Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di planet kita hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan mengejutkan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas biologi dan oseanografi. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menemui bukti bahawa oksigen turut dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, jauh daripada capaian cahaya matahari. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori sedia ada tentang kitaran oksigen global, malah membuka persoalan baharu tentang bagaimana kehidupan boleh wujud di persekitaran paling ekstrem di Bumi dan di luar angkasa.
Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton (CCZ), sebuah kawasan di Lautan Pasifik utara yang terletak pada kedalaman antara 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetal—ketulan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan kendalian jauh (ROV) yang dilengkapi dengan penderia oksigen terkalibrasi tinggi untuk mengukur kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup yang diletakkan di atas dasar laut. Mereka juga menggunakan teknik inkubasi sedimen untuk memantau perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Hasilnya sungguh mengejutkan: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten di dalam ruang yang mengandungi nodul polimetal, manakala ruang kawalan tanpa nodul menunjukkan penurunan oksigen akibat respirasi mikrob.
Penemuan Utama: Elektrolisis Air sebagai Punca Oksigen Gelap
Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul polimetal bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang tidak rata menghasilkan medan elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini, yang digelar 'oksigen gelap' (dark oxygen), berlaku tanpa sebarang penglibatan organisma hidup. Kajian makmal mengesahkan bahawa apabila nodul diletakkan di dalam air laut dan diberi rangsangan elektrik kecil, gelembung oksigen mula terbentuk. Ini membuktikan bahawa proses abiotik ini mampu menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang signifikan di dasar laut. Penemuan ini juga menjelaskan mengapa kawasan CCZ yang kaya dengan nodul polimetal mempunyai kepekatan oksigen yang lebih tinggi daripada yang dijangkakan, walaupun tiada organisma fotosintetik di situ.
Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan di Bumi
Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Selama ini, teori utama menyatakan bahawa kehidupan awal di Bumi bergantung kepada sebatian organik yang terbentuk secara abiotik di dalam lautan purba yang miskin oksigen. Namun, jika oksigen boleh dihasilkan di dasar laut tanpa cahaya matahari, ini bermakna oksigen mungkin telah wujud di lautan Bumi purba lebih awal daripada yang disangka. Oksigen ini boleh menyokong metabolisme aerobik pada organisma primitif, sekaligus mempercepatkan evolusi kehidupan yang kompleks. Kajian ini juga mencadangkan bahawa persekitaran hidroterma dan dasar laut yang kaya dengan mineral mungkin menjadi 'kilang oksigen' semula jadi yang tidak bergantung kepada cahaya.
Potensi Kehidupan di Bulan Lautan Europa dan Enceladus
Salah satu aspek paling menarik daripada penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan lautan seperti Europa (bulan Musytari) dan Enceladus (bulan Zuhal) diketahui mempunyai lautan air masin di bawah permukaan ais yang tebal. Para saintis selama ini tertanya-tanya sama ada lautan tersebut mempunyai sumber oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan. Penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa nodul polimetal atau struktur mineral serupa di dasar laut bulan-bulan tersebut boleh menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, tanpa memerlukan cahaya matahari. Ini meningkatkan kemungkinan bahawa kehidupan mikrob aerobik boleh wujud di lautan bawah permukaan Europa dan Enceladus. Misi angkasa lepas seperti Europa Clipper NASA yang akan dilancarkan pada 2024 mungkin dapat mengesan tanda-tanda oksigen gelap ini.
Cabaran terhadap Perlombongan Laut Dalam
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang penting, terutamanya dalam konteks perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama syarikat perlombongan yang ingin mengekstrak nodul polimetal untuk digunakan dalam pembuatan bateri dan elektronik. Namun, jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut, penyingkiran mereka secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen di lautan dalam. Ekosistem laut dalam yang bergantung kepada oksigen gelap mungkin terjejas teruk. Para saintis menyeru agar kajian impak alam sekitar yang lebih mendalam dijalankan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Penemuan ini menambah satu lagi lapisan kerumitan kepada perdebatan tentang perlombongan laut dalam yang semakin hangat.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi dan Angkasa
Penemuan oksigen gelap oleh pasukan Profesor Sweetman merupakan salah satu penemuan saintifik paling penting dalam dekad ini. Ia bukan sahaja memaksa kita untuk menulis semula buku teks biologi dan oseanografi, malah membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi. Proses elektrolisis semula jadi pada nodul polimetal menunjukkan bahawa alam semesta mungkin lebih kreatif dalam menghasilkan oksigen daripada yang kita sangka. Sementara para saintis terus mengkaji mekanisme tepat dan skala global fenomena ini, satu perkara yang jelas: kehidupan di Bumi dan di luar Bumi mungkin mempunyai lebih banyak sumber oksigen daripada yang pernah kita bayangkan. Penemuan ini mengingatkan kita bahawa lautan dalam masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk disingkap.
