Saintis Menemui Tanah Perkuburan Paus Paling Dalam dan Terbesar di Lautan Hindi, dengan Fosil Berusia 5.3 Juta Tahun

Penemuan Bawah Laut yang Belum Pernah Terjadi Sebelum Ini

Di kedalaman Lautan Hindi tenggara yang gelap gelita, pasukan penyelidik diketuai China menemukan keajaiban yang mengejutkan saintis marin di seluruh dunia. Dengan menggunakan kapal selam berawak Fendouzhe, yang mampu menyelam hingga 11,000 meter, para penyelidik memetakan sebuah kawasan luas yang dipenuhi tinggalan ratusan paus, sebahagiannya telah terbaring di dasar laut selama lebih lima juta tahun. Penemuan yang diterbitkan dalam jurnal Nature itu merupakan nekropolis paus paling dalam, paling tua dan paling luas yang pernah didokumentasikan di Bumi.

Ekspedisi itu berlangsung antara Februari hingga Mac 2023, ketika kapal penyelidikan Tan Suo Yi Hao meneroka Zon Diamantina, zon rekahan terpencil yang terdiri daripada rabung dan parit bawah laut, kira-kira 1,600 kilometer di barat Australia. Semasa selaman pertama ke Dordrecht Deep, saintis menemui fosil paus pada kedalaman 7,002 meter. Pemerhatian yang pada mulanya membingungkan itu segera berkembang menjadi penyiasatan selama sebulan, melibatkan 32 selaman tambahan. Pasukan itu akhirnya merekodkan 485 tapak fosil paus serta kawasan bangkai paus yang masih aktif, terbentang pada jarak luar biasa di sepanjang dasar laut.

Xiaotong Peng, timbalan pengarah Institut Sains dan Kejuruteraan Laut Dalam di Akademi Sains China serta penulis utama kajian itu, menyatakan rasa amat terkejut dengan skala penemuan tersebut. Para penyelidik pada awalnya mahu mengkaji biodiversiti, ekosistem, pencemaran dan proses geologi di zon hadal, iaitu bahagian laut paling dalam pada kedalaman antara 6,000 hingga 11,000 meter. Sebaliknya, mereka menemui arkib fosil yang belum pernah ditandingi skalanya.

Menemui nekropolis sebesar ini langsung tidak dijangka. Luas taburannya, kedalamannya dan julat usianya jauh melampaui apa-apa yang pernah kami bayangkan.

Penemuan itu mencetuskan keterujaan dalam kalangan komuniti saintifik, dengan para penyelidik membandingkan kepentingannya dengan penemuan penting terdahulu seperti penemuan lohong hidroterma pertama pada 1977. Jumlah tinggalan yang begitu besar dijangka mengubah pemahaman tentang ekologi laut dalam dan evolusi cetacea sepanjang skala masa geologi.

Tanah Perkuburan yang Terbentang di Seluruh Jurang Laut

Nekropolis yang baru ditemui itu terbentang kira-kira 1,200 kilometer di sepanjang dasar laut. Ini bukan sekadar anomali setempat, sebaliknya koridor paleontologi yang amat luas. Terletak pada kedalaman antara 4,200 hingga 7,002 meter, tapak itu jauh melangkaui sempadan zon hadal, yang bermula 6,000 meter di bawah permukaan. Rekod terdahulu tentang bangkai paus kebanyakannya terhad kepada kedalaman kurang daripada 4,000 meter, dengan contoh terdalam yang diketahui sebelum penemuan ini berada pada kedalaman 4,204 meter. Penemuan di Zon Diamantina meluaskan julat kedalaman yang diketahui bagi ekosistem ini sebanyak lebih 2,500 meter, sekali gus menjadikannya antara habitat bangkai paus terdalam yang diketahui di lautan.

