Kapal Selam China Lakukan Penyelaman Bersejarah ke Permatang Artik yang Belum Diterokai

Detik Bersejarah Pertama dalam Penerokaan Kutub

Para saintis di atas kapal selam China Fendouzhe berjaya melakukan sesuatu yang dianggap mustahil oleh ramai pihak, menyelam lebih lima kilometer di bawah lapisan ais Artik yang tebal untuk meneroka kawasan Permatang Gakkel yang belum pernah disentuh sebelum ini. Rangkaian gunung berapi bawah laut ini terbentang antara Greenland dengan Siberia, dan merupakan sebahagian daripada sistem permatang tengah lautan global, tempat plat tektonik berpisah secara perlahan-lahan lalu membentuk kerak lautan baharu. Ekspedisi itu mencapai kedalaman maksimum 5,277 meter, menandakan kali pertama manusia memerhatikan secara langsung kawasan terpencil yang penting dari segi geologi itu.

Misi yang dijalankan dari kapal penyelidikan Tan Suo San Hao itu menyelesaikan 43 penyelaman sepanjang pelayaran kira-kira tiga bulan, sekali gus menguji batas penerokaan kutub. Permatang Gakkel sejak sekian lama menarik minat para saintis kerana ia merekah pada kadar yang sangat perlahan, lalu mewujudkan keadaan geologi dan biologi unik yang boleh mengubah pemahaman kita tentang cara hidupan bertahan dalam persekitaran ekstrem. Xiaoxia Huang, ahli geofizik marin di Institut Sains dan Kejuruteraan Laut Dalam serta ketua saintis ekspedisi itu, menyifatkan bahagian timur permatang tersebut sebagai bahagian terakhir teka-teki dalam penyelidikan geologi Artik.

"Benar-benar satu keistimewaan untuk mendapat peluang mengkaji laut dalam secara langsung," kata Huang, sambil mengulas sifat misi yang belum pernah dilakukan itu.

Ekspedisi terdahulu pernah meninjau beberapa bahagian permatang itu menggunakan sonar dan kenderaan tanpa kru, tetapi tiada kapal selam berawak pernah sampai ke Permatang Gakkel bahagian timur. Kajian Nature pada 2003 mendedahkan kewujudan lohong hidroterma di bahagian barat, namun sektor timur kekal belum diterokai sepenuhnya sehingga kini. Kejayaan misi ini membuka peluang langka untuk meninjau salah satu dasar laut terakhir di Bumi yang belum terusik, dan berpotensi mendedahkan hidupan laut dalam yang luar biasa serta penemuan baharu tentang perubahan yang berlaku di Artik yang semakin panas dengan pantas.

Mengharungi Cabaran Ais Artik

Pengendalian kapal selam berawak di bawah lapisan ais Artik membawa cabaran luar biasa yang memerlukan penyelesaian inovatif. Pasukan ekspedisi membangunkan kaedah perintis "penyelarasan kapal-kapal selam" yang membolehkan operasi dilakukan di perairan dengan litupan ais laut melebihi 80 peratus. Dalam keadaan sedemikian, kapal selam tidak boleh timbul di mana-mana sahaja. Jika ia kembali ke permukaan tepat di bawah ais tebal, anak kapal boleh terperangkap tanpa jalan keluar atau bantuan kecemasan.

Sebelum setiap penyelaman, kapal penyelidikan pemecah ais Tan Suo San Hao perlu membuka ruang sementara pada lapisan ais, pada asasnya membentuk kolam di lautan beku untuk membolehkan kapal selam masuk dan keluar dengan selamat. Proses ini memerlukan penyelarasan dan penentuan masa yang teliti kerana ais sentiasa berubah kedudukan dan bergerak mengikut arus laut serta angin. Pasukan itu menghabiskan 56 hari beroperasi di Lautan Artik, mengharungi hampir 2,000 batu nautika perairan berais untuk sampai ke kawasan sasaran.

