Dasar Samudra—Tersingkaplah Misterinya

AGAR lebih memahami hal-hal yang dilihat oleh para peneliti dari kapal Alvin, kita perlu memahami sekelumit tentang pembentukan bumi. Tanah yang kita pijak diyakini terbuat dari lapisan keras (disebut litosfer) yang menumpuk di atas hamparan batuan endapan yang bergerak lambat. Tampaknya, lapisan luar yang keras ini memiliki ketebalan kira-kira 100 kilometer dan bobot keseluruhannya hanya sekitar 0,6 persen dari volume planet ini. Lapisan terluarnya, yakni kerak, tidak sama; pada benua, kerak bumi lebih tebal, sedangkan pada sistem igir tengah lautan, tebalnya hanya 6 kilometer.

Selain itu, lapisan luar yang kokoh ini bukan selapis saja seperti cangkang telur yang utuh. Tampaknya, lapisan itu terdiri atas sejumlah lempeng kaku yang besar dan juga yang kecil-kecil, semuanya disebut lempeng tektonik. Inilah yang menjadi dudukan benua serta lembah samudra. Lempeng-lempeng ini bergerak dari satu ke yang lain. Di tempat lempeng-lempeng saling memisahkan diri, ketebalannya berkurang dan membentuk palung pada igir tengah lautan. Di seluas dunia, lempeng-lempeng ini bergerak pada kecepatan rata-rata yakni sekitar 3 sentimeter per tahun.

Menurut teori lempeng tektonik, seraya lempeng-lempeng bergeser di sepanjang sistem igir, mereka mencuatkan batuan panas dari mantel bumi, daerah di bawah kerak. Materi panas itu membentuk lapisan kerak oseanik baru di sepanjang sisi dua lempeng, namun ini tidak menyebabkan lempeng-lempeng berpadu. Sebaliknya,  mereka terus berpisah, yang membuat sistem palung mirip sebuah luka besar yang tak pernah sembuh.

Sementara sebuah lempeng memiliki tambahan lapisan baru pada igir tengah lautan, ujung satunya lagi perlahan-lahan menyelinap ke bawah lempeng tetangganya dan turun memasuki mantel bumi yang panas di bawah. Di sana, ujung lempeng ini berasimilasi ke dalam mantel. Daerah tempat turunnya sebuah lempeng disebut zona subduksi. Zona subduksi berisi beberapa cekungan terdalam di dunia. Misalnya, kedalaman Cekungan Mariana di lepas pantai Guam di Samudra Pasifik mencapai lebih dari 11.000 meter. Seandainya Gunung Everest, gunung tertinggi di bumi, berada di dalam cekungan ini, puncaknya masih 2.000 meter di bawah permukaan laut!

Suatu Oasis​—Berisi Toksin!

Karena sifatnya yang vulkanis dan sangat tidak stabil, pada sistem igir tengah lautan yang mengelilingi bumi ini terdapat banyak aliran lava serta corong hidrotermal di sana-sini. Corong-corong ini menyemburkan zat racun, campuran air dan mineral yang terurai dari dalam bumi. Namun, yang mengagumkan, kawasan yang tidak ramah ini, yang juga memiliki tekanan ratusan kali lebih besar daripada permukaan laut, bukannya dijauhi, malah menarik kehidupan​—dengan suburnya! Ratusan spesies yang hidup di sana antara lain bakteri, klam raksasa​—mungkin 30 sentimeter panjangnya—dan, yang paling aneh, sekumpulan cacing tabung yang membentuk belukar berwarna merah keungu-unguan yang tertancap kokoh pada dasar laut dan tingginya mencapai 1,8 meter.

 Sewaktu dibawa ke permukaan, makhluk-makhluk ini baunya seperti telur busuk! Bau itu bukan akibat pembusukan, melainkan berasal dari hidrogen sulfida​—zat kimia berbau menyengat dan sangat beracun yang melimpah di corong-corong hidrotermal. Air corong itu pun sangat asam dan mengandung banyak logam, termasuk tembaga, magnesium, besi, dan seng. Namun, cacing tabung dan makhluk hidup lainnya bukan hanya bertahan hidup di lingkungan ini​—yang dianggap sama dengan lokasi pembuangan zat racun​—mereka semua malah hidup makmur! Bagaimana bisa? Untuk memahaminya, marilah kita cermati cacing tabung.

Misteri Hidup

Sewaktu para biolog meneliti cacing tabung, mereka mendapati satwa ini sebagai misteri hidup. Satwa-satwa ini tidak memiliki mulut maupun sistem pencernaan. Timbullah pertanyaan: Bagaimana satwa-satwa itu makan dan mengasimilasi makanan? Kemudian, muncullah penemuan yang mengejutkan: Cacing itu memiliki darah merah​—bukan cairan serupa darah melainkan benar-benar darah yang kaya hemoglobin​—mengalir ke seluruh tubuh mereka yang mirip rambut.

