Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di atmosfera Bumi dihasilkan semata-mata melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Proses ini memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas pemikiran ini. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew K. Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menemui bukti bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen secara langsung tanpa sebarang bantuan cahaya.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Zon Clarion-Clipperton (CCZ) merupakan kawasan dasar laut yang luas di Lautan Pasifik, terletak di antara Hawaii dan Mexico, pada kedalaman antara 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetalik—bongkah batu kecil bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, besi, nikel, kobalt, dan tembaga. Nodul ini terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendakan mineral daripada air laut. Ketika menjalankan eksperimen rutin untuk mengukur kadar penggunaan oksigen oleh organisma bentik di kawasan ini, para penyelidik mendapati sesuatu yang ganjil: kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup sampel sedimen meningkat secara konsisten, bukannya menurun seperti yang dijangkakan.
Metodologi Kajian oleh Penyelidik Scotland
Pasukan SAMS menggunakan alat pendarat bentik (benthic lander) yang dilengkapi dengan kebuk inkubasi (incubation chamber) untuk mengasingkan sampel sedimen dan air laut di dasar laut. Alat ini direka untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Pada mulanya, para saintis menyangka terdapat kerosakan pada sensor, tetapi selepas berkali-kali pengulangan dan kawalan ketat, keputusan yang sama diperoleh. Malah, apabila nodul polimetalik diasingkan dan diuji di dalam makmal, mereka mendapati bahawa nodul tersebut menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi (sehingga 0.95 volt) untuk memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini dikenali sebagai 'oksigen gelap' (dark oxygen) kerana ia berlaku dalam kegelapan mutlak tanpa fotosintesis.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, membolehkan fotosintesis berlaku. Namun, penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran laut dalam yang gelap, jauh sebelum evolusi fotosintesis. Ini bermakna kehidupan aerobik (yang memerlukan oksigen) mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahkan mungkin berasal dari persekitaran hidroterma laut dalam. Tambahan pula, proses elektrolisis semula jadi ini boleh menyediakan sumber tenaga kimia yang stabil untuk ekosistem bentik, tanpa bergantung kepada sinaran matahari.
Kontroversi dan Cabaran Saintifik
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kontroversi. Beberapa saintis meragui sama ada voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik cukup konsisten untuk menghasilkan oksigen pada skala yang signifikan. Pasukan SAMS mengakui bahawa mekanisme sebenar masih belum difahami sepenuhnya. Mereka membuat hipotesis bahawa perbezaan potensi elektrik antara mineral yang berbeza dalam nodul, digabungkan dengan sifat pemangkin permukaan nodul, membolehkan elektrolisis air berlaku pada voltan yang lebih rendah daripada biasa. Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan sama ada fenomena ini berlaku secara meluas di seluruh dasar laut dan apakah kesannya terhadap kitaran oksigen global.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Sains Bumi dan Astrobiologi
Penemuan oksigen gelap bukan sahaja mengubah cara kita melihat lautan dalam, malah membuka perspektif baru dalam astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa (musytari) dan Enceladus (Zuhal) dipercayai mempunyai lautan air cair di bawah permukaan beraisnya. Jika nodul polimetalik boleh menghasilkan oksigen di dasar laut Bumi tanpa cahaya, proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan tersebut. Ini meningkatkan potensi kewujudan kehidupan aerobik di luar Bumi. Kajian ini mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang mampu mencabar teori-teori saintifik yang telah lama dipegang.
Oksigen Gelap: Nodul Polimetalik di Dasar Laut Pasifik Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen secara semula jadi tanpa kehadiran cahaya matahari atau proses fotosintesis. Fenomena yang digelar 'oksigen gelap' ini ditemui di Zon Clarion-Clipperton pada kedalaman lebih 4,000 meter. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori asas tentang sumber oksigen di Bumi, malah membuka kemungkinan baru tentang asal usul kehidupan di planet lain.. Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di atmosfera Bumi dihasilkan semata-mata melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan fitoplankton. Proses ini memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, satu penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas pemikiran ini. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew K. Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen secara langsung tanpa sebarang bantuan cahaya.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Zon Clarion-Clipperton CCZ merupakan kawasan dasar laut yang luas di Lautan Pasifik, terletak di antara Hawaii dan Mexico, pada kedalaman antara 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetalik—bongkah batu kecil bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, besi, nikel, kobalt, dan tembaga. Nodul ini terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendakan mineral daripada air laut. Ketika menjalankan eksperimen rutin untuk mengukur kadar penggunaan oksigen oleh organisma bentik di kawasan ini, para penyelidik mendapati sesuatu yang ganjil: kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup sampel sedimen meningkat secara konsisten, bukannya menurun seperti yang dijangkakan.
Metodologi Kajian oleh Penyelidik Scotland
Pasukan SAMS menggunakan alat pendarat bentik benthic lander yang dilengkapi dengan kebuk inkubasi incubation chamber untuk mengasingkan sampel sedimen dan air laut di dasar laut. Alat ini direka untuk mengukur perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Pada mulanya, para saintis menyangka terdapat kerosakan pada sensor, tetapi selepas berkali-kali pengulangan dan kawalan ketat, keputusan yang sama diperoleh. Malah, apabila nodul polimetalik diasingkan dan diuji di dalam makmal, mereka mendapati bahawa nodul tersebut menghasilkan voltan elektrik yang cukup tinggi sehingga 0.95 volt untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini dikenali sebagai 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia berlaku dalam kegelapan mutlak tanpa fotosintesis.
Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan
Penemuan ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, membolehkan fotosintesis berlaku. Namun, penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran laut dalam yang gelap, jauh sebelum evolusi fotosintesis. Ini bermakna kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahkan mungkin berasal dari persekitaran hidroterma laut dalam. Tambahan pula, proses elektrolisis semula jadi ini boleh menyediakan sumber tenaga kimia yang stabil untuk ekosistem bentik, tanpa bergantung kepada sinaran matahari.
Kontroversi dan Cabaran Saintifik
Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kontroversi. Beberapa saintis meragui sama ada voltan yang dihasilkan oleh nodul polimetalik cukup konsisten untuk menghasilkan oksigen pada skala yang signifikan. Pasukan SAMS mengakui bahawa mekanisme sebenar masih belum difahami sepenuhnya. Mereka membuat hipotesis bahawa perbezaan potensi elektrik antara mineral yang berbeza dalam nodul, digabungkan dengan sifat pemangkin permukaan nodul, membolehkan elektrolisis air berlaku pada voltan yang lebih rendah daripada biasa. Kajian lanjut diperlukan untuk mengesahkan sama ada fenomena ini berlaku secara meluas di seluruh dasar laut dan apakah kesannya terhadap kitaran oksigen global.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Sains Bumi dan Astrobiologi
Penemuan oksigen gelap bukan sahaja mengubah cara kita melihat lautan dalam, malah membuka perspektif baru dalam astrobiologi. Bulan-bulan berais seperti Europa musytari dan Enceladus Zuhal dipercayai mempunyai lautan air cair di bawah permukaan beraisnya. Jika nodul polimetalik boleh menghasilkan oksigen di dasar laut Bumi tanpa cahaya, proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan tersebut. Ini meningkatkan potensi kewujudan kehidupan aerobik di luar Bumi. Kajian ini mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang mampu mencabar teori-teori saintifik yang telah lama dipegang.