Dark Oxygen: Penemuan Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Dark Oxygen: Penemuan Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Kajian terbaharu yang diterbitkan dalam Nature Geoscience mendedahkan bahawa nodul polimetalik di dasar Lautan Pasifik mampu menghasilkan oksigen secara elektrokimia tanpa kehadiran cahaya matahari. Penemuan 'dark oxygen' ini mencabar andaian lama bahawa oksigen hanya dihasilkan melalui fotosintesis, sekaligus membuka perspektif baharu tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di planet lain seperti Europa dan Enceladus.. Penemuan Mengejutkan di Zona Clarion-Clipperton Selama lebih satu abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui proses fotosintesis yang memerlukan cahaya matahari. Namun, penemuan terbaharu oleh pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science SAMS bersama rakan antarabangsa telah menggegarkan dunia sains. Dalam kajian yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024, mereka melaporkan kehadiran oksigen yang dihasilkan di dasar laut Zona Clarion-Clipperton CCZ di Lautan Pasifik, pada kedalaman lebih 4,000 meter, di mana cahaya matahari langsung tidak dapat menembusi. Fenomena ini dikenali sebagai 'dark oxygen' atau oksigen gelap. Mekanisme Elektrokimia Nodul Polimetalik Pasukan penyelidik yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman mendapati bahawa nodul polimetalik—bongkahan mineral bersaiz kentang yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan logam lain—bertindak seperti bateri semula jadi di dasar laut. Melalui proses elektrolisis air laut, nodul ini menghasilkan oksigen molekul O₂ tanpa memerlukan organisma hidup. Ujian makmal mengesahkan bahawa voltan permukaan nodul mencapai sehingga 0.95 volt, cukup untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen. Penemuan ini mengejutkan kerana sebelum ini, tiada siapa menyangka bahawa proses geokimia semata-mata boleh menghasilkan oksigen dalam kuantiti yang signifikan di persekitaran abyssal. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan dark oxygen mempunyai implikasi yang mendalam terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan bermula di lautan cetek yang menerima cahaya matahari, di mana fotosintesis menyediakan oksigen. Namun, kajian ini menunjukkan bahawa oksigen mungkin telah wujud di lautan dalam jauh sebelum evolusi organisma fotosintetik. Ini membuka kemungkinan bahawa kehidupan boleh muncul di persekitaran yang gelap dan ekstrem, seperti di lubang hidroterma atau di dasar laut yang kaya dengan nodul polimetalik. Para penyelidik kini mengkaji sama ada dark oxygen memainkan peranan dalam menyokong komuniti mikrob unik yang hidup di sedimen laut dalam. Potensi untuk Kehidupan di Bulan Europa dan Enceladus Salah satu aspek paling menarik dari penemuan ini adalah kaitannya dengan astrobiologi. Bulan Europa Musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan global di bawah kerak ais mereka. Sehingga kini, saintis berpendapat bahawa oksigen di lautan tersebut hanya boleh datang dari radiolisis ais permukaan. Namun, jika nodul polimetalik atau proses elektrokimia serupa wujud di dasar laut bulan-bulan ini, maka oksigen boleh dihasilkan secara berterusan tanpa memerlukan cahaya matahari. Ini meningkatkan peluang untuk mencari kehidupan mikrob di dunia lautan tersebut. Misi NASA Europa Clipper yang akan dilancarkan pada 2024 dijangka akan menyiasat potensi ini dengan lebih mendalam. Cabaran Terhadap Perlombongan Laut Dalam Penemuan dark oxygen juga mempunyai implikasi praktikal yang signifikan terhadap industri perlombongan laut dalam. Zona Clarion-Clipperton kini menjadi tumpuan syarikat-syarikat yang ingin melombong nodul polimetalik untuk mendapatkan logam nadir bumi yang diperlukan dalam pembuatan bateri dan peranti elektronik. Namun, kajian ini menunjukkan bahawa nodul tersebut memainkan peranan ekologi yang penting sebagai sumber oksigen bagi organisma bentik. Jika perlombongan dilakukan secara besar-besaran, ia boleh mengganggu keseimbangan oksigen di dasar laut dan menjejaskan biodiversiti unik yang bergantung kepadanya. Pihak Berkuasa Dasar Laut Antarabangsa ISA kini berdepan tekanan untuk menilai semula peraturan perlombongan berdasarkan penemuan ini. Metodologi Kajian dan Pengesahan Makmal Pasukan Profesor Sweetman menggunakan pelbagai kaedah untuk mengesahkan penemuan mereka. Pertama, mereka mengukur kepekatan oksigen di sedimen dasar laut menggunakan sensor optik dan elektrokimia. Kedua, mereka mengambil sampel nodul polimetalik dan mengujinya di makmal dengan merendamkannya dalam air laut steril. Keputusan menunjukkan bahawa nodul tersebut menghasilkan oksigen pada kadar yang setanding dengan yang diukur di lapangan. Untuk memastikan tiada pencemaran biologi, mereka mengulangi eksperimen dengan air laut yang telah disterilkan dan mendapati hasil yang sama. Ini mengesahkan bahawa proses tersebut adalah semata-mata elektrokimia, bukan biologi. Reaksi Komuniti Saintifik Penemuan ini telah mencetuskan perdebatan hangat dalam kalangan ahli oseanografi dan ahli biologi. Dr. Lisa Levin, seorang ahli ekologi laut dalam dari Scripps Institution of Oceanography, menyifatkan penemuan ini sebagai 'salah satu yang paling mengejutkan dalam dekad ini'. Beliau menekankan bahawa dark oxygen mungkin telah wujud sejak berjuta-juta tahun, tetapi tidak pernah dikesan kerana andaian bahawa oksigen hanya berasal dari fotosintesis. Sementara itu, Dr. Jeffrey Marlow dari Boston University menegaskan bahawa penemuan ini membuka peluang untuk menyelidik metabolisme mikrob yang mungkin menggunakan oksigen ini secara langsung, tanpa memerlukan bahan organik dari permukaan. Kesimpulan dan Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan Penemuan dark oxygen di dasar Lautan Pasifik bukan sahaja mencabar teori asas tentang kitaran oksigen global, tetapi juga membuka lembaran baharu dalam astrobiologi dan sains bumi. Langkah seterusnya termasuk mengkaji taburan nodul polimetalik di seluruh lautan dunia, mengukur kadar pengeluaran oksigen secara global, dan menyiasat sama ada proses serupa berlaku di lautan bawah permukaan planet lain. Penyelidikan ini juga menekankan kepentingan melindungi ekosistem laut dalam yang rapuh daripada eksploitasi manusia. Seperti yang dinyatakan oleh Profesor Sweetman, 'Kita baru sahaja menggaru permukaan pemahaman kita tentang lautan dalam. Penemuan ini mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak rahsia yang menunggu untuk ditemui.'