Selama berabad-abad, 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 yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Persatuan Sains Marin Scotland (SAMS) dan Universiti Southern Denmark mendapati bahawa oksigen sebenarnya dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dikenali sebagai 'oksigen gelap' (dark oxygen) dan ia dihasilkan oleh nodul polimetal – batu-batan kecil yang kaya dengan logam seperti mangan, kobalt, dan nikel yang bertaburan di dasar laut.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton (CCZ), sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terkenal dengan kekayaan nodul polimetal. Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di dasar laut menggunakan alat
benthic chamber yang diletakkan di atas sedimen. Mereka menjangkakan bahawa kadar oksigen akan menurun dari semasa ke semasa kerana organisma menghirup oksigen. Sebaliknya, mereka mendapati bahawa kepekatan oksigen
meningkat secara ketara di dalam ruang tertutup tersebut. "Kami pada mulanya menyangka alat kami rosak," kata Profesor Sweetman dalam satu temu bual. "Kami mengulangi eksperimen berkali-kali, tetapi hasilnya tetap sama – oksigen bertambah, bukan berkurang." Selepas menyingkirkan kemungkinan ralat alat, pasukan menyedari bahawa nodul polimetal itu sendiri yang menghasilkan oksigen.
Bagaimana Nodul Polimetal Menghasilkan Oksigen?
Mekanisme di sebalik penghasilan oksigen gelap ini amat menarik. Nodul polimetal bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua atau lebih nodul bersentuhan antara satu sama lain, perbezaan potensi elektrik antara logam-logam yang berbeza (seperti mangan dan kobalt) menghasilkan arus elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air (H₂O) kepada hidrogen dan oksigen – satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis air. Dalam erti kata lain, nodul-nodul ini berfungsi sebagai 'geobateri' yang menghasilkan oksigen secara berterusan di dasar laut yang gelap. Penemuan ini pertama kali dilaporkan dalam
Nature Geoscience (DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8) dan kemudiannya disahkan oleh pasukan bebas dari Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Marin.
Implikasi terhadap Teori Kehidupan dan Penerokaan Angkasa
Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Sebelum ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan aerobik (yang memerlukan oksigen) hanya boleh muncul selepas evolusi fotosintesis, kira-kira 2.4 bilion tahun lalu. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran yang gelap dan kaya logam, jauh sebelum fotosintesis muncul. Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahkan mungkin berasal dari persekitaran hidroterma atau dasar laut yang kaya dengan nodul polimetal. Tambahan pula, penemuan ini membuka kemungkinan bahawa oksigen boleh dihasilkan di planet-planet lain yang tidak mempunyai atmosfera oksigen, seperti Europa (bulan Musytari) atau Enceladus (bulan Zuhal), yang diketahui mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. "Jika nodul polimetal boleh menghasilkan oksigen di Bumi tanpa cahaya, maka proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan berais di sistem suria kita," kata Dr. Franziska Krah, ahli geokimia dari Universiti Edinburgh yang terlibat dalam kajian ini.
Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan
Walaupun penemuan ini amat mengujakan, ia juga menimbulkan persoalan baharu. Sebagai contoh, berapa banyak oksigen yang sebenarnya dihasilkan oleh nodul polimetal di seluruh dasar laut? Adakah proses ini menyumbang secara signifikan kepada kitaran oksigen global? Kajian lanjut diperlukan untuk mengukur kadar penghasilan oksigen gelap di pelbagai lokasi dan kedalaman. Selain itu, penemuan ini juga mempunyai implikasi terhadap perlombongan laut dalam. Kawasan CCZ kini menjadi sasaran syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetal bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi untuk bateri kenderaan elektrik. Jika perlombongan ini dijalankan secara besar-besaran, ia mungkin akan mengganggu ekosistem unik yang bergantung kepada oksigen gelap ini. "Kita perlu berhati-hati sebelum melombong nodul ini kerana kita baru sahaja mengetahui bahawa ia memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut," amaran Profesor Sweetman. Pasukan penyelidik kini merancang untuk menjalankan ekspedisi lanjut ke kawasan lain seperti Lautan Artik dan Lautan Hindi untuk melihat sama ada fenomena yang sama berlaku di sana.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Oksigen
Penemuan oksigen gelap adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai. Ia mencabar dogma sains yang telah bertahan selama lebih 200 tahun dan membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi, geokimia, dan ekologi laut dalam. Lebih penting lagi, penemuan ini menekankan betapa rapuhnya keseimbangan ekosistem laut dalam dan betapa pentingnya kita memahami sepenuhnya kesan aktiviti manusia seperti perlombongan sebelum ia dilakukan secara besar-besaran. Oksigen gelap bukan sekadar fenomena saintifik yang menarik – ia adalah kunci kepada pemahaman kita tentang kehidupan di Bumi dan mungkin juga di tempat lain di alam semesta.
Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap 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. Oksigen ini, yang digelar 'oksigen gelap' (dark oxygen), terhasil daripada nodul polimetal yang kaya dengan mangan dan kobalt melalui proses elektrolisis semula jadi. Penemuan ini mencabar teori asas bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis dan membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di planet lain.. Selama berabad-abad, 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 yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan dunia sains. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Persatuan Sains Marin Scotland SAMS dan Universiti Southern Denmark mendapati bahawa oksigen sebenarnya dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, di kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dikenali sebagai 'oksigen gelap' dark oxygen dan ia dihasilkan oleh nodul polimetal – batu-batan kecil yang kaya dengan logam seperti mangan, kobalt, dan nikel yang bertaburan di dasar laut.
