Nationalgeographic.co.id—Selama dua miliar tahun pertama sejarah Bumi, hampir tidak ada oksigen di udara. Sementara beberapa mikroba berfotosintesis pada bagian akhir periode ini, oksigen belum terakumulasi pada tingkat yang akan berdampak pada biosfer global.
Tetapi sekitar 2,3 miliar tahun yang lalu, keseimbangan oksigen rendah yang stabil ini bergeser, dan oksigen mulai menumpuk di atmosfer, akhirnya mencapai tingkat yang menopang kehidupan yang kita hirup hari ini. Infus cepat ini dikenal sebagai Great Oxygenation Event, atau GOE. Apa yang memicu peristiwa tersebut dan menarik planet ini keluar dari kondisi menakutkan rendah oksigennya adalah salah satu misteri besar sains.
Namun, sebuah hipotesis baru, yang diajukan oleh para ilmuwan MIT, menunjukkan bahwa oksigen akhirnya mulai terakumulasi di atmosfer berkat interaksi antara mikroba laut tertentu dan mineral dalam sedimen laut. Interaksi ini membantu mencegah oksigen dikonsumsi, memicu proses penguatan diri di mana semakin banyak oksigen tersedia untuk terakumulasi di atmosfer.
Para ilmuwan telah menyusun hipotesis mereka menggunakan analisis matematika dan evolusi, menunjukkan bahwa memang ada mikroba yang ada sebelum GOE dan mengembangkan kemampuan untuk berinteraksi dengan sedimen dengan cara yang telah diusulkan para peneliti tersebut.
Studi mereka, telah diterbitkan di jurnal Nature Communications pada 14 Maret 2022 berjudul Oxidative metabolisms catalyzed Earth’s oxygenation, ini adalah yang pertama menghubungkan evolusi bersama mikroba dan mineral dengan oksigenasi Bumi.
"Mungkin perubahan biogeokimia terpenting dalam sejarah planet ini adalah oksigenasi atmosfer," kata penulis studi Daniel Rothman, profesor geofisika di Departemen Ilmu Bumi, Atmosfer, dan Planet (EAPS) MIT. "Kami menunjukkan bagaimana interaksi mikroba, mineral, dan lingkungan geokimia bertindak bersama-sama untuk meningkatkan oksigen di atmosfer."
Atmosfer bumi awal sangat kekurangan oksigen. Namun, ini berubah setelah peristiwa oksidasi hebat. Lalu, apa yang bisa mendorong planet ini keluar dari satu keadaan stabil, kekurangan oksigen ke keadaan stabil lainnya yang kaya oksigen?
"Jika Anda melihat sejarah Bumi, tampaknya ada dua lompatan, di mana Anda beralih dari kondisi stabil oksigen rendah ke kondisi stabil oksigen jauh lebih tinggi, sekali di Paleoproterozoikum, sekali lagi di Neoproterozoikum," tutur rekan penulis Gregory Fournier, profesor geobiologi di EAPS, seperti yang dilaporkan Tech Explorist. "Lompatan ini tidak mungkin karena peningkatan bertahap dalam kelebihan oksigen. Pasti ada beberapa umpan balik yang menyebabkan perubahan langkah dalam stabilitas ini."
Dia dan rekan-rekannya bertanya-tanya apakah umpan balik positif semacam itu bisa datang dari proses di lautan yang membuat beberapa karbon organik tidak tersedia bagi konsumennya. Karbon organik terutama dikonsumsi melalui oksidasi, biasanya disertai dengan konsumsi oksigen, yaitu suatu proses di mana mikroba di laut menggunakan oksigen untuk memecah bahan organik, seperti detritus yang mengendap di sedimen. Tim bertanya-tanya: Mungkinkah ada proses di mana kehadiran oksigen merangsang akumulasi lebih lanjut?
Baca Juga: Ternyata di Usus Terdapat Senyawa yang Bisa Menghidupkan Virus Kembali
Baca Juga: Sendawa Mikroba Beracun Menyebabkan Kepunahan dalam Sejarah Bumi