Sebanyak 21 peratus dari kandungan atmosfera Bumi ialah gas oksigen. Namun, untuk jadikan atmosfera selamat dihidu hidupan-hidupan yang mendiami Bumi memakan masa yang lama. Atmosfera Bumi pada 4.6 billion tahun lalu sangat tidak selamat untuk hidupan kerana kandungannya penuh dengan gas mentana, karbon dioksida, dan hidrogen sulfida yang dihasilkan oleh aktiviti volkanik.

Tidak sekadar aktiviti volkanik saja, angkasa Sistem Suria yang begitu rancak dengan perlanggaran bahan berbatu angkasa menjadikan cebisannya melanggar Bumi, kemudian hasilkan elemen-elemen yang akan meliputi atmosfera.

Bagaimana gas oksiden mula meliputi atmosfera Bumi? Persoalan ini sebenarnya saintis tidak dapat kenal pasti lagi. Apa yang mereka boleh jelaskan adalah proses pembentukan Bumi yang membawa kita kepada penghasilan gas ini.

WUJUDNYA FASA ‘GREAT OXIDATION EVENT’

Sekitar 4.3 billion tahun lalu, Bumi mula menyejuk dari fasa pembentukan yang penuh dengan kepanasan sepanjang masa. Hujan menurun sehingga menghasilkan elemen nitrogen. Kandunga air dalam Bumi mula terhasil oleh tindak balas biokimia dan geokimia, kemudian atmosfera Bumi dipenuhi dengan gas nitrogen dan karbon dioksida.

Seterusnya, gas oksigen mula terhasil dan dilepaskan ke atmosfera akibat aktiviti volkanik juga. Pada fasa tersebut juga terdapat perbezaan cara atau mekanisme untuk menghasilkan bahan organik atau gas oksigen dengan menyerap cahaya matahari. Secara teknikal, ia seperti proses fotosintesis tetapi berlainan cara menghasilkannya.

Kepelbagaian ‘oksigenik’ dalam fotosintesis dipercayai bermula dari 3 billion tahun lalu, atau lebih lama lagi. Mekanikal biologi bernama ‘Photosistem II’ memberikan mikrob primitif kekuatan, membenarkan mikrob ini gabungkan karbon dioksida dan air untuk menjadi blok mineral yang ia inginkan, bersama tenaga yang diberikan.

Berjuta-juta kemudian barulah gas oksigen hadir namun tidak banyak di atmosfera berbanding lautan. Ini kerana atmosfera ketika itu banyak meteorit jatuh sehingga gasnya memberikan reaksi yang ketara terhadap gas oksigen, menjadikan kandungan gas ini sedikit. Sehingga 2.4 billion tahun lalu kemudian gas oksigen akhirnya dihasilkan dalam jumlah yang banyak. Fasa ini pengkaji namakan sebagai ‘Great Oxidation Event’

ADAKAH GAS OKSIGEN BAIK UNUTK BUMI?

Secara teori,gas oksigen adalah gas yang reaktif. Sehingga kini, kita mempunyai enzim khusus untuk menangani kereaktifan oksigen terhadap molekul organik seperti DNA. Contoh mudah adalah penghasilan api yang memerlukan gas oksigen untuk hidupkannya. Jadi, tanpa adaptasi dengan gas oksigen, organisma awal mungkin telah mati ‘menyedut’ gas ini.

Terdapat kajian tentang isotop terhadap mineral berusia 2 billion tahun lalu, di mana keputusannya menunjukkan kekurangan oksigen menyebabkan mikrob yang terperangkap dalam mineral itu mati. Namun pengkaji lain mempersoalkan kajian tersebut ddan percaya bahawa kekurangan oksigen bukan penyebab mikrob ini mati.

600 juta tahun kemudian, kepekatan molekul oksigen telah mencapai 21 peratus di atmosfera. Fasa ini bertepatan dengan kemunculan hidupan yang lebih kompleks. Sejauh mana keberkesanan oksigen untuk hidupan, berbanding keluaran nutrien dari glasier yang mencair, sukar untuk dijelaskan.

Oksigen menjadi keperluan penting untuk bebaskan tenaga yang besar dari hidrokarbon. Bahan tenaga ini penting bagi organisma untukmelakukan kerja tanpa masalah.

Gas oksigen pada awalnya ‘berbahaya’ kerana sifatnya yang reaktif. Lama-kelamaan, adaptasi demi adaptasi hidupan menjadikan gas oksigen ini elemen penting untuk memberikan nafas untuk organisma menetap di darat dan laut.

ADAKAH BUMI BAKAL KEHILANGAN OKSIGEN?

Buat masa ini, dengan keadaan Bumi yang masih subur dengan kepelbagaian flora, matahari yang sentiasa berikan cahaya, dan fotosintesis yang masih aktif, Bumi belum lagi memasuki fasa kekurangan oksigen. Menurut pengkaji, 1 billion akan datang, radiasi matahari akan menjadi kuat dan mampu memecahkan molekul karbon dioksida. Jika tiada gas ini, fotosistesis akan alami kesukaran untuk hasilkan oksigen, dan Bumi alami peristiwa kekurangan oksigen seperti pada billion tahun lalu.

Kalau anda berminat dengan artikel-artikel sains seperti ini, kami nak cadangkan anda untuk membeli buku terbaru kami, Biologi: Pengajian Tentang Makhluk Dan Kehidupan. Sangat sesuai untuk dihadam! Pautan pembelian di: http://bit.ly/BiologiaPengajian

RUJUKAN:

Where Did Earth’s Oxygen Come From? Science Alert. Publish on 17 January 2022.