Para penyelidik mengenal pasti 476 tinggalan paus yang telah menjadi fosil serta lima bangkai yang baru mati dan berada pada tahap pereputan lanjut. Berdasarkan ekstrapolasi sistematik daripada data tinjauan, pasukan itu menganggarkan kawasan berkenaan mungkin menampung antara tujuh hingga lapan bangkai paus moden dan kira-kira 750 fosil bagi setiap kilometer persegi. Sesetengah unjuran menunjukkan lebih 10 juta bangkai paus mungkin bertaburan di seluruh kawasan yang lebih luas itu, mewakili kira-kira 6.7 juta tan karbon tersimpan yang terus menyokong kehidupan laut dalam.

Nick Pyenson, kurator mamalia marin fosil di Muzium Sejarah Semula Jadi Kebangsaan Smithsonian, mengulas tentang skala luar biasa tapak itu.

Kawasan ini terbentang lebih 1,200 kilometer, sesuatu yang sukar dipercayai.

Jon Copley, profesor penerokaan lautan di Universiti Southampton, berkata penemuan hampir 800 rangka bagi setiap kilometer persegi benar-benar mengejutkan. Beliau menjelaskan bahawa bangkai paus lazimnya berfungsi sebagai habitat terpencil untuk haiwan laut dalam, namun kepekatan ini menunjukkan sesuatu yang unik tentang geografi dan oseanografi rantau tersebut. Stephen J Godfrey dari Muzium Marin Calvert menyifatkan tanah perkuburan itu sebagai penemuan yang benar-benar unik, sambil menulis bahawa penyelidikan itu mengingatkannya kepada treler filem pertama dalam sebuah siri filem epik.

Kehidupan Selepas Kematian di Laut Dalam

Apabila seekor paus mati lalu tenggelam ke dasar laut, bangkainya mencetuskan salah satu fenomena ekologi paling menakjubkan dalam biologi marin. Fenomena ini dikenali sebagai kejatuhan paus, apabila bangkai menjadi oasis kehidupan dalam persekitaran yang kekurangan sumber makanan. Penemuan di Zon Diamantina merangkumi lima kawasan bangkai paus aktif yang kini dipenuhi organisma yang bergantung sepenuhnya pada tinggalan yang mereput itu. Tapak-tapak aktif ini berada dalam peringkat sulfifilik, apabila bakteria menguraikan lipid di dalam tulang dan membebaskan sebatian sulfur yang menyokong komuniti invertebrata khusus.

Pasukan penyelidik memerhatikan lapisan mikrob padat berwarna keputihan yang meliputi tulang, bersama cacing Osedax pengorek tulang, bintang ular, obor-obor, moluska dwicangkerang, krustasea dan knidaria. Banyak daripada haiwan ini mungkin tergolong dalam spesies yang belum pernah diketahui sains. Kepadatan sesetengah organisma mencecah sehingga 2,800 individu bagi setiap meter persegi, membentuk ekosistem yang subur di dasar lautan yang sebaliknya gelap dan sejuk. Peng Zhou, ahli geologi laut dalam di Akademi Sains China, menggambarkan pengalamannya menyaksikan sendiri komuniti ini.

Ekosistem subur yang kami lihat memberikan perspektif yang sama sekali berbeza tentang dasar lautan yang sebaliknya gelap dan sejuk ini.

Kejatuhan paus melalui empat peringkat yang dikenal pasti. Pertama, pemakan bangkai besar seperti hagfish dan jerung tidur memakan tisu lembutnya selama beberapa bulan. Kedua, organisma yang lebih kecil menjajah tulang dan sedimen di sekelilingnya dalam fasa pengayaan yang boleh berlanjutan selama bertahun-tahun. Ketiga, fasa sulfifilik bermula apabila bakteria menguraikan lemak di dalam tulang, menghasilkan bahan kimia yang menyokong kupang, cacing dan organisma kemiosintetik lain selama berdekad-dekad. Akhir sekali, apabila semua bahan organik habis, tulang yang terdedah menjadi struktur terumbu bagi haiwan penapis seperti span dan anemon laut.

Giovanni Bianucci, ahli paleontologi di Universiti Pisa dan penulis bersama kajian itu, menekankan kepentingan biologi komuniti ekstrem ini.

