Baru-baru ini, para ilmuwan telah melakukannya Penemuan sumber oksigen misterius di dasar laut Samudera Pasifik, yang dikenal sebagai “oksigen gelap”, merupakan penemuan ilmiah luar biasa yang menantang pemahaman tradisional kita tentang ekosistem laut dan mekanisme produksi oksigen. Apa yang sebenarnya terjadi?

temukan latar belakang

Penemuan ini berasal dari tim peneliti yang dipimpin oleh ahli ekologi kelautan Andrew Sweetman dari Scottish Society for Marine Science (SAMS).

Sejak tahun 2013, tim telah melakukan serangkaian penelitian mengenai ekosistem dasar laut dan konsumsi oksigennya di Clarion-Clipperton Zone (CCZ) di Samudra Pasifik. Terletak di antara Hawaii dan Meksiko, CCZ adalah dataran bawah laut yang luas dengan komunitas biologis yang kaya dan sumber daya nodul polimetalik.

proses penelitian

Selama penelitian, tim peneliti menggunakan pendarat laut dalam yang tenggelam ke dasar laut untuk mendorong ruang silinder ke dalam sedimen untuk menutup area kecil dasar laut dan sejumlah air laut di atasnya, menciptakan "Bawah Laut lingkungan mikro" terisolasi dari dunia luar.

Mereka mengira bahwa dalam lingkungan tertutup, kadar oksigen akan menurun secara perlahan seiring berjalannya waktu seiring dengan respirasi mikroorganisme. Namun, hasil pengukuran sebenarnya tidak terduga: bukannya menurun, kandungan oksigen justru menunjukkan tren peningkatan perlahan.

Spekulasi dan verifikasi awal

Menghadapi fenomena abnormal ini, tim peneliti awalnya menduga hal itu disebabkan oleh kegagalan sensor, namun setelah beberapa kali kalibrasi dan percobaan berulang kali, mereka memastikan keaslian fenomena tersebut. Selanjutnya, tim peneliti fokus pada nodul polimetalik (juga dikenal sebagai nodul mangan) di dasar laut. Nodul ini terutama terdiri dari unsur logam seperti mangan, besi, kobalt, nikel, dan tembaga, dengan oksida mangan dan besi sebagai komponen utamanya.

Di laboratorium, para peneliti mengukur beda potensial pada permukaan nodul polimetalik dan menemukan bahwa beda potensial bisa mencapai 0,95 volt. Meskipun tegangan ini lebih rendah dari 1,5 volt yang dibutuhkan untuk memecah molekul air, tim peneliti berspekulasi bahwa ketika beberapa nodul polimetalik bersatu, mereka dapat menghasilkan tegangan yang lebih tinggi melalui efek "kaskade", sehingga memicu proses elektrolisis air laut, yang akan menyebabkan molekul air terurai menjadi hidrogen dan oksigen.

Hasil penelitian dan signifikansinya

Penemuan ini dilaporkan secara rinci di jurnal Nature Geoscience dan menarik perhatian luas komunitas ilmiah. Para peneliti percaya bahwa nodul polimetalik dapat bertindak sebagai “baterai geologi” alami untuk terus menghasilkan oksigen dalam kondisi laut dalam yang gelap. Penemuan ini tidak hanya menantang pemahaman tradisional kita tentang sirkulasi oksigen di lautan, namun juga dapat memberikan petunjuk baru untuk mempelajari asal usul kehidupan.

Selain itu, penemuan ini juga mempunyai implikasi penting bagi aktivitas penambangan laut dalam. Kawasan CCZ mengandung sumber daya nodul polimetalik yang kaya dan merupakan target utama bagi perusahaan pertambangan laut dalam. Namun, jika bintil-bintil ini dihilangkan, ekosistem yang bergantung pada oksigen yang dihasilkannya dapat terkena dampak yang parah. Oleh karena itu, para peneliti menekankan bahwa potensi dampak penemuan baru ini terhadap lingkungan harus dipertimbangkan sepenuhnya dan pengawasan ilmiah harus dilakukan sebelum melanjutkan penambangan laut dalam.

