Bersantailah di tengah Samudra Atlantik, di atas gunung bawah laut yang menjulang setinggi 10.000 kaki di atas dasar laut, duduk Lost City. Ratusan menara putih menjorok ke lautan gelap, membentang di area blok kota dan menjulang tinggi antara 30 dan 200 kaki. Cairan alkali panas yang diisi dengan gas hidrogen memuntahkan dari puncak menara alami ini ke perairan di timur Mid-Atlantic Ridge.
Apa yang tampak seperti kota metropolis yang sudah lama ditinggalkan, sebenarnya, penuh dengan kehidupan mikroskopis. Triliunan penghuni mikroba Lost City, yang bertengger di atas Atlantis Massif, telah menjadi daya tarik bagi para ilmuwan. Mikroba-mikroba ini, yang tumbuh subur di medan ventilasi hidrotermal jauh di Atlantik, menyimpan rahasia kelangsungan hidup di lingkungan yang bermusuhan seperti itu — dan mereka bahkan dapat memberikan petunjuk tentang asal usul kehidupan di Bumi.
Besok, 8 September, sekelompok 22 peneliti, ahli mikrobiologi, ahli geologi dan ahli kelautan, akan melakukan perjalanan ke Kota Hilang untuk pertama kalinya dalam beberapa tahun. Kelompok ilmuwan ini ingin tahu bagaimana mikroba Lost City mencari nafkah, apa yang mereka makan dan hirup, dan bagaimana mereka bertahan hidup dalam suhu dan tekanan ekstrem di laut dalam.
“Kami ingin tahu bagaimana mereka hidup di sana, ” kata ketua tim William Brazelton, seorang ahli mikrobiologi di Universitas Utah.
Ditemukan pada tahun 2000, Lost City adalah salah satu dari sedikit tempat yang dikenal di dunia. Tidak seperti jenis ventilasi hidrotermal yang lebih umum, seperti perokok hitam dan rembesan metana, Lost City tidak didorong oleh aktivitas vulkanik. Sebaliknya, ventilasi diciptakan ketika air laut bertemu dengan batu dari mantel Bumi, menciptakan gas dan energi dalam proses yang dikenal sebagai serpentinisasi. Air yang kaya kalsium dari ventilasi ini kemudian bereaksi dengan karbon di air laut untuk membentuk cerobong karbonat ikonik Lost City.
Cerobong karbonat Lost City dicitrakan pada ekspedisi 2005 ke sistem ventilasi hidrotermal. (D. Kelley / M. Elend / UW / URI-IAO / NOAA / Tim Sains Kota yang Hilang) Memuntahkan gas hidrogen dari cerobong asap menyediakan sumber energi yang cukup untuk mikroba yang tinggal di Lost City. "Ini hal terdekat dari makan siang gratis yang disediakan alam semesta, " kata Brazelton. Cerobong asap juga melepaskan metana, molekul organik yang merupakan sumber energi yang kaya untuk berbagai jenis kehidupan.
Sementara energi berlimpah, belum jelas di mana mikroba di ekosistem laut dalam ini mendapatkan karbon atau nutrisi mereka. Menurut ketua tim Susan Lang, ahli geokimia di University of South Carolina, memecahkan misteri ini adalah salah satu misi utama ekspedisi.
“Salah satu pertanyaan yang kami coba tanyakan adalah, untuk apa mikroba-mikroba ini mencari?” Katanya. "Hidup selalu mencari sesuatu."
Selama ekspedisi tiga minggu, para ilmuwan di atas kapal riset Angkatan Laut AS (R / V) Atlantis akan mengirim kendaraan yang dioperasikan dari jarak jauh (ROV), bernama Jason, turun sekitar 2.600 kaki ke Lost City untuk mengumpulkan sampel. "Jason terlihat seperti SUV dengan ekor besar keluar dari belakang, " kata Beth Orcutt, seorang ahli mikrobiologi di Laboratorium Bigelow untuk Ilmu Kelautan, yang terlibat dalam ekspedisi tetapi tidak pergi sendiri. "Para ilmuwan menggunakan Jason sebagai mata dan lengan mereka di dasar laut."
