Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik: Sumber Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Kefahaman Kehidupan

Oksigen Gelap di Dasar Lautan Pasifik: Sumber Oksigen Tanpa Fotosintesis Mencabar Kefahaman Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan: kehadiran oksigen di dasar Lautan Pasifik yang dihasilkan tanpa proses fotosintesis. Dikenali sebagai 'oksigen gelap', fenomena ini berlaku pada kedalaman 4,000 meter di Zon Clarion-Clipperton, di mana nodul polimetalik bertindak sebagai 'batu geobateri' yang menghasilkan oksigen melalui elektrolisis air laut. Penemuan ini mencabar teori asas bahawa oksigen hanya boleh dihasilkan oleh organisma fotosintetik dan membuka persoalan baru tentang asal-usul kehidupan di Bumi serta potensi kehidupan di planet lain.. Pengenalan: Misteri Oksigen di Zon Abisal Selama berabad-abad, para saintis meyakini bahawa oksigen di Bumi hanya boleh dihasilkan melalui fotosintesis—proses biokimia yang menggunakan cahaya matahari untuk menukar karbon dioksida dan air kepada oksigen. Namun, penemuan terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 telah menggegarkan asas kefahaman ini. Satu pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Profesor Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science SAMS telah mengesan kehadiran oksigen di dasar Lautan Pasifik pada kedalaman 4,000 meter, jauh di bawah zon fotik di mana cahaya matahari tidak mampu menembusi. Fenomena ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia dihasilkan tanpa sebarang penglibatan cahaya. Metodologi Kajian di Zon Clarion-Clipperton Kajian ini dijalankan di Zon Clarion-Clipperton CCZ , sebuah kawasan di Lautan Pasifik yang kaya dengan nodul polimetalik—bongkah batu kecil yang mengandungi mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Pasukan penyelidik menggunakan kenderaan kendalian jarak jauh ROV untuk mengambil sampel sedimen dan mengukur kepekatan oksigen di dasar laut. Mereka memasang ruang inkubasi bentik benthic chamber yang membolehkan pengukuran penggunaan oksigen oleh mikroorganisma dalam sedimen. Secara mengejutkan, bacaan menunjukkan peningkatan kepekatan oksigen dalam ruang tertutup tersebut, bukannya penurunan seperti yang dijangkakan. Ini menunjukkan bahawa oksigen sedang dihasilkan di tempat yang sama, tanpa kehadiran cahaya. Mekanisme Elektrokimia: Nodul Polimetalik sebagai Geobateri Penemuan ini mencetuskan persoalan besar: bagaimana oksigen boleh wujud di persekitaran yang gelap dan miskin nutrien? Melalui siri eksperimen lanjutan, pasukan penyelidik mendapati bahawa nodul polimetalik bertindak seperti 'batu geobateri' semula jadi. Nodul-nodul ini mengandungi logam-logam dengan potensi elektrokimia yang berbeza, seperti mangan dan nikel, yang apabila terendam dalam air laut elektrolit menghasilkan arus elektrik yang cukup kuat untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui proses elektrolisis. Voltan yang diukur pada permukaan nodul mencapai 0.95 volt, hampir mencukupi untuk memulakan elektrolisis air yang memerlukan 1.23 volt. Walau bagaimanapun, susunan berlapis nodul dalam kelompok mungkin menghasilkan voltan yang lebih tinggi, membolehkan pengeluaran oksigen secara berterusan. Implikasi terhadap Kefahaman Kehidupan di Bumi Penemuan oksigen gelap ini mempunyai implikasi yang mendalam terhadap kefahaman kita tentang asal-usul kehidupan di Bumi. Teori konvensional menyatakan bahawa kehidupan awal bergantung kepada oksigen yang dihasilkan oleh cyanobacteria melalui fotosintesis kira-kira 2.4 bilion tahun lalu Peristiwa Pengoksigenan Besar . Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh wujud di persekitaran tanpa cahaya, mungkin lebih awal daripada kemunculan fotosintesis. Ini membuka kemungkinan bahawa kehidupan aerobik yang memerlukan oksigen mungkin telah muncul lebih awal daripada yang difikirkan, atau bahawa ekosistem unik di dasar laut dalam telah wujud selama berjuta-juta tahun tanpa bergantung kepada fotosintesis. Potensi Kehidupan di Planet Lain Penemuan ini juga memberi impak besar dalam astrobiologi—kajian tentang kemungkinan kehidupan di luar Bumi. Bulan-bulan berais seperti Europa Musytari dan Enceladus Zuhal diketahui mempunyai lautan dalam di bawah kerak ais yang tebal. Sebelum ini, saintis menganggap bahawa lautan tersebut mungkin kekurangan oksigen kerana ketiadaan fotosintesis. Namun, jika proses elektrokimia yang serupa dengan nodul polimetalik boleh berlaku di dasar lautan bulan-bulan ini, maka oksigen mungkin tersedia untuk menyokong kehidupan mikrob atau bahkan organisma yang lebih kompleks. Kajian ini memberikan satu mekanisme alternatif untuk pengeluaran oksigen di dunia tanpa cahaya matahari. Kontroversi dan Cabaran terhadap Industri Perlombongan Laut Dalam Penemuan oksigen gelap ini juga mencetuskan perdebatan hangat dalam kalangan industri perlombongan laut dalam. Zon Clarion-Clipperton merupakan sasaran utama syarikat-syarikat perlombongan kerana kandungan logam nadirnya yang tinggi. Namun, jika nodul polimetalik memainkan peranan penting dalam menghasilkan oksigen untuk ekosistem dasar laut, maka aktiviti perlombongan yang mengganggu nodul ini boleh mengancam keseimbangan oksigen di kawasan tersebut. Pasukan penyelidik memberi amaran bahawa perlombongan secara besar-besaran boleh mengurangkan pengeluaran oksigen gelap, menjejaskan hidupan laut dalam yang bergantung kepadanya. Ini menambah satu lagi dimensi kepada perdebatan etika dan alam sekitar tentang perlombongan laut dalam. Kesimpulan: Satu Paradigma Baru dalam Oseanografi Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik bukan sekadar satu kejutan saintifik, tetapi satu anjakan paradigma dalam bidang oseanografi dan biologi. Ia memaksa kita untuk memikirkan semula proses asas yang mengawal kitaran oksigen di Bumi dan membuka pintu kepada penemuan baru tentang kehidupan di tempat yang paling tidak dijangka. Kajian lanjut diperlukan untuk memahami sejauh mana fenomena ini berlaku di lautan lain dan apakah implikasinya terhadap ekosistem global. Sementara itu, penemuan ini mengingatkan kita bahawa Bumi masih menyimpan banyak misteri yang menunggu untuk diungkap, dan bahawa sains adalah satu perjalanan yang tidak pernah berakhir.