Pemahaman baru tentang siklus oksigen laut

Sejak lama, secara umum diyakini bahwa oksigen di lautan sebagian besar dihasilkan melalui fotosintesis di badan air permukaan dan diangkut ke laut dalam melalui pergerakan vertikal badan air. Namun, penelitian ini menemukan bahwa dalam kondisi tanpa cahaya di laut dalam, nodul polimetalik (nodul mangan) dapat menghasilkan oksigen melalui proses abiotik (seperti elektrolisis air laut), yang secara langsung menantang teori siklus oksigen laut tradisional. Hal ini menunjukkan bahwa selain fotosintesis, terdapat mekanisme produksi oksigen penting lainnya di laut dalam.

Penelitian ini juga memperluas kompleksitas siklus oksigen. Siklus oksigen laut merupakan proses kompleks yang melibatkan banyak aspek seperti biologi, kimia, dan fisika. Penemuan ini mengungkap kaitan penting lainnya dalam siklus oksigen laut dalam, yaitu kontribusi proses abiotik terhadap produksi oksigen. Hal ini membantu kita memahami secara lebih komprehensif kompleksitas dan keragaman siklus oksigen laut dan memberikan lebih banyak perspektif dan ide untuk penelitian ilmiah kelautan di masa depan.

Pada saat yang sama, hal ini juga memberikan petunjuk baru tentang asal usul kehidupan. Asal usul kehidupan adalah salah satu isu utama yang menjadi perhatian jangka panjang dalam komunitas ilmiah. Pandangan tradisional adalah bahwa oksigen yang dibutuhkan untuk kehidupan terutama diproduksi oleh mikroorganisme seperti cyanobacteria melalui fotosintesis. Namun penelitian ini menemukan bahwa oksigen juga dapat diproduksi di laut dalam dalam kondisi tanpa cahaya, sehingga memberikan arah baru dalam memikirkan asal usul kehidupan. Hal ini menunjukkan bahwa kehidupan mungkin berasal dan berkembang di bawah kondisi lingkungan yang lebih luas daripada hanya di permukaan air yang dipenuhi cahaya. Hal ini membantu kita mengkaji kembali kerangka teoritis tentang asal usul kehidupan dan mengeksplorasi arah penelitian baru.

Penelitian ini juga mempunyai implikasi terhadap penilaian ekosistem laut dalam. Ekosistem laut dalam adalah salah satu ekosistem paling misterius dan rapuh di Bumi. Penemuan ini menunjukkan bahwa mungkin ada mekanisme produksi oksigen di laut dalam yang belum sepenuhnya kita pahami, yang mana hal ini sangat penting dalam penilaian dan perlindungan ekosistem laut dalam. Hal ini mengingatkan kita bahwa dampak proses abiotik terhadap sirkulasi oksigen perlu dipertimbangkan sepenuhnya ketika menilai kesehatan dan stabilitas ekosistem laut dalam. Pada saat yang sama, hal ini juga memberikan ide dan metode baru untuk perlindungan dan pengelolaan ekosistem laut dalam.

Terakhir, penulis yakin penelitian ini juga akan memandu aktivitas penambangan laut dalam. Ketika manusia terus mengeksploitasi sumber daya laut dalam, aktivitas penambangan laut dalam pun semakin meningkat. Namun dampak aktivitas penambangan laut dalam terhadap lingkungan laut belum sepenuhnya dipahami. Temuan ini menunjukkan bahwa nodul polimetalik di laut dalam mungkin memiliki fungsi ekosistem yang penting, seperti memproduksi oksigen. Oleh karena itu, sebelum melanjutkan kegiatan penambangan laut dalam, dampaknya terhadap ekosistem laut dalam perlu dipertimbangkan sepenuhnya dan dilakukan penilaian dan pengawasan ilmiah. Hal ini membantu memastikan bahwa aktivitas penambangan laut dalam bersifat berkelanjutan dan ramah lingkungan.