Jason akan mengumpulkan endapan dari dasar laut dan mengambil sampel kecil cerobong asap Lost City, tetapi sebagian besar, Jason akan mengumpulkan air. Para ilmuwan ekspedisi berencana untuk mengumpulkan air yang mengalir keluar dari cerobong asap untuk menangkap mikroba yang hidup jauh di dalam Atlantis Massif. Para peneliti berhipotesis bahwa mikroba di gunung memperkenalkan karbon dan nutrisi ke ekosistem, yang memungkinkan kehidupan mikroba di permukaan cerobong asap.
"Itu akan menunjukkan bahwa bumi adalah sistem yang sangat terhubung, " kata Lang. "Bahkan organisme yang benar-benar aneh yang hidup di dasar laut memungkinkan kehidupan di permukaan."
ROV Jason, yang akan menjelajahi Lost City dan mengambil sampel bulan ini. (Tom Kleindinst / Lembaga Oseanografi Hole Woods) Menentukan bagaimana mikroba bertahan hidup di dalam gunung, di mana kondisi yang tidak ramah mengelilingi proses serpentinisasi, juga bisa memberikan sekilas kemungkinan kehidupan di planet lain. Karena bahan-bahannya relatif sederhana (batu dan air laut), dan lingkungannya bebas oksigen, mikroba di Atlantis bisa menjadi jendela bagi makhluk hidup di luar bumi.
"Ini adalah contoh tipe ekosistem yang bisa aktif di Enceladus atau Europa saat ini, " kata Brazelton, merujuk pada bulan-bulan berair Saturnus dan Jupiter, "dan mungkin Mars di masa lalu."
ROV Jason akan mengumpulkan sekitar 30 liter air laut setiap hari. Sebagian air yang terkumpul akan disimpan dalam freezer untuk penelitian selanjutnya, sementara sebagian lagi akan dianalisis di tempat untuk mengukur komposisi kimia serta populasi mikroba dan virus. Selama tahun-tahun berikutnya, pengujian genetik sampel air laut akan menerangkan jenis mikroba apa yang hidup di lingkungan ekstrem ini dan bagaimana mereka berhasil bertahan hidup.
Ada juga ilmuwan yang percaya bahwa Lost City, atau tempat seperti itu, mungkin merupakan tempat kehidupan dimulai di Bumi. "Ini adalah sistem yang baik untuk kehidupan awal yang mungkin telah berkembang, " kata Lang. Pori-pori kecil di dinding cerobong Lost City, dikombinasikan dengan air laut dasar (bukan asam) dan sumber energi tak terbatas dalam gas hidrogen, dapat memberikan kondisi Goldilocks yang diperlukan untuk kehidupan spontan.
"Geokimia dan geologi di Lost City tampaknya bersatu dengan cara yang akan menyelesaikan masalah ayam-dan-energik dari asal usul kehidupan, " kata Jeffrey Marlow, seorang ahli mikrobiologi di Universitas Harvard yang tidak terlibat dalam ekspedisi. Masalah "ayam-dan-telur" mengacu pada fakta bahwa sel membutuhkan energi untuk membuat bio-molekul, dan bio-molekul diperlukan untuk memanfaatkan energi.
Marlow berpikir masuk akal bahwa air dengan pH tinggi yang berputar di pori-pori cerobong asap di Lost City dapat menghasilkan kondisi yang menguntungkan bagi kehidupan untuk dimulai. Gas hidrogen dan molekul-molekul lain yang bercampur menjadi satu di dalam pori-pori dapat membuat prekursor ke sebuah sel, yang dikenal sebagai sel proto.
