Mikropetir dalam Tetesan Air: Kunci Terbentuknya Blok Kehidupan di Bumi Purba?

EMPAT miliar tahun yang lalu, Bumi adalah dunia tanpa kehidupan, tetapi sangat dinamis. Ombak yang menghantam, sungai yang mengalir deras, dan air terjun yang bergemuruh menciptakan semburan air ke atmosfer yang kaya akan karbon dioksida, nitrogen, metana, dan amonia. Eksperimen terbaru menunjukkan semburan air ini mungkin telah membantu memulai reaksi kimia yang menghasilkan blok-blok penyusun kehidupan.

Menurut ahli kimia dari Universitas Stanford, Richard Zare, dan rekan-rekannya, muatan listrik kecil yang terbentuk di tetesan air dan melepaskan percikan listrik mikro mungkin cukup untuk mendukung reaksi-reaksi tersebut. Ini merupakan pendekatan baru terhadap teori lama yang masih menjadi perdebatan mengenai asal-usul kehidupan di Bumi.

Memicu Kimia Kehidupan

Para peneliti masih berusaha memahami bagaimana kehidupan bertransisi dari proses kimia menjadi biologis sekitar 4 hingga 3,5 miliar tahun yang lalu. Salah satu teka-teki besar adalah bagaimana molekul kompleks yang membentuk sel hidup dapat muncul. Ini mencakup lipid di membran sel, nukleotida yang menyusun gen, asam amino yang membangun sebagian besar komponen sel, serta molekul lain yang berbasis ikatan karbon dan nitrogen.

Sebagian besar bukti menunjukkan Bumi purba tidak memiliki banyak molekul kompleks ini, jika ada sama sekali. Namun, ia memiliki bahan dasar yang diperlukan: berbagai kombinasi karbon, hidrogen, nitrogen, oksigen, dan fosfor yang menunggu untuk disatukan dengan cara yang tepat.

Tetapi membangun molekul baru membutuhkan energi. Zare dan rekan-rekannya berpendapat energi ini bisa berasal dari "mikropetir," yakni kilatan listrik yang sangat kecil yang terjadi di antara tetesan air dalam semburan air yang bergerak di Bumi purba.

Dalam eksperimen terbaru, para ahli kimia menemukan bahwa ketika tetesan air bergerak mereka cenderung mengembangkan muatan listrik yang berbeda. Proses ini mirip dengan pembentukan petir di awan, tetapi dalam skala yang jauh lebih kecil. Muatan listrik terkumpul, dan akhirnya elektron melompat dari tetesan bermuatan negatif ke tetesan bermuatan positif dalam percikan listrik kecil.

"Kita biasanya menganggap air sebagai sesuatu yang lembut, tetapi ketika terbagi menjadi tetesan kecil, air menjadi sangat reaktif," kata Zare dalam sebuah pernyataan. Laboratoriumnya mempelajari reaksi kimia yang terjadi di antara tetesan air kecil. Mikropetir ini terlalu kecil dan cepat untuk dilihat dengan mata telanjang, tetapi mereka berhasil merekamnya dengan kamera berkecepatan tinggi.

Mikropetir dalam Ruang Eksperimen

Zare dan timnya menyemprotkan uap air ke dalam ruang yang berisi campuran gas yang dirancang meniru atmosfer Bumi sekitar 2 miliar tahun lalu, kombinasi beracun dari amonia, metana, hidrogen, dan nitrogen. Kilatan mikropetir dalam uap air tersebut memicu serangkaian reaksi kimia yang menghasilkan molekul kompleks, termasuk asam amino glisin, basa nukleotida urasil, dan lainnya.

Hasil eksperimen ini sangat mirip dengan percobaan tahun 1952 oleh ahli kimia dari Universitas Chicago, Stanley Miller dan Harold Urey. Mereka menyetrum campuran uap air, metana, amonia, dan hidrogen dengan percikan listrik dan berhasil menghasilkan asam amino. Miller dan Urey mengusulkan bahwa kehidupan mungkin mendapat dorongan awal dari petir yang menyambar lautan purba Bumi sekitar 4 miliar tahun lalu.

Namun, hipotesis mereka sering dikritik, terutama karena petir tidak terjadi cukup sering untuk memicu reaksi kimia dalam skala besar di seluruh lautan.

Jika pemicu reaksi ini berasal dari mikropetir di semburan air, bukan dari sambaran petir besar di lautan, Zare dan rekan-rekannya berpendapat ini bisa menyelesaikan masalah tersebut dan memperbarui versi lama dari hipotesis ini.

"Di Bumi purba, semburan air ada di mana-mana—di celah-celah batuan atau menghantam bebatuan, dan mereka bisa menumpuk serta menciptakan reaksi kimia ini," kata Zare dalam siaran pers terbaru. "Saya pikir ini mengatasi banyak permasalahan yang dikaitkan dengan hipotesis Miller-Urey." (Space/Z-2)