Penemuan Mengejutkan di Zon Clarion-Clipperton
Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terkenal dengan kekayaan nodul polimetal. Pasukan penyelidik pada mulanya mengukur kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di dasar laut menggunakan alat benthic chamber yang diletakkan di atas sedimen. Mereka menjangkakan bahawa kadar oksigen akan menurun dari semasa ke semasa kerana organisma menghirup oksigen. Sebaliknya, mereka mendapati bahawa kepekatan oksigen meningkat secara ketara di dalam ruang tertutup tersebut. "Kami pada mulanya menyangka alat kami rosak," kata Profesor Sweetman dalam satu temu bual. "Kami mengulangi eksperimen berkali-kali, tetapi hasilnya tetap sama – oksigen bertambah, bukan berkurang." Selepas menyingkirkan kemungkinan ralat alat, pasukan menyedari bahawa nodul polimetal itu sendiri yang menghasilkan oksigen.
Bagaimana Nodul Polimetal Menghasilkan Oksigen?
Mekanisme di sebalik penghasilan oksigen gelap ini amat menarik. Nodul polimetal bertindak seperti bateri semula jadi. Apabila dua atau lebih nodul bersentuhan antara satu sama lain, perbezaan potensi elektrik antara logam-logam yang berbeza seperti mangan dan kobalt menghasilkan arus elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen – satu proses yang dikenali sebagai elektrolisis air. Dalam erti kata lain, nodul-nodul ini berfungsi sebagai 'geobateri' yang menghasilkan oksigen secara berterusan di dasar laut yang gelap. Penemuan ini pertama kali dilaporkan dalam Nature Geoscience DOI: 10.1038/s41561-024-01480-8 dan kemudiannya disahkan oleh pasukan bebas dari Institut Max Planck untuk Mikrobiologi Marin.
Implikasi terhadap Teori Kehidupan dan Penerokaan Angkasa
Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang sangat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan. Sebelum ini, teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen hanya boleh muncul selepas evolusi fotosintesis, kira-kira 2.4 bilion tahun lalu. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran yang gelap dan kaya logam, jauh sebelum fotosintesis muncul. Ini bermakna kehidupan aerobik mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka, atau bahkan mungkin berasal dari persekitaran hidroterma atau dasar laut yang kaya dengan nodul polimetal. Tambahan pula, penemuan ini membuka kemungkinan bahawa oksigen boleh dihasilkan di planet-planet lain yang tidak mempunyai atmosfera oksigen, seperti Europa bulan Musytari atau Enceladus bulan Zuhal , yang diketahui mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. "Jika nodul polimetal boleh menghasilkan oksigen di Bumi tanpa cahaya, maka proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan berais di sistem suria kita," kata Dr. Franziska Krah, ahli geokimia dari Universiti Edinburgh yang terlibat dalam kajian ini.
Cabaran dan Penyelidikan Masa Depan
Walaupun penemuan ini amat mengujakan, ia juga menimbulkan persoalan baharu. Sebagai contoh, berapa banyak oksigen yang sebenarnya dihasilkan oleh nodul polimetal di seluruh dasar laut? Adakah proses ini menyumbang secara signifikan kepada kitaran oksigen global? Kajian lanjut diperlukan untuk mengukur kadar penghasilan oksigen gelap di pelbagai lokasi dan kedalaman. Selain itu, penemuan ini juga mempunyai implikasi terhadap perlombongan laut dalam. Kawasan CCZ kini menjadi sasaran syarikat perlombongan untuk mengekstrak nodul polimetal bagi memenuhi permintaan logam nadir bumi untuk bateri kenderaan elektrik. Jika perlombongan ini dijalankan secara besar-besaran, ia mungkin akan mengganggu ekosistem unik yang bergantung kepada oksigen gelap ini. "Kita perlu berhati-hati sebelum melombong nodul ini kerana kita baru sahaja mengetahui bahawa ia memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen di dasar laut," amaran Profesor Sweetman. Pasukan penyelidik kini merancang untuk menjalankan ekspedisi lanjut ke kawasan lain seperti Lautan Artik dan Lautan Hindi untuk melihat sama ada fenomena yang sama berlaku di sana.
Kesimpulan: Satu Paradigma Baharu dalam Sains Oksigen
Penemuan oksigen gelap adalah satu peringatan bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang belum terungkai. Ia mencabar dogma sains yang telah bertahan selama lebih 200 tahun dan membuka pintu kepada kemungkinan baharu dalam astrobiologi, geokimia, dan ekologi laut dalam. Lebih penting lagi, penemuan ini menekankan betapa rapuhnya keseimbangan ekosistem laut dalam dan betapa pentingnya kita memahami sepenuhnya kesan aktiviti manusia seperti perlombongan sebelum ia dilakukan secara besar-besaran. Oksigen gelap bukan sekadar fenomena saintifik yang menarik – ia adalah kunci kepada pemahaman kita tentang kehidupan di Bumi dan mungkin juga di tempat lain di alam semesta.