Misterinya semakin pelik sewaktu para biolog membedah tubuh cacing tabung yang berupa kantong lunak. Jaringannya mengandung kultur bakteri yang terdiri atas kira-kira 285 miliar bakteri per ons jaringan! Pada tahun 1980, seorang siswa biologi berteori bahwa cacing tabung hidup melalui simbiosis​—suatu pengaturan yang memungkinkan dua spesies bekerja sama demi manfaat timbal-balik. Penelitian meneguhkan hipotesisnya dengan memperlihatkan bahwa cacing tabung, sebagai tuan rumah, memberi makan bakteri, dan bakteri itu memberi makan si cacing.

Seperti insang, rambut getar cacing tabung mengumpulkan zat-zat seperti oksigen dan karbon, yang diperlukan bakteri untuk menghasilkan makanan. Rambut getar itu tidak melambai-lambai persis di dalam air corong yang panas​—yang akan berarti bunuh diri​—tetapi di daerah dekat campuran air laut yang hampir beku dan air corong. Tentu saja, proses penghasilan makanan ini memerlukan energi. Pada permukaan bumi​—dan di bagian atas samudra​—cahaya matahari mentenagai produksi makanan dengan membuat tanaman bertumbuh. Tetapi, cahaya matahari tidak dapat mencapai rumah cacing tabung yang sangat dalam.

Energi dari Perut Bumi

Dengan cerdas, Sang Pencipta telah mengatur agar perut bumi menyediakan energi yang diperlukan via corong hidrotermal serta senyawa hidrogen sulfida yang berbau busuk. Sebagai ”cahaya matahari” dari komunitas corong, hidrogen sulfida menyediakan energi yang dibutuhkan bakteri untuk mengolah pembuatan makanannya. Sementara itu, bakteri bertindak sebagai ”tumbuhan” dari komunitas corong itu karena mereka berada di posisi basis pada rantai makanan corong. *

Guna mengikat semua zat kimia yang dibutuhkan bakteri, darah cacing tabung mengandung molekul hemoglobin yang 30 kali lebih besar daripada molekul hemoglobin pada manusia. Darah tersebut menyalurkan zat-zat kimia ini ke bakteri yang lapar, dan selanjutnya, bakteri ini menghasilkan makanan bagi cacing tabung.

Kehidupan Corong​—Sebuah Koleksi Organisme!

Sesungguhnya, tidak ada makhluk hidup corong yang merasa lapar, karena bakteri praktis menyelimuti semuanya​—kadang-kadang sampai setebal beberapa sentimeter! Bahkan pada kisaran hangat di atas corong, bakteri kadang-kadang berkumpul bagaikan badai salju, membentuk semacam sup hidup. Seperti cacing tabung, beberapa satwa menikmati hubungan simbiosis dengan bakteri, meskipun yang lain langsung menyantap mikroorganisme ini. Sebenarnya, komunitas corong sedemikian produktif dan energik sampai-sampai mereka dibandingkan dengan paya, hutan hujan tropis, serta terumbu karang di perairan dangkal.

Bahkan, kira-kira 300 spesies baru yang hidup dekat corong telah berhasil diidentifikasi. Ini termasuk klam putih raksasa dan remis (pigmennya berlimpah dalam dunia malam abadi), gurita,  serta kepiting putih yang rakus, yang gemar menyantap rambut getar cacing tabung yang lembut. Sebagai perlindungan, cacing-cacing itu memiliki refleks cepat yang dengan sigap menarik rambut getar ke dalam tabung sehingga aman.

Makhluk hidup corong lainnya termasuk laba-laba laut, siput, udang joget, limpet, kopepoda, ikan mirip belut yang merayap di permukaan yang terdiri atas bakteri dan belerang, spesies cacing tabung yang lebih kecil, dan cacing-cacing lainnya. Itu termasuk cacing spaghetti dan cacing Pompeii. Namanya memang cocok, karena cacing spaghetti tampak seperti segenggam spaghetti putih yang menutupi bebatuan. Yang membuat cacing Pompeii unik adalah kemampuannya untuk mentoleransi suhu hingga mencapai 80 derajat Celcius! Tentu saja, bakteri corong, yang menyelimuti cacing Pompeii, juga mampu bertahan pada suhu tinggi. *

Suatu Cahaya Misterius!

Pada tahun 1985, para ilmuwan terkejut sewaktu mendapati adanya udang di dekat corong yang memiliki dua organ seperti mata dengan zat kimia yang peka cahaya tetapi tanpa lensa. Tentu saja, pertanyaan pertama yang terlintas dalam pikiran adalah: Apa yang bisa dilihat satwa ini dalam suatu dunia yang gelap total? Untuk mencari tahu, para peneliti menggunakan kamera digital bersensitivitas tinggi, seperti yang digunakan untuk memfoto bintang yang redup. Mereka mengarahkan kamera ke sebuah corong, mematikan semua cahayanya, dan mengambil gambar.