Oksigen Gelap: Penemuan Mengejutkan di Dasar Laut Mencabar Teori Kehidupan Tanpa Cahaya Matahari. Kajian terbaharu oleh penyelidik dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan bahawa nodul polimetal di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen secara semula jadi tanpa kehadiran cahaya matahari. Penemuan ini mencabar andaian saintifik selama ini bahawa oksigen hanya dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan dan alga. Proses yang digelar 'oksigen gelap' ini dipercayai berlaku melalui elektrolisis air akibat medan elektrik semula jadi yang terhasil pada permukaan nodul polimetal. Implikasi penemuan ini amat luas, termasuk mengubah pemahaman tentang asal usul kehidupan di Bumi dan membuka kemungkinan kewujudan kehidupan di bulan lautan seperti Europa yang diselubungi ais.. Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di planet kita hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biologi yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu penemuan mengejutkan yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas biologi dan oseanografi. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS menemui bukti bahawa oksigen turut dihasilkan di dasar laut yang gelap gelita, jauh daripada capaian cahaya matahari. Penemuan ini bukan sahaja mencabar teori sedia ada tentang kitaran oksigen global, malah membuka persoalan baharu tentang bagaimana kehidupan boleh wujud di persekitaran paling ekstrem di Bumi dan di luar angkasa.
Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik utara yang terletak pada kedalaman antara 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetal—ketulan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan kendalian jauh ROV yang dilengkapi dengan penderia oksigen terkalibrasi tinggi untuk mengukur kepekatan oksigen di dalam ruang tertutup yang diletakkan di atas dasar laut. Mereka juga menggunakan teknik inkubasi sedimen untuk memantau perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Hasilnya sungguh mengejutkan: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten di dalam ruang yang mengandungi nodul polimetal, manakala ruang kawalan tanpa nodul menunjukkan penurunan oksigen akibat respirasi mikrob.
Penemuan Utama: Elektrolisis Air sebagai Punca Oksigen Gelap
Analisis lanjut menunjukkan bahawa nodul polimetal bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang tidak rata menghasilkan medan elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Fenomena ini, yang digelar 'oksigen gelap' dark oxygen , berlaku tanpa sebarang penglibatan organisma hidup. Kajian makmal mengesahkan bahawa apabila nodul diletakkan di dalam air laut dan diberi rangsangan elektrik kecil, gelembung oksigen mula terbentuk. Ini membuktikan bahawa proses abiotik ini mampu menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang signifikan di dasar laut. Penemuan ini juga menjelaskan mengapa kawasan CCZ yang kaya dengan nodul polimetal mempunyai kepekatan oksigen yang lebih tinggi daripada yang dijangkakan, walaupun tiada organisma fotosintetik di situ.
Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan di Bumi
Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Selama ini, teori utama menyatakan bahawa kehidupan awal di Bumi bergantung kepada sebatian organik yang terbentuk secara abiotik di dalam lautan purba yang miskin oksigen. Namun, jika oksigen boleh dihasilkan di dasar laut tanpa cahaya matahari, ini bermakna oksigen mungkin telah wujud di lautan Bumi purba lebih awal daripada yang disangka. Oksigen ini boleh menyokong metabolisme aerobik pada organisma primitif, sekaligus mempercepatkan evolusi kehidupan yang kompleks. Kajian ini juga mencadangkan bahawa persekitaran hidroterma dan dasar laut yang kaya dengan mineral mungkin menjadi 'kilang oksigen' semula jadi yang tidak bergantung kepada cahaya.
Potensi Kehidupan di Bulan Lautan Europa dan Enceladus
Salah satu aspek paling menarik daripada penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan lautan seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air masin di bawah permukaan ais yang tebal. Para saintis selama ini tertanya-tanya sama ada lautan tersebut mempunyai sumber oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan. Penemuan oksigen gelap menunjukkan bahawa nodul polimetal atau struktur mineral serupa di dasar laut bulan-bulan tersebut boleh menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, tanpa memerlukan cahaya matahari. Ini meningkatkan kemungkinan bahawa kehidupan mikrob aerobik boleh wujud di lautan bawah permukaan Europa dan Enceladus. Misi angkasa lepas seperti Europa Clipper NASA yang akan dilancarkan pada 2024 mungkin dapat mengesan tanda-tanda oksigen gelap ini.
Cabaran terhadap Perlombongan Laut Dalam
Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal yang penting, terutamanya dalam konteks perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama syarikat perlombongan yang ingin mengekstrak nodul polimetal untuk digunakan dalam pembuatan bateri dan elektronik. Namun, jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut, penyingkiran mereka secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen di lautan dalam. Ekosistem laut dalam yang bergantung kepada oksigen gelap mungkin terjejas teruk. Para saintis menyeru agar kajian impak alam sekitar yang lebih mendalam dijalankan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Penemuan ini menambah satu lagi lapisan kerumitan kepada perdebatan tentang perlombongan laut dalam yang semakin hangat.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi dan Angkasa
Penemuan oksigen gelap oleh pasukan Profesor Sweetman merupakan salah satu penemuan saintifik paling penting dalam dekad ini. Ia bukan sahaja memaksa kita untuk menulis semula buku teks biologi dan oseanografi, malah membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi. Proses elektrolisis semula jadi pada nodul polimetal menunjukkan bahawa alam semesta mungkin lebih kreatif dalam menghasilkan oksigen daripada yang kita sangka. Sementara para saintis terus mengkaji mekanisme tepat dan skala global fenomena ini, satu perkara yang jelas: kehidupan di Bumi dan di luar Bumi mungkin mempunyai lebih banyak sumber oksigen daripada yang pernah kita bayangkan. Penemuan ini mengingatkan kita bahawa lautan dalam masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk disingkap.