Gambar mikroskop elektron pemindaian mengungkapkan biofilm tipis yang terbuat dari mikroba pada dan di dalam cerobong asap Lost City. (Atas perkenan Tomaso Bontognali, Susan Lang, dan Gretchen Früh-Green) Tempat-tempat lain seperti Lost City ada di laut dalam, tetapi mereka terbukti sulit ditemukan. Karena produk sampingan dari serpentinisasi relatif biasa — sebagian besar hidrogen dan metana — situs seperti Lost City tidak memiliki biosignature yang kuat seperti sistem ventilasi hidrotermal lainnya, seperti perokok hitam yang menyemburkan gas belerang. "Kami berpendapat bahwa situs-situs seperti Lost City cukup luas, kami hanya tidak tahu di mana mereka berada, " kata Lang. "Saat ini, kita akan mengatakan Lost City itu unik, tapi itu mungkin tidak sendirian."
Menemukan Kota Hilang lainnya segera tampaknya tidak mungkin mengingat sebagian besar lautan belum pernah dijelajahi oleh manusia. "Kami hanya melihat sebagian kecil dari dasar laut, " kata Marlow. "Ada banyak lagi di luar sana yang bisa ditemukan." Menurut Dinas Kelautan Nasional Amerika Serikat, kurang dari 20 persen lautan telah dipetakan atau diamati oleh manusia.
Lautan dalam adalah perbatasan bagi para ilmuwan seperti halnya ruang angkasa. Para peneliti baru mulai memahami bagaimana beragam fungsi kehidupan dalam ekosistem ekstrem di dekat dasar laut, dan para ilmuwan bukan satu-satunya yang melihat ke laut dalam. Sumber daya mineral, seperti nikel, kobalt, perak dan emas, telah menarik minat perusahaan pertambangan, yang semakin berinvestasi dalam eksploitasi laut dalam di masa depan.
"Ketika saya masih menjadi mahasiswa yang belajar tentang laut dalam, gagasan bahwa ada mineral di dasar laut yang mungkin ingin ditambang oleh industri adalah gagasan fiksi ilmiah karena sama sekali tidak layak secara ekonomi, " kata Orcutt. Tapi sekarang, teknologi yang diperlukan ada di sini, dan Otoritas Dasar Laut Internasional (badan PBB yang memberikan izin penambangan di perairan internasional) memberikan izin untuk eksplorasi penambangan setiap tahun. Salah satu izin tersebut, dikeluarkan pada Agustus 2017, memberi Polandia hak untuk mengeksploitasi daerah dasar laut di mana Kota Hilang berada.
Struktur "sarang lebah" di Lost City. (Atas perkenan Deborah Kelley, Universitas Washington) Beberapa ilmuwan kelautan mengatakan bahwa menambang dasar laut sebelum kita memahami biologi dasarnya dapat menjadi resep bencana. "Seperti halnya perbatasan, cukup mudah untuk mempengaruhi perubahan tanpa mengetahui apa yang ada atau apa kerentanannya, " kata Lisa Levin, ahli biologi laut dalam dan salah satu pendiri Deep Ocean Stewardship Initiative, yang bertujuan untuk membawa para ilmuwan, ekonom, pakar kebijakan, dan perwakilan industri bersama-sama membahas masalah eksploitasi laut dalam. Levin mengatakan bahwa ketika Polandia menerima hak untuk menambang daerah di sekitar Kota yang Hilang, Polandia mengangkat bendera merah untuk ahli mikrobiologi laut dalam. "Itu adalah peristiwa katalitik."
Banyak peneliti laut dalam sekarang menyerukan untuk melestarikan Lost City dan tempat-tempat seperti itu, menyoroti pentingnya global mikrobiologi laut dalam, yang berkontribusi pada siklus nutrisi, mitigasi iklim, dan keragaman genetik. "Kami ingin menarik perhatian pada bagian kehidupan yang tak terlihat, " kata Orcutt, yang telah menyelenggarakan pertemuan ilmiah tentang dampak penambangan laut dalam terhadap aktivitas mikroba. “Dasar laut memiliki nilai. Setiap kali para ilmuwan pergi ke dasar lautan, spesies baru ditemukan. Ada begitu banyak lautan yang tidak kita ketahui. ”
Ekspedisi bulan ini ke Kota Hilang akan membantu kita belajar sedikit lebih banyak tentang dunia misterius di bawah ini.
