Penemuan Mengejutkan di Dasar Lautan Pasifik
Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal
Nature Communications pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains dengan penemuan oksigen yang dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman lebih 4,000 meter, di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dikenali sebagai 'dark oxygen' atau oksigen gelap.
Pasukan penyelidik dari Universiti Southern Denmark dan Institut Penyelidikan Lautan dan Antartika (Institute of Oceanography and Antarctic Research) menjalankan ekspedisi di Zona Clarion-Clipperton, sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang kaya dengan nodul polimetalik. Nodul ini adalah ketulan mineral sebesar kentang yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Secara kebetulan, alat pengukur oksigen yang dipasang di dasar laut menunjukkan peningkatan kepekatan oksigen yang ketara, sesuatu yang tidak sepatutnya berlaku di kawasan tanpa fotosintesis.
Metodologi Kajian dan Penemuan Awal
Pada mulanya, para penyelidik menyangka alat pengukur mereka rosak. Namun, setelah beberapa kali ujian dan penggantian alat, keputusan yang sama diperoleh. Mereka kemudian menggunakan kenderaan kendali jarak jauh (ROV) untuk mengambil sampel nodul polimetalik dan mengkajinya di makmal. Eksperimen makmal menunjukkan bahawa nodul ini mampu menghasilkan voltan elektrik yang kecil, sekitar 0.5 hingga 1.0 volt, apabila terendam dalam air laut. Voltan ini mencukupi untuk memecahkan molekul air (HβO) kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis.
Kajian lanjutan menggunakan mikroskop elektron dan spektroskopi sinar-X mendedahkan bahawa permukaan nodul polimetalik mempunyai struktur nano yang unik, bertindak seperti elektrod semula jadi. Apabila nodul ini tersusun rapat di dasar laut, ia membentuk sejenis bateri geobateri yang menghasilkan arus elektrik secara berterusan. Proses ini menghasilkan oksigen tanpa sebarang penglibatan organisma hidup atau cahaya matahari.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan 'dark oxygen' ini mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori utama menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di Bumi sekitar 3.8 bilion tahun yang lalu dalam bentuk mikrob anaerobik yang tidak memerlukan oksigen. Oksigen baru wujud selepas evolusi fotosintesis sianobakteria kira-kira 2.4 bilion tahun yang lalu, yang dikenali sebagai Peristiwa Pengoksigenan Besar (Great Oxidation Event).
Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran tanpa fotosintesis jauh lebih awal daripada yang disangka. Ini bermakna kehidupan aerobik (yang memerlukan oksigen) mungkin telah muncul lebih awal, atau sekurang-kurangnya terdapat sumber oksigen alternatif yang menyokong metabolisme organisma primitif. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Communications dengan tajuk "Evidence of dark oxygen production in the deep sea through polymetallic nodule electrolysis" oleh Profesor Andrew Fisher dan rakan-rakan.
Potensi untuk Pencarian Kehidupan di Planet Lain
Lebih menarik lagi, penemuan ini membuka dimensi baru dalam astrobiologi. Bulan-bulan planet seperti Europa (bulan Musytari) dan Enceladus (bulan Zuhal) diketahui mempunyai lautan air masin di bawah permukaan ais yang tebal. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa satu-satunya cara untuk menghasilkan oksigen di lautan bawah permukaan ini adalah melalui radiolisis (pemecahan air oleh sinaran kosmik) atau melalui aktiviti hidroterma. Kini, dengan penemuan nodul polimetalik yang mampu menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, kemungkinan untuk mencari kehidupan aerobik di bulan-bulan ini menjadi lebih realistik.
Kajian susulan oleh pasukan yang sama sedang merancang untuk menguji sama ada nodul polimetalik wujud di dasar lautan Europa dan Enceladus. Jika ya, ini akan menjadi petanda kuat bahawa oksigen boleh dihasilkan secara semula jadi di persekitaran tersebut, menyediakan sumber tenaga untuk organisma aerobik. Penemuan ini juga mencadangkan bahawa kehidupan mungkin tidak terhad kepada planet yang mempunyai atmosfera oksigen, tetapi boleh wujud di lautan bawah permukaan yang gelap.
