. Kajian ini juga menimbulkan persoalan etika tentang perlombongan laut dalam, kerana nodul polimetal yang menjadi sasaran perlombongan mungkin memainkan peranan ekologi yang kritikal dalam menyokong ekosistem dasar laut. Sains terus mengejutkan kita, dan penemuan ini adalah bukti bahawa alam semula jadi sentiasa mempunyai kejutan yang menunggu untuk ditemui.