Perjalanan pulang dari dasar laut terbukti amat mencabar. Selepas menyelesaikan tugas di dasar laut, Fendouzhe akan berhenti seketika di bawah permukaan dan menggunakan sonar serta kamera untuk mengimbas kawasan air terbuka atau ais yang lebih nipis, yang mungkin membolehkan kapal selam timbul dengan selamat. Dalam sesetengah keadaan, kapal selam terpaksa menunggu sementara kapal sokongan membuka laluan melalui ais. Gerakan rumit antara kapal pemecah ais dengan kapal selam ini merupakan pencapaian teknikal penting dalam penerokaan kutub.

Christopher German, ahli geokimia marin di Institusi Oseanografi Woods Hole yang tidak terlibat dalam misi itu, menegaskan betapa pentingnya kejayaan sampai ke lokasi terpencil tersebut.

"Sangat sukar untuk sampai ke sana, jadi apa sahaja yang dilakukan pasti menarik, berbeza dan baharu," kata German.

Teknologi Canggih untuk Persekitaran Ekstrem

Kapal selam Fendouzhe, yang namanya bermaksud "Yang Berusaha", merupakan hasil kejuruteraan mengagumkan yang direka khusus untuk penerokaan laut dalam yang ekstrem. Dibina di China, ia mampu mencapai kedalaman sekurang-kurangnya 7,000 meter dan sebelum ini telah membuktikan keupayaannya dengan menyelam hingga 10,909 meter di Challenger Deep dalam Jurang Mariana, titik paling dalam yang diketahui di lautan Bumi. Bagi misi Artik ini, kapal selam berkenaan diubah suai untuk beroperasi dalam suhu hampir beku dan menghadapi ancaman berterusan ais laut yang bergerak.

Kapal penyelidikan Tan Suo San Hao pula menandakan satu lagi pencapaian teknologi. China menyifatkannya sebagai kapal penyelidikan saintifik komprehensif pertama di dunia yang direka khusus untuk penerokaan laut dalam global dan dilengkapi keupayaan memecah ais. Gabungan kapal pemecah ais dengan kapal sokongan laut dalam ini membolehkan operasi sepanjang tahun di kawasan kutub yang sebelum ini hanya boleh diakses dalam tempoh singkat pada musim panas, ketika litupan ais berada pada tahap minimum.

Elmar Albers, ahli geosains marin di Institut Alfred Wegener di Jerman, berkata pencapaian teknikal ekspedisi itu bukan sekadar melibatkan pengangkutan.

"Misi China berpotensi menghasilkan penemuan baharu yang penting tentang habitat bawah air paling ekstrem di Bumi," kata Albers.

Ekspedisi itu turut menyaksikan operasi bawah air bersama pertama China yang melibatkan dua kapal selam berawak. Fendouzhe beroperasi bersama kapal selam Jiaolong, dengan kedua-dua kenderaan itu menyelaraskan kedudukan, pertukaran penanda dan rakaman bawah air. Pendekatan dua kapal selam ini membolehkan tinjauan yang lebih menyeluruh dan menyediakan sokongan tambahan demi keselamatan. Jiaolong juga melengkapkan penyelaman berawak pertama China di bawah ais Artik sepanjang misi itu, sekali gus menunjukkan keupayaan negara tersebut yang semakin berkembang dalam operasi laut dalam di kutub.

Kepentingan Geologi Permatang Gakkel

Permatang Gakkel sangat penting kepada ahli geologi kerana ia merupakan salah satu contoh paling ekstrem bagi permatang tengah lautan yang merekah pada kadar ultra perlahan. Kebanyakan permatang tengah lautan merekah pada kadar beberapa sentimeter setahun, tetapi Permatang Gakkel merekah begitu perlahan sehingga kerak baharu terbentuk pada kadar yang lebih perlahan daripada pertumbuhan kuku manusia. Kadar pergerakan yang amat perlahan ini membentuk struktur geologi unik dan mungkin mempengaruhi jenis sistem hidroterma yang terbentuk di sepanjang permatang tersebut.

Sebagai sebahagian daripada sistem permatang tengah lautan global, Permatang Gakkel memainkan peranan penting dalam tektonik plat dan kitaran unsur antara bahagian dalam dengan permukaan Bumi. Permatang itu terbentuk di kawasan Plat Amerika Utara dan Plat Eurasia berpisah, membolehkan magma naik lalu membentuk kerak lautan baharu. Memahami proses ini membantu para saintis membina model bagi pelbagai perkara, daripada aktiviti gunung berapi hingga evolusi lembangan lautan sepanjang masa geologi.