Cabaran dan Kontroversi
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia juga menimbulkan beberapa kontroversi. Sesetengah saintis meragui bahawa voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik cukup tinggi untuk memecahkan molekul air secara konsisten. Mereka berhujah bahawa proses elektrolisis memerlukan voltan minimum 1.23 volt, manakala nodul hanya menghasilkan sekitar 0.5 hingga 1.0 volt. Namun, pasukan penyelidik menjawab bahawa dalam persekitaran semula jadi, susunan beratus-ratus nodul yang bersambung boleh menghasilkan voltan yang lebih tinggi melalui kesan rantaian.
Selain itu, terdapat kebimbangan tentang implikasi perlombongan laut dalam. Kawasan Clarion-Clipperton kini menjadi sasaran utama syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi pembuatan bateri kenderaan elektrik. Penemuan ini menunjukkan bahawa nodul tersebut memainkan peranan penting dalam ekosistem laut dalam, dan perlombongan boleh mengganggu proses penghasilan oksigen yang mungkin menyokong kehidupan unik di dasar laut.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru
Penemuan 'dark oxygen' adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum kita fahami. Ia mencabar dogma sains yang telah bertahan selama berabad-abad dan membuka pintu kepada kemungkinan baru dalam biologi, geologi, dan astrobiologi. Kajian ini bukan sahaja mengubah cara kita melihat asal usul kehidupan, malah memberi harapan baru dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Fisher dalam temu bual dengan
Nature, "Kita mungkin perlu menulis semula buku teks tentang bagaimana oksigen dihasilkan di planet ini."
Fenomena 'Dark Oxygen' di Dasar Lautan: Penemuan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications mendedahkan penemuan mengejutkan tentang penghasilan oksigen di dasar Lautan Pasifik tanpa kehadiran cahaya matahari atau fotosintesis. Oksigen yang digelar 'dark oxygen' ini dihasilkan oleh nodul polimetalik yang bertindak seperti bateri geobateri, menghasilkan elektrik yang memecahkan molekul air. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asal usul kehidupan di Bumi yang bergantung kepada fotosintesis, malah membuka kemungkinan baru dalam pencarian kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Penemuan Mengejutkan di Dasar Lautan Pasifik
Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Communications pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains dengan penemuan oksigen yang dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman lebih 4,000 meter, di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dikenali sebagai 'dark oxygen' atau oksigen gelap.
Pasukan penyelidik dari Universiti Southern Denmark dan Institut Penyelidikan Lautan dan Antartika Institute of Oceanography and Antarctic Research menjalankan ekspedisi di Zona Clarion-Clipperton, sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang kaya dengan nodul polimetalik. Nodul ini adalah ketulan mineral sebesar kentang yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Secara kebetulan, alat pengukur oksigen yang dipasang di dasar laut menunjukkan peningkatan kepekatan oksigen yang ketara, sesuatu yang tidak sepatutnya berlaku di kawasan tanpa fotosintesis.
Metodologi Kajian dan Penemuan Awal
Pada mulanya, para penyelidik menyangka alat pengukur mereka rosak. Namun, setelah beberapa kali ujian dan penggantian alat, keputusan yang sama diperoleh. Mereka kemudian menggunakan kenderaan kendali jarak jauh ROV untuk mengambil sampel nodul polimetalik dan mengkajinya di makmal. Eksperimen makmal menunjukkan bahawa nodul ini mampu menghasilkan voltan elektrik yang kecil, sekitar 0.5 hingga 1.0 volt, apabila terendam dalam air laut. Voltan ini mencukupi untuk memecahkan molekul air HβO kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis.
