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

Oksigen Gelap: Penemuan Nodul Polimetalik di Dasar Laut yang Menghasilkan Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Kajian terbaru oleh Sweetman et al. (2024) yang diterbitkan dalam Nature Geoscience mendedahkan bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik menghasilkan oksigen melalui elektrolisis air, tanpa kehadiran cahaya matahari. Penemuan ini mencabar dogma bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis dan membuka perspektif baru tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus. Selain itu, penemuan ini menimbulkan persoalan etika terhadap perlombongan laut dalam yang boleh mengganggu proses semula jadi ini.. Pengenalan: Dogma Fotosintesis yang Tergugat Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di atmosfera Bumi hanya terhasil melalui proses fotosintesis yang memerlukan cahaya matahari. Alga, tumbuhan, dan sianobakteria menggunakan tenaga suria untuk memecah molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan mengejutkan dari dasar Lautan Pasifik telah menggemparkan dunia sains. Satu kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 mendapati bahawa nodul polimetalik—bongkahan mineral yang berselerak di dasar laut—mampu menghasilkan oksigen dalam kegelapan mutlak. Fenomena ini, yang digelar 'oksigen gelap' dark oxygen , bukan sahaja mencabar pemahaman asas kita tentang kitaran oksigen Bumi, malah membuka kemungkinan baru tentang bagaimana kehidupan boleh bermula di planet tanpa cahaya. Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Dr. Andrew K. Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS sedang menjalankan ekspedisi di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terletak pada kedalaman 4,000 hingga 6,000 meter. Kawasan ini terkenal dengan kepekatan tinggi nodul polimetalik yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pada asalnya, pasukan itu mengukur kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di dasar laut menggunakan alat benthic chamber. Mereka menjangkakan bacaan oksigen akan menurun secara berterusan kerana respirasi organisma. Sebaliknya, mereka mendapati peningkatan oksigen yang ketara di dalam ruang tertutup tersebut. Selepas mengulangi eksperimen di pelbagai lokasi dan memastikan tiada pencemaran, mereka menyimpulkan bahawa nodul polimetalik itu sendiri yang menghasilkan oksigen. Mekanisme Elektrolisis Semula Jadi Bagaimana nodul polimetalik menghasilkan oksigen? Pasukan Sweetman mendapati bahawa nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Permukaan nodul yang tidak rata mengandungi pelbagai logam dengan potensi elektrokimia yang berbeza. Apabila dua logam berbeza bersentuhan dalam air laut yang bersifat elektrolit, ia menghasilkan voltan kecil—sekitar 0.5 hingga 1.0 volt. Walaupun voltan ini rendah, apabila beribu-ribu nodul berdekatan antara satu sama lain, voltan terkumpul boleh mencapai tahap yang mencukupi untuk memecah molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Proses ini dikenali sebagai 'elektrolisis air semula jadi' dan merupakan pertama kali diperhatikan di persekitaran laut dalam. Ujian makmal mengesahkan bahawa voltan yang dihasilkan oleh nodul cukup untuk menghasilkan gelembung oksigen yang dapat dikesan. Implikasi terhadap Asal Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan. Selama ini, para saintis beranggapan bahawa kehidupan memerlukan oksigen yang dihasilkan oleh fotosintesis, yang seterusnya memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran yang gelap sepenuhnya, seperti di dasar laut atau di lautan bawah permukaan planet lain. Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin boleh muncul di planet yang tidak menerima cahaya bintang, seperti bulan Europa Musytari atau Enceladus Zuhal yang diketahui mempunyai lautan bawah permukaan. Malah, proses elektrolisis semula jadi ini mungkin telah menyediakan oksigen yang mencukupi untuk organisma awal di Bumi sebelum evolusi fotosintesis, sekaligus mengubah kronologi kemunculan kehidupan di planet kita. Kesan terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga menimbulkan kebimbangan besar terhadap industri perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama syarikat-syarikat yang ingin melombong nodul polimetalik untuk mendapatkan logam nadir bumi yang digunakan dalam bateri, telefon pintar, dan teknologi hijau. Namun, jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan ekosistem yang rapuh. Dr. Sweetman memberi amaran bahawa kita belum memahami sepenuhnya kesan jangka panjang penyingkiran nodul ini terhadap kitaran oksigen laut dalam dan kehidupan yang bergantung padanya. Beliau menyeru agar kajian lanjut dijalankan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan, dan menekankan perlunya kerjasama antarabangsa untuk melindungi persekitaran laut dalam yang masih misteri. Kesimpulan: Satu Langkah ke Arah Pemahaman Baru Penemuan oksigen gelap oleh Sweetman et al. 2024 merupakan satu lonjakan besar dalam sains bumi dan astrobiologi. Ia bukan sahaja memaksa kita untuk menulis semula buku teks tentang kitaran oksigen, malah membuka pintu kepada kemungkinan kehidupan di tempat yang sebelum ini dianggap mustahil. Sementara para saintis terus mengkaji mekanisme dan skala fenomena ini, satu perkara yang jelas: Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui, dan setiap penemuan baru mengingatkan kita betapa sedikitnya kita tahu tentang planet kita sendiri.