Pasukan ekspedisi menyasarkan kawasan yang menarik dari segi geologi, termasuk gunung laut, permukaan tebing serta bukit dan ngarai bawah laut. Mereka menggunakan kamera dan sonar untuk menggantikan garisan kabur pada peta terdahulu dengan rakaman terperinci dasar laut sebenar. Imej beresolusi tinggi ini akan membantu para penyelidik memahami struktur dan pembentukan sistem permatang yang luar biasa ini.

Salah satu objektif saintifik utama adalah menentukan sama ada terdapat lohong hidroterma di Permatang Gakkel bahagian timur. Mata air panas bawah laut ini terbentuk apabila air laut mengalir melalui batuan gunung berapi yang baru terbentuk, dipanaskan oleh magma di bawahnya, kemudian memancut kembali ke lautan sambil membawa mineral terlarut. Lohong di Permatang Gakkel bahagian barat, yang ditemui pada 2003, mendedahkan komuniti organisma luar biasa yang hidup subur dalam kegelapan sepenuhnya dengan menggunakan tenaga kimia dan bukannya cahaya matahari.

Mencari Hidupan dalam Persekitaran Ekstrem

Pencarian lohong hidroterma di Permatang Gakkel bahagian timur bukan sekadar didorong rasa ingin tahu saintifik. Sistem lohong ini menampung ekosistem unik yang boleh memberikan petunjuk tentang cara hidupan mungkin wujud di dunia lain. Organisma di sekitar lohong hidroterma memperoleh tenaga daripada tindak balas kimia yang melibatkan mineral seperti hidrogen sulfida, tanpa bergantung langsung pada cahaya matahari. Metabolisme seperti ini seakan-akan keadaan yang menurut para saintis mungkin wujud di bawah lapisan ais bulan seperti Europa, yang mengorbit Musytari, dan Enceladus, yang mengorbit Zuhal.

Sepanjang hampir seratus hari di laut, pasukan ekspedisi mengumpulkan teras sedimen, batuan, sampel air laut dan spesimen biologi dari sepanjang permatang itu. Sampel tersebut kini menanti analisis terperinci di makmal, tempat para saintis akan mencari tanda kimia aktiviti hidroterma dan bukti organisma unik yang menyesuaikan diri dengan keadaan ekstrem. Huang dan pasukannya tidak mendedahkan sama ada mereka menemui sistem lohong aktif, sambil membayangkan bahawa jawapan muktamad memerlukan kerja makmal yang teliti selama beberapa bulan.

Sampel biologi yang dikumpulkan sepanjang misi itu mungkin mendedahkan spesies baharu atau penyesuaian luar biasa untuk hidup dalam persekitaran yang dalam, sejuk dan gelap. Pasukan itu memerhatikan pelbagai jenis ikan dan spesies laut dalam yang hidup dalam keadaan yang menurut Huang dicirikan oleh kegelapan, kesejukan, tekanan dan batuan. Organisma ini telah mengembangkan strategi daya tahan yang luar biasa dalam salah satu persekitaran paling tidak mesra di Bumi, dan pemahaman terhadapnya boleh memajukan pelbagai bidang, daripada perubatan hingga bioteknologi.

Kajian tentang hidupan dalam persekitaran ekstrem, yang dikenali sebagai astrobiologi, menghubungkan secara langsung penerokaan laut dalam dengan pencarian hidupan luar bumi. Jika organisma boleh hidup subur di sekitar lohong hidroterma di Lautan Artik, bentuk hidupan serupa mungkin wujud di lautan bawah permukaan bulan berais di seluruh sistem suria kita. Sampel dari Permatang Gakkel boleh membantu memperhalus model tentang rupa ekosistem asing sedemikian.

