Dark Oxygen: Penemuan Oksigen di Dasar Laut Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Dark Oxygen: Penemuan Oksigen di Dasar Laut 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. Oksigen ini, digelar 'dark oxygen', terhasil daripada proses elektrolisis air laut yang dimediasi oleh nodul polimetalik yang kaya dengan mangan dan kobalt. Penemuan ini mencabar dogma sains bahawa fotosintesis adalah satu-satunya sumber oksigen di Bumi, sekaligus membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan dan potensi kewujudan hidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Latar Belakang Penemuan Dark Oxygen Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di atmosfera Bumi berasal semata-mata daripada fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Proses ini memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan terbaharu oleh pasukan penyelidik dari Institut Oseanografi Woods Hole WHOI dan Universiti Denmark Selatan telah menggegarkan asas biologi dan geokimia. Mereka menemui kehadiran oksigen di kawasan dasar laut yang gelap gelita di Zon Clarion-Clipperton di Lautan Pasifik, pada kedalaman lebih 4,000 meter. Kawasan ini tidak pernah menerima cahaya matahari, namun bacaan sensor menunjukkan paras oksigen yang meningkat secara signifikan. Metodologi Kajian di Lautan Pasifik Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan kendalian jauh ROV yang dilengkapi dengan sensor oksigen optik dan kamera definisi tinggi untuk mengukur kepekatan oksigen di sedimen dasar laut. Mereka memasang ruang inkubasi kecil di atas nodul polimetalik dan memantau perubahan paras oksigen selama beberapa hari. Hasilnya mengejutkan: paras oksigen meningkat secara berterusan, bukan menurun seperti yang dijangkakan jika tiada fotosintesis. Untuk memastikan keputusan ini bukan artifak peralatan, mereka mengulangi eksperimen di beberapa lokasi berbeza dan mendapati corak yang sama. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Geoscience pada Julai 2024, dengan tajuk "Evidence of dark oxygen production at the abyssal seafloor". Proses Elektrolisis Nodul Polimetalik Bagaimana oksigen boleh wujud tanpa cahaya? Penjelasan terletak pada nodul polimetalik—ketulan mineral sebesar kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan besi. Nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua nodul berdekatan, perbezaan potensi elektrik antara mineral-mineral ini boleh mencapai 0.95 volt, cukup untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Proses ini berlaku secara spontan di persekitaran dasar laut yang kaya dengan ion dan mineral konduktif. Ini adalah pertama kalinya proses geokimia menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang boleh diukur tanpa penglibatan organisma hidup. Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan dark oxygen mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan awal bergantung kepada oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis, yang hanya muncul kira-kira 2.5 bilion tahun lalu. Namun, dark oxygen menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan purba jauh lebih awal, hasil daripada aktiviti geoterma dan nodul mineral. Ini bermakna organisma aerobik pertama mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, dan evolusi kehidupan mungkin berlaku di celah-celah hidroterma atau di dasar laut yang gelap. Kajian ini juga mencabar andaian bahawa oksigen adalah 'gas kehidupan' yang eksklusif kepada planet yang mempunyai fotosintesis. Potensi untuk Astrobiologi Penemuan ini amat relevan dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Bulan-bulan seperti Europa Musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan subpermukaan yang dilitupi ais tebal. Tiada cahaya matahari menembusi ke lautan tersebut, tetapi aktiviti geoterma dan kehadiran mineral konduktif mungkin menghasilkan dark oxygen. Jika proses elektrolisis semula jadi boleh berlaku di dasar laut Bumi, ia mungkin juga berlaku di lautan Europa. Ini meningkatkan kemungkinan bahawa kehidupan mikroba aerobik boleh wujud di dunia-dunia tersebut tanpa memerlukan fotosintesis. Misi seperti Europa Clipper NASA yang akan dilancarkan pada 2024 akan mencari bukti langsung tentang kewujudan oksigen dan bahan organik di bawah permukaan ais. Cabaran dan Kontroversi Walaupun penemuan ini mengujakan, ia tidak terlepas daripada kritikan. Sesetengah saintis berpendapat bahawa bacaan oksigen mungkin disebabkan oleh pelepasan gas dari sedimen atau aktiviti mikrob yang tidak diketahui. Pasukan penyelidik telah mengambil langkah berjaga-jaga dengan mensterilkan peralatan dan mengawal suhu, namun kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan mekanisme elektrolisis ini. Eksperimen makmal sedang dijalankan untuk meniru keadaan dasar laut dan mengukur kadar pengeluaran oksigen oleh nodul polimetalik. Jika berjaya, ini akan menjadi bukti kukuh bahawa Bumi mempunyai 'kilang oksigen' gelap yang tidak bergantung kepada cahaya. Kesimpulan Dark oxygen adalah salah satu penemuan paling revolusioner dalam oseanografi dan astrobiologi dekad ini. Ia bukan sahaja mengubah cara kita melihat kitaran oksigen global, tetapi juga membuka pintu kepada kemungkinan kehidupan di tempat yang selama ini dianggap mustahil. Bagi masyarakat Malaysia, penemuan ini mengingatkan kita bahawa lautan masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk diterokai. Dengan kerjasama antarabangsa dan pelaburan dalam penyelidikan marin, kita mungkin suatu hari nanti akan menemui bukti kehidupan di luar Bumi—semuanya bermula dari oksigen yang lahir dalam kegelapan.