Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap (Dark Oxygen) Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap (Dark Oxygen) Dihasilkan di Dasar Laut Tanpa Cahaya Matahari – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu daripada Nodul Polimetal yang Mencabar Teori Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: oksigen dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter tanpa kehadiran cahaya matahari. Proses yang digelar 'oksigen gelap' ini berlaku melalui elektrolisis air laut yang dimediasi oleh nodul polimetal yang kaya dengan mangan, nikel, dan kobalt. Penemuan ini mencabar dogma bahawa oksigen hanya terhasil melalui fotosintesis dan membuka persoalan baharu tentang asal-usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di bulan lautan seperti Europa dan Enceladus.. Pengenalan: Dogma Fotosintesis Mula Tergugat Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen molekul O₂ di Bumi hanya dapat dihasilkan melalui proses fotosintesis yang memerlukan cahaya matahari. Namun, satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggemparkan dunia sains dengan penemuan yang benar-benar di luar jangkaan: oksigen dihasilkan secara semula jadi di dasar laut yang gelap gelita, pada kedalaman lebih 4,000 meter, tanpa sebarang cahaya. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen oleh pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science SAMS yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman. Metodologi Kajian di Zona Clarion-Clipperton Pasukan penyelidik menjalankan ekspedisi di Zona Clarion-Clipperton CCZ di Lautan Pasifik, sebuah kawasan yang terkenal dengan kepekatan tinggi nodul polimetal—batu-batu kecil sebesar kentang yang kaya dengan mangan, nikel, tembaga, dan kobalt. Dengan menggunakan kenderaan kendalian jarak jauh ROV , mereka menurunkan ruang inkubasi khas ke dasar laut untuk mengukur kadar oksigen dalam sedimen. Pada mulanya, mereka menjangkakan bacaan oksigen akan menurun kerana tiada fotosintesis, tetapi sebaliknya, bacaan oksigen meningkat secara konsisten. Selepas pelbagai ujian kawalan untuk menolak kemungkinan pencemaran atau kesilapan alat, mereka mengesahkan bahawa nodul polimetal itu sendiri yang menghasilkan oksigen melalui proses elektrokimia. Mekanisme Elektrolisis Air Laut oleh Nodul Polimetal Bagaimana nodul polimetal boleh menghasilkan oksigen? Kajian lanjut mendedahkan bahawa permukaan nodul ini bertindak seperti bateri semula jadi. Nodul polimetal mempunyai komposisi mineral yang menghasilkan perbezaan potensi elektrik voltan antara lapisan mangan oksida dan logam-logam lain. Apabila terendam dalam air laut yang bersifat elektrolit, voltan ini mencukupi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen—satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis air. Dalam eksperimen makmal, pasukan penyelidik mengukur voltan sehingga 0.95 volt pada permukaan nodul, cukup tinggi untuk memisahkan air pada pH lautan. Ini adalah kali pertama proses elektrolisis semula jadi dikesan pada skala geologi di dasar laut. Implikasi Terhadap Teori Asal-Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal-usul kehidupan di Bumi. Selama ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan awal bergantung kepada sebatian organik yang terbentuk secara abiotik atau melalui aktiviti hidroterma. Namun, kehadiran oksigen di dasar laut tanpa fotosintesis membuka kemungkinan bahawa oksigen boleh wujud lebih awal daripada yang disangka, mungkin sejak pembentukan lautan purba. Ini boleh menyokong hipotesis bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal dalam sejarah Bumi, sebelum evolusi fotosintesis. Tambahan pula, proses elektrolisis ini boleh menjadi sumber tenaga alternatif untuk mikroorganisma kemosintetik yang mendiami persekitaran ekstrem. Potensi Kehidupan di Bulan Lautan Lain Salah satu aspek yang paling menarik daripada penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan-bulan seperti Europa musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan subpermukaan yang dilitupi lapisan ais tebal. Sehingga kini, saintis meragui kehadiran oksigen di lautan tersebut kerana ketiadaan fotosintesis. Namun, jika nodul polimetal atau struktur geologi serupa wujud di dasar lautan bulan-bulan ini, elektrolisis air laut boleh menghasilkan oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan mikrob. Kajian ini memberikan satu mekanisme yang munasabah untuk kewujudan oksigen di dunia lautan tanpa cahaya, sekaligus meningkatkan potensi penemuan kehidupan luar Bumi dalam misi akan datang seperti NASA Europa Clipper. Cabaran dan Kontroversi dalam Komuniti Saintifik Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kritikan. Beberapa saintis mempersoalkan sama ada voltan yang diukur dalam eksperimen makmal benar-benar mewakili keadaan sebenar di dasar laut. Faktor seperti tekanan tinggi, suhu rendah, dan kehadiran mikroorganisma mungkin mempengaruhi proses elektrolisis. Selain itu, kadar pengeluaran oksigen yang dikesan agak rendah—sekitar 0.1 hingga 1 mikromol per liter per hari—dan mungkin tidak signifikan secara global. Namun, pasukan penyelidik menegaskan bahawa walaupun kadar yang rendah, jika diagregatkan merentasi seluruh kawasan CCZ yang luas, jumlah oksigen yang dihasilkan boleh menjadi signifikan dan mempengaruhi ekosistem bentik. Kesan Terhadap Ekosistem Dasar Laut dan Perlombongan Laut Dalam Penemuan ini juga mempunyai implikasi praktikal terhadap industri perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton kini menjadi tumpuan syarikat-syarikat yang ingin melombong nodul polimetal untuk mendapatkan logam nadir bumi yang digunakan dalam teknologi hijau seperti bateri kenderaan elektrik. Jika nodul ini memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen untuk ekosistem dasar laut, perlombongan secara besar-besaran boleh mengganggu keseimbangan oksigen dan mengancam hidupan laut yang bergantung kepadanya. Pasukan penyelidik menyeru agar kajian impak alam sekitar yang lebih mendalam dijalankan sebelum sebarang aktiviti perlombongan dimulakan. Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Bumi Penemuan oksigen gelap ini bukan sekadar satu anomali saintifik, tetapi satu paradigma baharu yang memaksa kita menilai semula pemahaman asas tentang kitaran oksigen Bumi. Ia menunjukkan bahawa alam semula jadi mempunyai cara yang lebih kreatif dan pelbagai untuk mengekalkan kehidupan daripada yang kita sangkakan. Dengan lebih banyak kajian diperlukan untuk memahami sepenuhnya mekanisme dan skala fenomena ini, satu perkara yang pasti: dasar laut yang gelap dan sunyi menyimpan lebih banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui. Penemuan ini juga mengingatkan kita bahawa sains sentiasa berkembang, dan apa yang dianggap mustahil hari ini mungkin menjadi kenyataan esok.