Kaitan Iklim di Artik Dalam

Walaupun misi ini berlangsung beribu-ribu meter di bawah permukaan dan jauh dari tamadun manusia, penemuannya berkait secara langsung dengan perubahan iklim dan kesannya terhadap masyarakat. Artik sedang mengalami pemanasan pada kadar dua hingga tiga kali lebih pantas daripada purata global, dengan implikasi besar terhadap corak cuaca, paras laut dan ekosistem di seluruh dunia. Peristiwa di dasar laut Artik sebahagian daripada sistem iklim yang sama yang mempengaruhi kejadian cuaca sejuk melampau atau musim sejuk yang luar biasa sederhana di kawasan beriklim sederhana.

Permatang tengah lautan seperti Permatang Gakkel memainkan peranan penting dalam pergerakan haba dan bahan kimia di lautan dalam. Apabila air mengalir melalui kerak lautan berhampiran permatang ini, ia bertukar haba dan mineral dengan persekitaran sekeliling. Proses ini mempengaruhi kimia lautan dan corak peredaran yang seterusnya memberi kesan kepada iklim global. Data terperinci dari Permatang Gakkel boleh membantu para saintis memperhalus model iklim untuk memandu perancangan jangka panjang bagi masyarakat pesisir, pembangunan infrastruktur dan kesiapsiagaan menghadapi bencana.

Kawasan Artik juga menjadi petunjuk awal perubahan iklim global. Perubahan suhu, kimia dan ekosistem lautan di Artik sering menandakan perubahan lebih luas yang akhirnya akan menjejaskan kawasan lain. Dengan menetapkan data asas tentang persekitaran Artik dalam sekarang, para saintis mewujudkan titik rujukan untuk mengukur perubahan pada masa depan. Maklumat ini penting untuk memahami tindak balas keseluruhan sistem Bumi terhadap pemanasan berterusan.

Pasukan ekspedisi mengumpulkan data pemerhatian yang meluas bagi menyokong penyelidikan tentang perubahan iklim Artik yang berlaku dengan pantas. Data ini merangkumi maklumat tentang suhu air, kemasinan, komposisi kimia dan komuniti biologi di seluruh turus air. Data sedemikian membantu para saintis memahami perubahan yang berlaku di Lautan Artik dan bagaimana perubahan ini mungkin memberi kesan berantai kepada sistem iklim global.

Cita-cita China yang Semakin Berkembang di Kutub

Misi ini bukan sekadar pencapaian saintifik. Ia turut menyerlahkan keupayaan China yang berkembang pesat dalam penyelidikan kutub dan kehadirannya yang semakin meningkat di rantau Artik. China menyifatkan dirinya sebagai "negara berhampiran Artik" dan meningkatkan kegiatan kutubnya secara beransur-ansur sepanjang dekad lalu, dengan menghantar kapal pemecah ais, kapal penyelidikan dan kapal selam tanpa kru ke rantau tersebut. Beijing membingkaikan usaha Artiknya sebagai sebahagian daripada strategi "pembangunan saintifik secara aman" yang tertumpu pada penyelidikan iklim, kajian biodiversiti marin dan pemetaan sumber dasar laut.

Keupayaan teknologi yang ditunjukkan sepanjang ekspedisi ini, termasuk operasi menyelam laut dalam di bawah ais tebal dan sokongan kapal pemecah ais canggih, membawa implikasi strategik. Artik semakin mudah diakses apabila perubahan iklim mengurangkan litupan ais, sekali gus membuka laluan perkapalan baharu dan mendedahkan potensi sumber. Kecekapan teknikal China yang semakin meningkat di rantau ini membolehkannya mengambil bahagian dalam peluang pembangunan masa depan dan laluan perdagangan Artik yang sedang berkembang.

Pada musim panas lalu, China menghantar lima kapal penyelidikan, termasuk sebuah kapal pemecah ais, ke Artik. Kehadiran besar ini menegaskan komitmen negara itu terhadap penyelidikan kutub dan hasratnya untuk menjadi pemain utama dalam urusan Artik. Kejayaan menyelesaikan 43 penyelaman berawak di perairan berselaput ais menjadikan China satu-satunya negara yang kini mampu menjalankan operasi menyelam laut dalam berawak secara berterusan di Lautan Artik yang dilitupi ais tebal.