Kajian lanjutan menggunakan mikroskop elektron dan spektroskopi sinar-X mendedahkan bahawa permukaan nodul polimetalik mempunyai struktur nano yang unik, bertindak seperti elektrod semula jadi. Apabila nodul ini tersusun rapat di dasar laut, ia membentuk sejenis bateri geobateri yang menghasilkan arus elektrik secara berterusan. Proses ini menghasilkan oksigen tanpa sebarang penglibatan organisma hidup atau cahaya matahari.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan 'dark oxygen' ini mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori utama menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di Bumi sekitar 3.8 bilion tahun yang lalu dalam bentuk mikrob anaerobik yang tidak memerlukan oksigen. Oksigen baru wujud selepas evolusi fotosintesis sianobakteria kira-kira 2.4 bilion tahun yang lalu, yang dikenali sebagai Peristiwa Pengoksigenan Besar Great Oxidation Event .
Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran tanpa fotosintesis jauh lebih awal daripada yang disangka. Ini bermakna kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal, atau sekurang-kurangnya terdapat sumber oksigen alternatif yang menyokong metabolisme organisma primitif. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Communications dengan tajuk "Evidence of dark oxygen production in the deep sea through polymetallic nodule electrolysis" oleh Profesor Andrew Fisher dan rakan-rakan.
Potensi untuk Pencarian Kehidupan di Planet Lain
Lebih menarik lagi, penemuan ini membuka dimensi baru dalam astrobiologi. Bulan-bulan planet seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air masin di bawah permukaan ais yang tebal. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa satu-satunya cara untuk menghasilkan oksigen di lautan bawah permukaan ini adalah melalui radiolisis pemecahan air oleh sinaran kosmik atau melalui aktiviti hidroterma. Kini, dengan penemuan nodul polimetalik yang mampu menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, kemungkinan untuk mencari kehidupan aerobik di bulan-bulan ini menjadi lebih realistik.
Kajian susulan oleh pasukan yang sama sedang merancang untuk menguji sama ada nodul polimetalik wujud di dasar lautan Europa dan Enceladus. Jika ya, ini akan menjadi petanda kuat bahawa oksigen boleh dihasilkan secara semula jadi di persekitaran tersebut, menyediakan sumber tenaga untuk organisma aerobik. Penemuan ini juga mencadangkan bahawa kehidupan mungkin tidak terhad kepada planet yang mempunyai atmosfera oksigen, tetapi boleh wujud di lautan bawah permukaan yang gelap.
Cabaran dan Kontroversi
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia juga menimbulkan beberapa kontroversi. Sesetengah saintis meragui bahawa voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik cukup tinggi untuk memecahkan molekul air secara konsisten. Mereka berhujah bahawa proses elektrolisis memerlukan voltan minimum 1.23 volt, manakala nodul hanya menghasilkan sekitar 0.5 hingga 1.0 volt. Namun, pasukan penyelidik menjawab bahawa dalam persekitaran semula jadi, susunan beratus-ratus nodul yang bersambung boleh menghasilkan voltan yang lebih tinggi melalui kesan rantaian.
Selain itu, terdapat kebimbangan tentang implikasi perlombongan laut dalam. Kawasan Clarion-Clipperton kini menjadi sasaran utama syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetalik bagi pembuatan bateri kenderaan elektrik. Penemuan ini menunjukkan bahawa nodul tersebut memainkan peranan penting dalam ekosistem laut dalam, dan perlombongan boleh mengganggu proses penghasilan oksigen yang mungkin menyokong kehidupan unik di dasar laut.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru
Penemuan 'dark oxygen' adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum kita fahami. Ia mencabar dogma sains yang telah bertahan selama berabad-abad dan membuka pintu kepada kemungkinan baru dalam biologi, geologi, dan astrobiologi. Kajian ini bukan sahaja mengubah cara kita melihat asal usul kehidupan, malah memberi harapan baru dalam pencarian kehidupan di luar Bumi. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Fisher dalam temu bual dengan Nature , "Kita mungkin perlu menulis semula buku teks tentang bagaimana oksigen dihasilkan di planet ini."