Hasilnya menakjubkan. Gambar yang tampak di layar komputer menyingkapkan adanya ”suatu pijaran bertepi tajam yang dramatis dan jelas” tempat semburan air panas meninggalkan cerobong, kata ilmuwan  Cindy Lee Van Dover. Apakah udang memanfaatkan cahaya misterius ini, yang tak tampak oleh mata manusia? Apa pun halnya, penemuan mengenai pijaran corong hidrotermal ”membuka bidang penelitian yang baru”, tambah Van Dover.

Yang Terbesar dan yang Terkecil

Baru-baru ini, suatu bagian dasar laut yang kaya metana didapati menjadi rumah bagi bakteri terbesar yang dikenal sains. Raksasa-raksasa yang mirip untaian manik ini, yang ditemukan pada tahun 1997, 100 sampai 200 kali lebih panjang daripada ukuran rata-rata bakteri. Mereka juga pemakan yang lahap, meninggalkan jejak zat racun sulfida pada sedimen, sehingga membuat kawasan tersebut aman bagi makhluk hidup laut lainnya.

Baru-baru ini, organisme hidup yang mungkin terkecil di bumi juga ditemukan di bawah laut, meskipun dalam kasus ini lima kilometer di bawah dasar laut! Sebuah laporan di The New York Times menjelaskan bahwa penemuan itu, yang terjadi di lepas pantai Australia Barat, ”sedemikian ganjil sampai-sampai memicu debat internasional yang alot”. Pokok utama yang dipersoalkan adalah apakah wujud itu​—yang disebut nanoba karena besar tubuhnya diukur dalam nanometer, atau sepersemiliar meter​—adalah organisme hidup. Mereka mirip fungi, ukuran kasarnya sama dengan virus, memiliki DNA, dan agaknya bereproduksi dengan cepat, membentuk koloni yang padat.

Sedemikian banyaknya kehidupan yang sekarang ditemukan sehingga banyak ilmuwan yakin bahwa total kelompok kehidupan mikrobial yang tersembunyi di dalam kerak atas bumi dapat melampaui jumlah seluruh kehidupan  di permukaan bumi! Penemuan-penemuan ini menyulut revolusi dalam cara berpikir ilmiah. Seorang ilmuwan berkata, ”Dogma dalam mikrobiologi dikesampingkan dalam beberapa tahun terakhir ini. Bidang studi ini telah muncul dengan sendirinya. Pada intinya, ini adalah sains baru.”

Selain itu, penemuan yang sangat berarti ini mengajarkan kepada kita sesuatu yang mengungguli sains. Alkitab menyoroti intisari dari pemahaman ini, ”Sifat-sifat [Allah] yang tidak kelihatan . . . jelas terlihat sejak penciptaan dunia, karena sifat-sifat tersebut dipahami melalui perkara-perkara yang diciptakan.” (Roma 1:20) Misalnya, Allah sangat peduli akan kebersihan. Hal ini tampak pada bakteri dan makhluk hidup laut lainnya yang membantu menetralkan racun dari banyak zat racun potensial yang berasal dari dalam bumi dan dari zat-zat rusak yang mengendap dari lautan bagian atas. Jelaslah, Allah peduli akan kesehatan planet ini dan semua yang hidup di atasnya. Sebagaimana akan kita lihat di artikel berikut, kepribadian Sang Pencipta ini menjamin masa depan yang mulia bagi semua makhluk hidup di bumi.

[Catatan Kaki]

 [Kotak/Gambar di hlm. 7]

Apakah Corong Hidrotermal itu?

Di sepanjang sistem igir tengah lautan, air laut merembes ke bawah melalui celah-celah pada kerak menuju area yang luar biasa panas. Air itu kemudian menjadi super panas, bereaksi dengan batuan, dan menyerap sejumlah zat kimia. Air tersebut juga menjadi lebih ringan sehingga naik ke dasar laut, dan membentuk corong hidrotermal​—sumber air hidrotermal atau geiser. Corong hidrotermal ini ”benar-benar serupa dengan geiser bumi dalam hal kekuatan dan pesona”, kata sebuah referensi.

Selain itu, suhu sumber air dasar laut ini dapat mendekati 400 derajat Celcius, yang melebihi panas timbal cair! Tetapi, karena tekanan dari berkilo-kilometer dalamnya lautan di atas, cairan super panas itu tidak menguap. Yang menakjubkan, beberapa milimeter dari sebuah semburan panas, suhu laut di sekitarnya biasanya hanya satu atau dua derajat di atas titik beku. Mineral yang dihasilkan dari sumber air yang cepat mendingin itu mengendap di dasar laut, dan membentuk gundukan serta cerobong. Cerobong ini dapat berdiri setinggi 9 meter. Bahkan, pernah diketemukan sebuah cerobong yang tingginya 45 meter dan berdiameter hampir 10 meter, dan itu masih akan membesar!

