Dark Oxygen: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Dark Oxygen: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Penemuan mengejutkan oleh pasukan penyelidik antarabangsa yang diterbitkan dalam Nature Geoscience mendedahkan bahawa oksigen boleh dihasilkan di dasar laut pada kedalaman 4,000 meter tanpa sebarang cahaya matahari atau fotosintesis. Proses ini, yang dikenali sebagai 'dark oxygen', berlaku melalui elektrolisis semula jadi yang dimediasi oleh nodul polimetal yang kaya dengan mangan dan logam lain. Penemuan ini bukan sahaja mencabar paradigma bahawa oksigen hanya berasal daripada fotosintesis, malah membuka persoalan baru tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di lautan bulan-bulan planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Pengenalan: Misteri Oksigen di Zona Afotik Selama berabad-abad, sains mengajarkan bahawa oksigen di atmosfera Bumi dihasilkan secara eksklusif melalui fotosintesis oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Proses ini memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan terbaru yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggoncang asas biologi dan geokimia. Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS dan rakan-rakan dari Universiti Hawaii, Universiti Southern Denmark, dan institusi lain, menemui bukti kukuh bahawa oksigen dihasilkan di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter—kawasan yang langsung tidak menerima cahaya matahari. Fenomena ini dinamakan 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Penemuan Dark Oxygen di Zona Clarion-Clipperton Kajian ini dijalankan di Zona Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang terkenal dengan kepekatan tinggi nodul polimetal—bongkah-bongkah kecil sebesar kentang yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik pada mulanya mengkaji kadar penggunaan oksigen oleh mikroorganisma di sedimen dasar laut. Mereka menggunakan alat inkubator bentik yang dipanggil benthic chamber untuk mengukur kepekatan oksigen di dalam air yang terperangkap. Secara teori, kepekatan oksigen sepatutnya menurun dari masa ke masa kerana respirasi organisma. Namun, sebaliknya berlaku: kepekatan oksigen meningkat secara konsisten di beberapa lokasi. Fenomena ini berulang kali diperhatikan selama beberapa tahun, dan akhirnya disahkan melalui eksperimen makmal di atas kapal. Metodologi Kajian: Eksperimen Makmal dan Analisis Elektrokimia Untuk memastikan bahawa peningkatan oksigen bukan disebabkan oleh kesilapan alat, pasukan penyelidik membawa sampel nodul polimetal ke makmal di atas kapal penyelidikan. Mereka meletakkan nodul-nodul ini di dalam air laut yang telah disterilkan dan bebas oksigen, lalu mengukur perubahan kepekatan oksigen menggunakan sensor optod. Hasilnya mengejutkan: nodul-nodul tersebut menghasilkan oksigen secara spontan. Analisis lanjut menggunakan mikroskop elektron dan spektroskopi sinar-X mendedahkan bahawa permukaan nodul mempunyai potensi elektrik yang sangat tinggi, mencapai sehingga 0.95 volt. Ini hampir mencukupi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis, yang secara teorinya memerlukan 1.23 volt. Walau bagaimanapun, penyelidik percaya bahawa susunan logam yang berbeza pada nodul bertindak seperti bateri semula jadi, menghasilkan voltan yang mencukupi untuk elektrolisis air laut. Proses ini dikenali sebagai 'geobateri' atau 'elektrolisis marin'. Implikasi terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan dark oxygen mempunyai implikasi yang sangat mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan pertama muncul di lautan purba sekitar 3.8 bilion tahun lalu, dan oksigen mula terkumpul di atmosfera hanya selepas evolusi fotosintesis sekitar 2.4 bilion tahun lalu Peristiwa Pengoksigenan Besar . Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh lebih awal, walaupun tanpa fotosintesis. Ini bermakna bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang disangka. Tambahan pula, nodul polimetal dipercayai telah terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan kimia perlahan. Jika proses elektrolisis ini telah berlaku sejak zaman purba, ia boleh menyediakan sumber oksigen yang stabil untuk mikroorganisma awal di dasar laut. Potensi Kehidupan di Bulan-Bulan Planet Lain Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan-bulan planet seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal diketahui mempunyai lautan air cair di bawah permukaan ais yang tebal. Di Europa, misalnya, lautan tersebut dianggarkan sedalam 100 kilometer dan mungkin mengandungi hidroterma serta aktiviti geologi yang serupa dengan Bumi. Jika nodul polimetal atau struktur geologi lain di dasar lautan Europa boleh menghasilkan oksigen melalui elektrolisis semula jadi, maka lautan tersebut mungkin mempunyai sumber oksigen yang mencukupi untuk menyokong kehidupan aerobik. Misi NASA yang akan datang, Europa Clipper, dijadualkan tiba di Europa pada tahun 2030 dan akan mencari tanda-tanda kehidupan. Penemuan dark oxygen memberikan satu lagi petunjuk bahawa lautan dalam di bulan-bulan ini mungkin lebih 'hidup' daripada yang kita sangka. Cabaran dan Kontroversi dalam Komuniti Saintifik Walaupun penemuan ini sangat menarik, ia tidak terlepas daripada kritikan. Beberapa saintis meragui sama ada voltan yang dihasilkan oleh nodul benar-benar mencukupi untuk elektrolisis air laut secara berterusan. Mereka berhujah bahawa proses lain seperti penguraian radioaktif atau aktiviti mikroorganisma mungkin turut menyumbang kepada peningkatan oksigen. Namun, pasukan penyelidik telah mengawal kebanyakan pemboleh ubah ini melalui eksperimen kawalan. Mereka juga mendapati bahawa nodul yang telah dibersihkan daripada mikroorganisma masih menghasilkan oksigen, mengesahkan bahawa proses ini adalah geokimia semata-mata. Kajian lanjut diperlukan untuk memahami mekanisme tepat dan skala global fenomena ini. Jika disahkan, dark oxygen boleh menjadi sumber oksigen yang signifikan di lautan dalam, yang selama ini dianggap sebagai kawasan mati dari segi oksigen. Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Sains Bumi dan Kehidupan Penemuan dark oxygen membuka lembaran baru dalam sains Bumi, oseanografi, dan astrobiologi. Ia mengingatkan kita bahawa alam semesta masih menyimpan banyak misteri yang menunggu untuk diungkap. Proses elektrolisis semula jadi oleh nodul polimetal bukan sahaja mencabar dogma fotosintesis sebagai satu-satunya sumber oksigen, malah memberikan perspektif baru tentang bagaimana kehidupan boleh muncul dan berkembang di persekitaran yang paling ekstrem. Bagi Malaysia, yang mempunyai perairan laut dalam yang luas di Zon Ekonomi Eksklusif ZEE di Laut China Selatan dan Laut Sulu, penemuan ini mungkin mendorong lebih banyak penyelidikan oseanografi tempatan. Siapa tahu, mungkin di dasar laut perairan negara kita juga terdapat 'geobateri' yang menghasilkan oksigen gelap, menunggu untuk ditemui oleh saintis Malaysia.