Penemuan ini menunjukkan bahawa persekitaran ekstrem yang belum diterokai ini menjadi habitat bagi spesies dan ekosistem yang masih belum diketahui sains, dan oleh itu kita masih jauh daripada memahami biodiversiti sebenar planet kita.

Fosil yang Menulis Semula Sejarah Evolusi

Daripada 43 spesimen fosil yang dikutip oleh kapal selam Fendouzhe menggunakan lengan robotik, para penyelidik mengenal pasti tinggalan lima spesies paus berparuh dan satu spesies paus balin. Usia fosil itu berbeza-beza, daripada kira-kira 120,000 tahun hingga 5.26 juta tahun. Pentarikhan isotop strontium dalam tulang mengesahkan bahawa kejatuhan paus telah berlaku di rantau ini sejak sekurang-kurangnya Zaman Pliosen Awal. Garis masa ini menyediakan gambaran berterusan tentang sejarah cetacea selama berjuta-juta tahun.

Fosil tertua berasal daripada paus berparuh pupus dalam genus Pterocetus, yang dianggarkan berusia kira-kira 5.3 juta tahun. Satu lagi penemuan penting ialah spesies baharu sepenuhnya, yang dinamakan secara rasmi oleh para penyelidik sebagai Pterocetus diamantinae sempena tapak penemuan itu. Giovanni Bianucci berkata serpihan tengkoraknya menunjukkan perbezaan anatomi yang cukup ketara berbanding spesies yang diketahui untuk menyokong pengelasan baharu tersebut. Penemuan ini memperbaik pemahaman kita tentang sejarah evolusi paus berparuh dan membantu menjelaskan bagaimana kumpulan yang amat khusus ini berevolusi selama berjuta-juta tahun.

Selain spesies pupus, rekod fosil itu turut merangkumi tinggalan paus berparuh yang masih wujud, seperti paus berparuh Andrews dan paus bergigi tali, sekali gus menunjukkan bahawa sesetengah garis keturunan telah mendiami perairan dalam ini selama berjuta-juta tahun. Satu fosil paus balin yang dikenal pasti sebagai paus sei turut ditemui dalam himpunan yang didominasi paus berparuh.

Bangkai aktif terbesar yang ditemui ialah paus minke Antartika sepanjang lima meter, pada kedalaman 5,610 meter. Penemuan ini amat penting kerana paus minke ialah spesies pemakan melalui penapisan yang lazimnya mencari makanan di perairan lebih cetek, manakala paus berparuh ialah pemburu yang menyelam jauh. Campuran spesies penyelam cetek dan penyelam dalam antara tinggalan itu menimbulkan persoalan yang masih cuba dirungkai oleh para saintis. Craig Smith, pakar kejatuhan paus di Universiti Hawaii yang tidak terlibat dalam kajian tersebut, menyifatkan jumlah besar kejatuhan paus fosil yang didokumentasikan itu sebagai benar-benar menakjubkan dan sangat penting untuk memahami evolusi serta taburan paus sepanjang masa geologi.

Mengapa Begitu Banyak Paus Berkumpul di Sini?

Kepekatan luar biasa tinggalan paus di Zon Diamantina menimbulkan persoalan penting tentang bagaimana tanah perkuburan ini terbentuk. Para penyelidik percaya gabungan faktor geografi, oseanografi dan biologi mewujudkan keadaan yang sesuai untuk bangkai terkumpul selama berjuta-juta tahun. Zon Rekahan Diamantina sendiri terbentuk antara 60 hingga 50 juta tahun lalu apabila benua Australia dan Antartika berpisah, lalu membentuk landskap rabung dan parit yang kompleks dan kemudiannya mempengaruhi arus laut serta laluan migrasi.

