Bumi Pernah Tahan Napas Selama Satu Miliar Tahun, Mengapa Oksigen Datang Terlambat?

SEBUAH fakta ilmiah mengungkapkan bahwa Bumi tidak langsung memiliki udara yang bisa dihirup. Selama miliaran tahun pertama, atmosfer di Bumi hampir tanpa oksigen. Padahal, makhluk penghasil oksigen telah hidup di lautan purba.

Sianobakteri, mikroba kecil yang mampu melakukan fotosintesis, muncul lebih dari tiga miliar tahun lalu. Mereka sudah bisa menghasilkan oksigen, tetapi kadar gas itu di atmosfer tetap sangat rendah selama hampir satu miliar tahun. Bumi seperti menahan napas dalam waktu yang panjang.

Misteri yang Lama Tak Terjawab

Fenomena ini membingungkan para ilmuwan sejak lama. Mengapa oksigen baru meningkat jauh setelah penghasilnya berevolusi? Apa yang menunda proses tersebut?

Baca juga : NASA: Atmosfer Bumi Bisa Kehilangan Oksigen Total dalam 10.000 Tahun

Sekitar 2,4 miliar tahun lalu, barulah oksigen mengalami peningkatan drastis. Peristiwa itu dikenal sebagai Great Oxidation Event (GOE), titik balik besar yang membuat Bumi menjadi planet mulai layak huni. Namun, misteri keterlambatan oksigen masih menjadi pertanyaan besar dalam sejarah kehidupan.

Petunjuk dari Unsur Kimia yang Terlupakan

Banyak ilmuwan mencoba mencari jawabannya. Ada yang menuding gas vulkanik sebagai penyebabnya. Sebagian lain menyebut reaksi kimia laut atau aktivitas mikroba lain sebagai faktor penghambat. Namun, penjelasan itu belum memberikan jawaban yang pasti.

Sebuah penelitian baru kini menawarkan pandangan berbeda. Dua unsur yang jarang dibahas—nikel dan urea—diduga menjadi penyebab keterlambatan tersebut. Penelitian ini dipimpin oleh Dr. Dilan M. Ratnayake dari Institute for Planetary Materials, Okayama University, Jepang.

Baca juga : Curiosity Temukan Harta Karun Sulfur Murni di Planet Mars

Menurut Ratnayake, kadar nikel dan urea di lautan purba mungkin terlalu tinggi. Kondisi itu membatasi pertumbuhan awal sianobakteri, sehingga produksi oksigen berjalan lambat. 

“Kami ingin memahami bagaimana mikroba kecil seperti sianobakteri mampu mengubah kondisi Bumi,” ujarnya.

Simulasi Bumi Purba

Untuk menguji hipotesis itu, tim ilmuwan mensimulasikan kondisi Bumi purba di laboratorium. Mereka mencampurkan amonium, sianida, dan senyawa besi, lalu menambahkan sinar ultraviolet. 

Percobaan ini meniru lingkungan pada masa Arkean, ketika Bumi belum memiliki lapisan ozon. Hasilnya menunjukkan bahwa urea dapat terbentuk secara alami di bawah kondisi tersebut.

Pertumbuhan Mikroba

Tahap berikutnya melibatkan kultur sianobakteri (Synechococcus sp. PCC 7002). Mikroba ini ditumbuhkan dalam media dengan kadar nikel dan urea yang berbeda. Hasil pengamatan menunjukkan bahwa kadar tinggi kedua zat itu menghambat pertumbuhan. 

Ketika kadarnya menurun, sianobakteri berkembang pesat dan mulai menghasilkan oksigen.

Temuan ini memberi gambaran baru tentang proses terbentuknya atmosfer yang kaya akan oksigen. Penurunan kadar nikel dan urea memungkinkan sianobakteri tumbuh stabil. Dari situlah oksigen mulai meningkat dan memicu GOE.

Dampak untuk Penelitian Planet Lain

Ratnayake menilai hubungan antara nikel dan urea sangat penting bagi evolusi awal Bumi. Menurutnya, temuan ini juga berguna untuk mencari tanda kehidupan di planet lain. 

“Pemahaman ini membantu menjelaskan bagaimana oksigen bisa muncul di dunia lain,” katanya.

Penelitian yang dipublikasikan di Communications Earth & Environment ini membuka pandangan baru. Perubahan kimia kecil di lautan purba ternyata menentukan nasib kehidupan di planet ini. Misteri keterlambatan oksigen pun akhirnya mulai terungkap. (SciTech Daily/Z-1)