Oksigen Gelap di Dasar Lautan: Penemuan Nodul Polimetalik yang Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Oksigen Gelap di Dasar Lautan: Penemuan Nodul Polimetalik yang Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menemui bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik, pada kedalaman lebih 4,000 meter, mampu menghasilkan oksigen melalui proses elektrokimia tanpa memerlukan cahaya matahari. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 ini mencabar andaian bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis, sekaligus membuka perspektif baru tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di bulan lautan seperti Europa.. Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton Selama beberapa dekad, para saintis menganggap bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan terbaharu di dasar Lautan Pasifik telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS mendapati bahawa nodul polimetalik – bongkahan mineral sebesar kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan logam nadir bumi – secara aktif menghasilkan oksigen di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton, sebuah kawasan dasar laut yang luas di timur Lautan Pasifik, pada kedalaman antara 4,000 hingga 5,000 meter. Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetalik Bagaimana nodul polimetalik boleh menghasilkan oksigen? Melalui satu siri eksperimen makmal dan pengukuran in situ menggunakan alat pendarfluor optik dan kenderaan kawalan jauh ROV , pasukan penyelidik mendapati bahawa nodul tersebut bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua atau lebih nodul bersentuhan antara satu sama lain dalam air laut, ia menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi sehingga 0.95 volt untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen – satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis air laut. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia berlaku dalam kegelapan mutlak tanpa sebarang fotosintesis. Menurut Profesor Sweetman, "Penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh dihasilkan di tempat yang paling tidak kita sangka, dan ia memaksa kita untuk memikirkan semula bagaimana kehidupan boleh bermula di Bumi." Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan. Selama ini, saintis percaya bahawa kehidupan pertama di Bumi muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, atau di sekitar lubang hidroterma yang kaya dengan sulfur. Namun, kehadiran oksigen di dasar laut yang gelap dan sejuk membuka kemungkinan baru: bahawa kehidupan mungkin telah bermula di persekitaran yang lebih dalam dan lebih gelap, dengan oksigen yang dihasilkan secara elektrokimia. Ini juga menjelaskan mengapa beberapa mikrob ekstremofil yang ditemui di dasar laut mampu bertahan tanpa oksigen fotosintetik. Dr. Jeffrey Marlow, seorang ahli mikrobiologi dari Universiti Boston yang tidak terlibat dalam kajian ini, berkata, "Penemuan ini seperti mencari kunci yang hilang untuk memahami ekosistem paling misteri di planet kita." Potensi untuk Penerokaan Angkasa Lepas Selain daripada implikasi di Bumi, penemuan oksigen gelap juga memberi harapan baru dalam astrobiologi – kajian tentang kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Bulan-bulan lautan seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal dipercayai mempunyai lautan air masin di bawah permukaan ais yang tebal. Sehingga kini, saintis menganggap bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang daripada radiolisis pemecahan air oleh sinaran kosmik atau dari lubang hidroterma. Namun, jika nodul polimetalik wujud di dasar lautan Europa, ia mungkin menghasilkan oksigen melalui elektrolisis yang sama, menyediakan sumber tenaga yang stabil untuk kehidupan mikrob. Kajian ini diterbitkan dalam Nature Geoscience pada 22 Julai 2024, dan telah menarik perhatian NASA serta Agensi Angkasa Eropah ESA yang merancang misi untuk meneroka Europa. Kontroversi dan Kajian Lanjutan Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kontroversi. Beberapa saintis meragui sama ada voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik cukup tinggi untuk memulakan elektrolisis secara konsisten di persekitaran dasar laut yang sejuk dan bertekanan tinggi. Pasukan SAMS bagaimanapun telah mengulangi eksperimen mereka di makmal dengan keadaan yang sama dan mendapat keputusan yang konsisten. Langkah seterusnya adalah untuk mengkaji secara terperinci taburan nodul polimetalik di seluruh dasar laut global dan mengukur kadar pengeluaran oksigen gelap dalam skala yang lebih besar. Kajian ini juga menimbulkan persoalan etika tentang perlombongan laut dalam, kerana nodul polimetalik menjadi sasaran utama syarikat perlombongan untuk mendapatkan logam nadir bumi. Jika nodul ini penting untuk menghasilkan oksigen di dasar laut, perlombongan secara besar-besaran mungkin mengganggu ekosistem yang bergantung kepada oksigen gelap. Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Sains Bumi dan Angkasa Penemuan oksigen gelap oleh pasukan SAMS adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui. Ia bukan sahaja mencabar teori asas tentang kitaran oksigen dan asal usul kehidupan, malah membuka pintu kepada kemungkinan baru dalam pencarian kehidupan di luar sistem suria kita. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, "Kita sering menganggap kita sudah memahami planet kita, tetapi penemuan ini menunjukkan bahawa kita baru sahaja menggaru permukaan." Dengan lebih banyak kajian akan datang, mungkin suatu hari nanti kita akan menemui bahawa kehidupan di alam semesta ini lebih biasa daripada yang kita sangka, dan oksigen gelap adalah kunci untuk membuka rahsia tersebut.