Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Pasifik – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu yang Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan

Penemuan Terbaharu: Oksigen Gelap Dihasilkan di Dasar Laut Pasifik – Kajian Mendedahkan Sumber Oksigen Baharu yang Mencabar Teori Asal Usul Kehidupan. Satu kajian terbaharu yang diterbitkan dalam jurnal Nature Geoscience mendedahkan penemuan mengejutkan tentang penghasilan oksigen di dasar Lautan Pasifik yang dikenali sebagai 'oksigen gelap'. Pasukan penyelidik antarabangsa yang diketuai oleh Prof. Andrew Sweetman dari Scottish Association for Marine Science (SAMS) menemui bahawa nodul polimetalik di dasar laut mampu menghasilkan oksigen melalui proses elektrolisis semula jadi tanpa kehadiran cahaya matahari. Penemuan ini mencabar teori sedia ada bahawa oksigen di Bumi hanya dihasilkan melalui fotosintesis oleh tumbuhan dan alga. Implikasi penemuan ini amat besar terhadap pemahaman kita tentang asal usul kehidupan di Bumi dan potensi kehidupan di planet lain.. Latar Belakang Penemuan Oksigen Gelap Selama lebih satu abad, sains moden menganggap bahawa oksigen molekul O₂ di atmosfera Bumi semata-mata berasal daripada proses fotosintesis yang dilakukan oleh tumbuhan, alga, dan sianobakteria. Fotosintesis memerlukan cahaya matahari untuk memecahkan molekul air dan membebaskan oksigen. Namun, penemuan terbaharu di dasar Lautan Pasifik telah menggugat keyakinan ini. Pasukan penyelidik dari Scottish Association for Marine Science SAMS bersama rakan antarabangsa telah mengesan penghasilan oksigen di kawasan laut dalam yang gelap gelita, pada kedalaman lebih 4,000 meter, di Zon Clarion-Clipperton CCZ di Lautan Pasifik. Kawasan ini terkenal dengan kehadiran nodul polimetalik yang kaya dengan mangan, nikel, kobalt, dan tembaga. Penemuan yang dilaporkan dalam jurnal Nature Geoscience pada Julai 2024 ini dinamakan 'oksigen gelap' dark oxygen kerana ia dihasilkan tanpa sebarang penglibatan cahaya. Metodologi Kajian di Zon Clarion-Clipperton Kajian ini pada asalnya bertujuan untuk mengukur kadar penggunaan oksigen oleh organisma bentik di dasar laut. Pasukan penyelidik menggunakan alat pendarat lander yang dilengkapi dengan kebuk inkubasi benthic chamber untuk mengasingkan sebahagian kecil dasar laut dan memantau perubahan kepekatan oksigen dari semasa ke semasa. Mereka menjalankan eksperimen di beberapa stesen di CCZ, pada kedalaman antara 4,000 hingga 4,500 meter. Secara mengejutkan, bacaan menunjukkan peningkatan kepekatan oksigen yang ketara di dalam kebuk, bukannya penurunan seperti yang dijangkakan. Fenomena ini berulang kali diperhatikan, dan selepas menyingkirkan kemungkinan ralat peralatan, penyelidik menyedari bahawa sesuatu di dasar laut sedang menghasilkan oksigen. Mereka kemudian menguji hipotesis bahawa nodul polimetalik yang bertaburan di dasar laut bertindak sebagai 'batu geobateri' semula jadi yang mampu menghasilkan voltan elektrik yang mencukupi untuk memecahkan molekul air H₂O kepada hidrogen dan oksigen melalui elektrolisis. Mekanisme Penghasilan Oksigen melalui Elektrolisis Nodul Polimetalik Nodul polimetalik terbentuk selama berjuta-juta tahun melalui pemendapan mineral daripada air laut di sekeliling serpihan kecil seperti gigi jerung atau tulang ikan paus. Nodul ini mempunyai komposisi logam yang kompleks, dengan lapisan mangan oksida dan besi oksida yang berselang-seli. Kajian makmal oleh pasukan yang sama menunjukkan bahawa apabila dua nodul diletakkan berdekatan dalam air laut, perbezaan potensi elektrik antara logam-logam berbeza dalam nodul boleh menghasilkan voltan sehingga 0.9 volt. Walaupun voltan ini lebih rendah daripada voltan minimum teori untuk elektrolisis air 1.23 volt , penyelidik