Corong hidrotermal dapat menyala dan mati secara sporadis, yang menyebabkan keberadaan kehidupan di sekitar corong menjadi tak menentu. Akan tetapi, beberapa makhluk hidup dapat bertahan hidup dengan bermigrasi ke corong lain.

[Keterangan]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Kotak/Gambar di hlm. 10]

Es yang Mudah Terbakar!

Pada awal tahun 1970-an, para ilmuwan yang bekerja di lepas pantai Amerika Utara menemukan endapan zat yang mengagumkan yang disebut metana hidrat​—kombinasi antara air beku dan gas metana yang mudah terbakar. Metana itu dilepaskan oleh mikroba dalam lumpur. Mikroba-mikroba ini menyantap bahan-bahan organik yang mengendap dari lautan bagian atas. Kemudian, metana bercampur dengan air yang hampir beku, sehingga membentuk kristal-kristal metana hidrat. Kristal-kristal ini mirip gua-gua es mungil yang menjebak metana di dalamnya. Agar terbentuk kristal, air harus berada persis di atas titik beku dan dasar laut haruslah setidaknya 500 meter di bawah permukaan air. Bila kondisi seperti ini terjadi, terbentuklah kristal-kristal metana hidrat, berupa zat berbuih mirip salju. Sewaktu gumpalan kristal dibawa ke permukaan air dan disulut, kristal ini terbakar, mengapi kemerah-merahan. Setelah itu, yang tersisa hanyalah tetesan air.

Metana hidrat adalah sumber energi yang kaya. Para ilmuwan memperkirakan bahwa jumlah total kandungannya dua kali lipat dari gabungan seluruh cadangan sumber bahan bakar fosil! (Bahan bakar fosil mencakup batu bara, minyak, dan gas alam​—metana pun termasuk komponen utamanya.) Namun, sejauh ini, sumber daya yang amat besar ini tidak terjangkau karena metana hidrat langsung terurai sewaktu dipindahkan dari lingkungan asalnya.

Hamparan metana hidrat juga berisi corong dan cerobong, namun cairan yang tersembur dari situ dingin, tidak seperti sumber air panas dari sistem igir tengah lautan. Akan tetapi, karena corong-corong itu melepaskan zat beracun seperti metana, hidrogen sulfida, dan amonia, mereka menunjang kehidupan komunitas cacing tabung, klam, bakteri pemakan zat kimia, dan sejumlah makhluk hidup lainnya. Sampah kimia dari bakteri pemakan metana ini menyebabkan terbentuknya batu kapur​—zat yang tidak berbahaya, sama seperti zat yang membentuk koral. *

[Catatan Kaki]

[Diagram/Gambar di hlm. 4, 5]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Kerak bumi

Mantel (sebagian meleleh)

Cekungan

Zona subduksi

Lempeng tektonik

Palung

Sewaktu lempeng membelah, terbentuklah palung

[Gambar]

Sistem igir tengah lautan mengelilingi bumi seperti garis jahitan pada bola tenis

[Keterangan]

NOAA/Department of Commerce

[Peta di hlm. 7]

(Untuk keterangan lengkap, lihat publikasinya)

Palung dan Cekungan Utama Samudra

1. Cekungan Mariana

2. Lereng Pasifik Timur

3. Palung Galápagos

4. Igir Tengah Atlantik

[Keterangan]

NOAA/Department of Commerce

[Gambar di hlm. 8]

Remis

Remis terdapat pada kedalaman 1 kilometer di Green Canyon, Teluk Meksiko

[Keterangan]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Gambar di hlm. 8, 9]

Cacing tabung

Rambut getar mereka yang lembut berisi darah, kaya hemoglobin

 [Keterangan]

OAR/National Undersea Research Program

[Gambar di hlm. 9]

Kepiting putih

Makhluk ini dikenal suka menyantap cacing tabung dengan lahapnya

[Keterangan]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Gambar di hlm. 9]

Klam raksasa

Mungkin 30 sentimeter panjangnya, dan terdapat pada kedalaman sekitar 3 kilometer

[Keterangan]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Gambar di hlm. 9]

Beberapa klam dibawa ke permukaan

[Keterangan]

Photograph by William R. Normark, USGS

[Gambar di hlm. 9]

Udang

Beberapa memiliki dua organ mirip mata. Tetapi, apa yang dapat mereka lihat dalam kegelapan total?

[Keterangan]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Gambar di hlm. 11]

Nanoba

Bentuk kehidupan terkecil di bumi?

[Keterangan]

Dr. Philippa J. R. Uwins/University of Queensland