Bentuk muka bumi berbentuk V di zon itu kelihatan bertindak seperti corong semula jadi, menyalurkan paus mati yang tenggelam melalui turus air ke dasar parit. Ciri geologi ini berkemungkinan menghalang bangkai daripada dihanyutkan, sebaliknya menumpukannya di kawasan tertentu untuk tertimbus dan terpelihara. Namun, bentuk muka bumi sahaja tidak dapat menjelaskan jumlah tinggalan yang begitu besar.

Kawasan itu berkemungkinan menjadi koridor migrasi serta habitat utama untuk mencari makanan. Paus pemakan melalui penapisan seperti paus minke Antartika mungkin melalui rantau ini semasa migrasi bermusim, sementara paus berparuh yang menyelam jauh memburu sotong di perairan sekitarnya. Sesetengah penyelidik mengandaikan bahawa paus berparuh yang menyelam ke kedalaman ekstrem di rantau ini mungkin mencapai had fisiologi, sekali gus meningkatkan risiko keletihan maut atau penyakit penyahmampatan. Xikun Song, penyelidik biodiversiti marin di Akademi Sains China, menjelaskan bahawa paus berparuh yang menyelam melebihi 3,000 meter mungkin mengalami tekanan fizikal yang boleh membawa maut.

Jon Copley mencadangkan bahawa nekropolis itu mungkin terbentuk kerana kawasan tersebut berada di laluan migrasi spesies pemakan melalui penapisan, selain menjadi kawasan perburuan paus berparuh. Paus pemburu ini mungkin menghampiri had fizikalnya ketika menyelam ke zon rekahan untuk mengejar mangsa, dan kadangkala gagal kembali ke permukaan. Gabungan pergerakan haiwan yang kerap dan keadaan perburuan yang berbahaya mungkin mewujudkan keadaan sempurna untuk pengumpulan besar-besaran sepanjang masa geologi.

Rahsia Pemeliharaan Selama Lima Juta Tahun

Penemuan tulang di dasar laut bukanlah sesuatu yang luar biasa, tetapi penemuan fosil yang kekal utuh selama lebih lima juta tahun memerlukan keadaan yang istimewa. Zon Diamantina menyediakan gabungan faktor yang jarang berlaku dan melindungi tinggalan ini daripada proses pereputan serta kemusnahan yang lazim. Faktor paling penting ialah anatomi paus berparuh itu sendiri. Haiwan ini mempunyai rostrum, atau muncung, yang sangat padat, kaya dengan mineral dan tahan secara fizikal terhadap kemerosotan. Xiaotong Peng menyamakan kepadatan tulang ini dengan perisai, sambil menyatakan bahawa strukturnya yang padat menjadikan tulang kurang menarik sebagai makanan bagi organisma pengorek tulang dan lebih tahan lama di bawah tekanan ekstrem.

Keadaan persekitaran di Zon Diamantina juga memainkan peranan penting. Kadar pemendapan di rantau ini amat rendah, iaitu hanya 0.05 hingga 0.55 milimeter bahan mendap bagi setiap seribu tahun sepanjang lima juta tahun lalu. Proses penimbusan yang perlahan ini bermakna fosil tidak cepat tertimbus oleh sedimen yang boleh menghancurkan atau menyelindunginya. Sebaliknya, fosil itu kekal terdedah cukup lama untuk membentuk lapisan pelindung oksida feromangan, yang mengedapkan tulang daripada persekitaran sekeliling dan membentuk sarkofagus semula jadi.

Persekitaran laut dalam itu sendiri turut membantu pemeliharaan. Suhu sejuk dan keadaan kimia yang stabil mengurangkan luluhawa fizikal dan kimia. Tanpa turun naik suhu dan kimia seperti yang berlaku di perairan cetek, tulang mengalami hakisan yang sangat sedikit. Hasilnya, fosil itu tidak dimakan atau terlarut selama lebih lima juta tahun, lalu membentuk rekod berterusan tentang kehidupan dan kematian paus sejak Zaman Pliosen.