percaya bahawa susunan berlapis-lapis dan kehadiran pemangkin semula jadi seperti oksida mangan dapat merendahkan halangan tenaga, membolehkan elektrolisis berlaku pada voltan yang lebih rendah. Proses ini menghasilkan gelembung oksigen yang terlepas ke dalam air, manakala hidrogen mungkin digunakan oleh mikrob tempatan atau terlepas ke dalam sedimen. Penemuan ini menunjukkan bahawa dasar laut yang kaya dengan nodul polimetalik bertindak sebagai 'paru-paru' gelap yang membekalkan oksigen kepada ekosistem laut dalam yang sebelum ini dianggap bergantung sepenuhnya kepada bahan organik yang tenggelam dari permukaan. Implikasi Terhadap Teori Asal Usul Kehidupan Penemuan oksigen gelap mempunyai implikasi yang mendalam terhadap teori asal usul kehidupan di Bumi. Selama ini, saintis percaya bahawa oksigen atmosfera mula terkumpul kira-kira 2.4 bilion tahun lalu semasa Peristiwa Pengoksigenan Besar Great Oxidation Event yang disebabkan oleh evolusi fotosintesis oksigenik dalam sianobakteria. Namun, penemuan ini menunjukkan bahawa oksigen boleh dihasilkan secara abiotik di dasar laut jauh sebelum kemunculan fotosintesis. Ini membuka kemungkinan bahawa 'tompok oksigen' tempatan mungkin wujud di lautan purba, menyediakan persekitaran mikro aerobik yang membolehkan evolusi awal organisma multisel yang memerlukan oksigen. Tambahan pula, elektrolisis semula jadi pada nodul polimetalik boleh menjadi sumber tenaga kimia yang stabil untuk metabolisme mikrob, sama seperti lubang hidroterma. Ini memperluaskan lagi konsep 'zon boleh huni' di Bumi purba dan juga di planet lain seperti Marikh atau bulan Europa yang mempunyai lautan bawah permukaan yang kaya dengan mineral. Potensi Penemuan untuk Penerokaan Angkasa Lepas Penemuan oksigen gelap juga memberi inspirasi kepada astrobiologi dan penerokaan angkasa lepas. Jika nodul polimetalik di dasar laut Bumi boleh menghasilkan oksigen melalui elektrolisis, proses yang sama mungkin berlaku di lautan bawah permukaan bulan-bulan berais seperti Europa bulan Musytari dan Enceladus bulan Zuhal . Kedua-dua bulan ini dipercayai mempunyai lautan air masin yang bersentuhan dengan dasar berbatu yang kaya dengan logam. Kewujudan sumber oksigen abiotik di dunia lautan ini akan meningkatkan potensi mereka untuk menyokong kehidupan mikrob, tanpa memerlukan fotosintesis. Agensi angkasa seperti NASA dan ESA kini mungkin perlu mempertimbangkan semula reka bentuk misi untuk mengesan oksigen terlarut di lautan Europa, serta mengkaji kemungkinan menggunakan nodul polimetalik sebagai sumber oksigen untuk misi manusia masa depan di Bulan atau Marikh, jika mineral serupa ditemui di sana. Kesimpulan dan Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan Penemuan oksigen gelap di dasar Lautan Pasifik merupakan salah satu penemuan sains paling mengejutkan dalam dekad ini. Ia bukan sahaja mencabar paradigma bahawa oksigen hanya berasal daripada fotosintesis, malah membuka pintu kepada pemahaman baharu tentang kitaran oksigen global, ekologi laut dalam, dan asal usul kehidupan. Pasukan penyelidik kini merancang untuk menjalankan lebih banyak eksperimen di kawasan lain yang mempunyai nodul polimetalik, termasuk di Lautan Hindi dan Lautan Atlantik, untuk mengesahkan sama ada fenomena ini bersifat setempat atau global. Mereka juga perlu mengkaji dengan lebih terperinci mekanisme elektrokimia yang terlibat, serta kesan perlombongan laut dalam terhadap proses semula jadi ini. Perlombongan nodul polimetalik untuk logam nadir bumi mungkin mengganggu 'kilang oksigen' semula jadi ini, yang boleh memberi kesan buruk kepada ekosistem laut dalam yang bergantung kepadanya. Oleh itu, penemuan ini juga mempunyai implikasi penting terhadap dasar pengurusan sumber laut dalam dan pemuliharaan biodiversiti.