Menurut Kementerian Sumber Asli China, ekspedisi itu mengesahkan keupayaan operasi Fendouzhe dan Tan Suo San Hao di zon ais kutub. Misi itu menetapkan protokol operasi bagi keadaan kutub ekstrem dan memperkenalkan model penyelaman ais bergerak yang boleh memperluas peluang penerokaan pada masa depan. Kepimpinan China dalam bidang ini boleh mempengaruhi perbincangan antarabangsa tentang tadbir urus Artik, kerjasama penyelidikan dan perlindungan alam sekitar.

Perjalanan Panjang Penemuan Saintifik

Walaupun ekspedisi itu telah berakhir, kerja saintifik baru sahaja bermula. Sampel mentah dan rakaman video yang dikumpulkan sepanjang misi berkemungkinan memerlukan analisis terperinci selama bertahun-tahun sebelum kepentingan sepenuhnya dapat difahami. Batuan akan diperiksa untuk menentukan komposisi mineral dan usianya, teras sedimen akan dianalisis bagi mengesan penanda kimia dan biologi, manakala spesimen biologi akan dikaji untuk menentukan hubungannya dengan spesies lain yang diketahui.

Para saintis akan memberikan perhatian khusus kepada sebarang bukti aktiviti lohong hidroterma di Permatang Gakkel bahagian timur. Kehadiran mineral tertentu, kimia air yang luar biasa atau komuniti biologi khusus boleh menandakan kewujudan lohong aktif di kawasan itu. Penemuan sedemikian bukan sahaja melengkapkan gambaran tentang Permatang Gakkel, malah memberikan pemahaman baharu tentang cara hidupan tersebar dan berevolusi dalam persekitaran laut dalam.

Data geologi yang dikumpulkan sepanjang misi itu akan membantu para penyelidik memahami perbezaan antara permatang yang merekah pada kadar ultra perlahan dengan permatang yang merekah lebih pantas. Maklumat ini boleh memperhalus model tektonik plat dan meningkatkan pemahaman kita tentang pembentukan serta evolusi kerak Bumi. Pemetaan terperinci ciri-ciri dasar laut juga akan menjadi asas bagi penyelidikan masa depan di rantau itu.

Ketika para saintis menganalisis data dan sampel daripada misi bersejarah ini, persoalan baharu pasti akan timbul. Setiap penemuan lazimnya mendedahkan misteri baharu, lalu mendorong penerokaan dan penyelidikan lanjut. Permatang Gakkel bahagian timur, yang dahulu tersembunyi di bawah ais dan tidak diketahui oleh dunia sains, kini telah dimasukkan ke dalam peta saintifik. Rahsianya mungkin sedikit demi sedikit mengubah cara kita memahami laut dalam Bumi dan perubahan yang berlaku di Artik di atasnya.

Perkara Utama

• Kapal selam China Fendouzhe melengkapkan 43 penyelaman sepanjang ekspedisi Artik selama 98 hari, dengan kedalaman maksimum 5,277 meter.
• Misi itu menjalankan penerokaan berawak pertama di Permatang Gakkel bahagian timur, rangkaian gunung berapi bawah laut antara Greenland dengan Siberia.
• Ekspedisi itu merintis kaedah "penyelarasan kapal-kapal selam" yang membolehkan operasi dilakukan di perairan dengan litupan ais sebanyak 80 peratus.
• China menjadi negara pertama menjalankan penyelaman laut dalam berawak secara berterusan di Lautan Artik yang dilitupi ais tebal.
• Pasukan mengumpulkan teras sedimen, batuan, air laut dan sampel biologi dari kedalaman yang belum pernah disentuh sebelum ini.
• Misi itu merangkumi operasi bawah air bersama pertama yang melibatkan dua kapal selam berawak China, Fendouzhe dan Jiaolong.
• Penyelidikan ini mungkin mendedahkan lohong hidroterma dan ekosistem unik yang relevan kepada astrobiologi serta sains iklim.
• Ekspedisi ini menunjukkan keupayaan teknikal dan kehadiran China yang semakin berkembang dalam penyelidikan kutub.
• Sampel dan data memerlukan analisis bertahun-tahun untuk memahami sepenuhnya kepentingan saintifiknya.