Makna Penemuan Ini bagi Sains dan Pemuliharaan

Selain nilainya sebagai khazanah paleontologi, nekropolis Diamantina amat penting untuk pemahaman saintis tentang biodiversiti dan evolusi laut dalam. Penulis kajian itu berkata penemuan mereka mengubah pemahaman tentang had dan biogeografi ekosistem kejatuhan paus. Dengan membuktikan bahawa komuniti ini boleh berkembang pada kedalaman melebihi 6,700 meter, kajian tersebut meluaskan sempadan persekitaran yang diketahui bagi kehidupan kemiosintetik dan menunjukkan bahawa arkib tersembunyi yang seumpamanya mungkin tersebar luas di lautan dalam dunia.

Kejatuhan paus kelihatan berfungsi sebagai kawasan tumpuan evolusi dan batu loncatan biogeografi bagi fauna yang bergantung pada sulfida, sekali gus berpotensi menghubungkan komuniti laut dalam yang berjauhan dan sebaliknya terasing. Sesetengah haiwan yang diperhatikan di tapak itu turut mendiami lohong hidroterma dan resapan sejuk, menunjukkan bahawa bangkai paus mungkin membantu menghubungkan ekosistem yang berbeza ini merentasi jarak yang luas. Karbon yang terkunci dalam anggaran berjuta-juta bangkai itu, kira-kira 6.7 juta tan, menonjolkan peranan kejatuhan paus dalam kitaran karbon laut dalam.

Penemuan ini juga menimbulkan persoalan penting tentang pemuliharaan. Xikun Song berkata parit laut menghadapi ancaman yang semakin meningkat daripada pencemaran dan kegiatan manusia, walaupun pada kedalaman ekstrem. Beliau berhujah bahawa pewujudan kawasan perlindungan marin dalam ekosistem parit wajar dipertimbangkan bagi memelihara sempadan terakhir planet kita dan warisan evolusinya yang unik. Profesor Peng mencadangkan nekropolis paus yang serupa mungkin wujud di habitat lain yang penting bagi paus berparuh, bermakna ekspedisi akan datang berpotensi menemui tapak tambahan yang sama penting.

Dengan kemungkinan masih banyak spesies baharu menanti untuk dihuraikan dan potensi penemuan lebih banyak fosil yang tersembunyi di bawah sedimen, Zon Diamantina kini menjadi antara penemuan marin paling penting dalam beberapa dekad kebelakangan ini. Para penyelidik menjangkakan penerokaan berterusan terhadap arkib bawah laut ini akan memberikan gambaran tentang iklim purba, perubahan arus laut dan evolusi mamalia marin yang berpanjangan sepanjang skala masa yang luas.

Perkara Utama

• Penyelidik China menemui tanah perkuburan paus yang besar di Zon Diamantina, Lautan Hindi, terbentang sejauh 1,200 kilometer pada kedalaman sehingga 7,002 meter.
• Tapak itu mengandungi 485 tapak fosil paus dan kawasan bangkai paus aktif, dengan tinggalan yang berusia sekurang-kurangnya 5.3 juta tahun, sejak Zaman Pliosen Awal.
• Lima kawasan bangkai paus aktif menjadi habitat pelbagai komuniti laut dalam, termasuk cacing pemakan tulang, bintang ular dan moluska; banyak daripadanya mungkin spesies baharu.
• Para penyelidik mengenal pasti spesies paus berparuh pupus yang baharu, Pterocetus diamantinae, bersama fosil daripada garis keturunan paus yang pupus dan masih hidup.
• Kepekatan tinggalan itu berkemungkinan berpunca daripada bentuk muka bumi berbentuk V yang menyalurkan bangkai, serta kawasan itu menjadi koridor migrasi dan habitat mencari makanan di laut dalam.
• Pemeliharaan luar biasa itu berpunca daripada tulang paus yang sangat padat, kadar pemendapan minimum, lapisan oksida feromangan dan keadaan laut dalam yang stabil.
• Penemuan itu meluaskan julat kedalaman yang diketahui bagi ekosistem kejatuhan paus sebanyak lebih 2,500 meter dan mengiktiraf dasar laut dalam sebagai arkib penting untuk menelusuri evolusi cetacea.