Kapal Selam China Lakukan Penyelaman Bersejarah ke Punggung Bukit Arktik yang Belum Terjamah

Catatan Bersejarah Pertama dalam Eksplorasi Kutub

Para ilmuwan di kapal selam Fendouzhe milik China berhasil melakukan sesuatu yang dianggap mustahil oleh banyak pihak: menyelam lebih dari lima kilometer di bawah lapisan es tebal Arktik untuk menjelajahi bagian Punggung Bukit Gakkel yang sebelumnya belum pernah tersentuh. Rangkaian gunung berapi bawah laut ini membentang antara Greenland dan Siberia, dan merupakan bagian dari sistem punggung tengah samudra global, tempat lempeng tektonik perlahan saling menjauh dan kerak samudra baru terbentuk. Ekspedisi tersebut mencapai kedalaman maksimum 5.277 meter, menandai pertama kalinya manusia mengamati secara langsung kawasan terpencil yang penting secara geologis ini.

Misi yang dilakukan dari kapal riset Tan Suo San Hao itu menyelesaikan 43 penyelaman selama pelayaran sekitar tiga bulan yang mendorong batas-batas eksplorasi kutub. Punggung Bukit Gakkel telah lama menarik perhatian para ilmuwan karena pemekarannya berlangsung dengan laju yang sangat lambat, sehingga membentuk kondisi geologis dan biologis unik yang dapat mengubah pemahaman kita tentang cara kehidupan bertahan di lingkungan ekstrem. Xiaoxia Huang, ahli geofisika kelautan di Institut Ilmu dan Teknik Laut Dalam sekaligus kepala ilmuwan ekspedisi, menyebut bagian timur punggung bukit itu sebagai kepingan terakhir dalam teka-teki riset geologi Arktik.

"Sungguh suatu kehormatan mendapat kesempatan untuk mempelajari laut dalam secara langsung," kata Huang, merujuk pada misi yang belum pernah dilakukan sebelumnya itu.

Ekspedisi sebelumnya telah memetakan sebagian punggung bukit menggunakan sonar dan wahana tanpa awak, tetapi belum pernah ada kapal selam berawak yang mencapai Punggung Bukit Gakkel bagian timur. Sebuah penelitian di jurnal Nature pada 2003 mengungkap keberadaan ventilasi hidrotermal di sisi barat, tetapi sektor timur sepenuhnya belum dijelajahi hingga kini. Keberhasilan misi ini membuka jendela langka ke salah satu dasar laut terakhir di Bumi yang belum tersentuh, dan berpotensi mengungkap kehidupan laut dalam yang tidak biasa serta wawasan baru tentang perubahan Arktik yang memanas dengan cepat.

Menghadapi Tantangan Es Arktik

Mengoperasikan kapal selam berawak di bawah lapisan es Arktik menghadirkan tantangan luar biasa yang membutuhkan solusi inovatif. Tim ekspedisi mengembangkan metode perintis "koordinasi kapal-kapal selam" yang memungkinkan operasi di perairan dengan tutupan es laut lebih dari 80 persen. Dalam kondisi seperti itu, kapal selam tidak bisa begitu saja muncul ke permukaan di sembarang tempat. Jika kembali ke permukaan tepat di bawah es tebal, para penumpangnya bisa terjebak tanpa jalan keluar atau bantuan darurat.

Sebelum setiap penyelaman, kapal riset pemecah es Tan Suo San Hao harus membuat celah sementara di lapisan es, pada dasarnya membentuk kolam di samudra beku agar kapal selam bisa masuk dan keluar dengan aman. Proses ini membutuhkan koordinasi dan penentuan waktu yang cermat karena es terus bergeser dan bergerak mengikuti arus laut serta angin. Tim menghabiskan 56 hari beroperasi di Samudra Arktik, melintasi hampir 2.000 mil laut perairan yang tertutup es untuk mencapai lokasi sasaran.

Perjalanan kembali dari kedalaman terbukti sangat menantang. Setelah menyelesaikan pekerjaan di dasar laut, Fendouzhe berhenti di bawah permukaan dan menggunakan sonar serta kamera untuk memindai perairan terbuka atau es yang lebih tipis agar dapat naik dengan aman. Dalam beberapa kasus, kapal selam harus menunggu sementara kapal pendukung membuka jalur di tengah es. Koordinasi cermat antara kapal pemecah es dan kapal selam ini merupakan pencapaian teknis penting dalam eksplorasi kutub.

Christopher German, ahli geokimia kelautan di Lembaga Oseanografi Woods Hole yang tidak terlibat dalam misi tersebut, menekankan pentingnya mencapai lokasi terpencil itu.

"Lokasinya begitu sulit dijangkau sehingga hampir apa pun yang dilakukan siapa pun di sana pasti menarik, berbeda, dan baru," kata German.

Teknologi Canggih untuk Lingkungan Ekstrem

Kapal selam Fendouzhe, yang namanya berarti "Orang yang Berjuang", merupakan karya rekayasa luar biasa yang dirancang khusus untuk eksplorasi laut dalam ekstrem. Dibangun di China, kapal ini mampu mencapai kedalaman setidaknya 7.000 meter dan sebelumnya telah membuktikan kemampuannya dengan menyelam hingga 10.909 meter di Challenger Deep, Palung Mariana, titik terdalam yang diketahui di samudra Bumi. Untuk misi Arktik ini, kapal selam tersebut diadaptasi agar dapat beroperasi dalam suhu hampir beku dan menghadapi ancaman es laut yang terus bergeser.

Kapal riset Tan Suo San Hao merupakan tonggak teknologi lainnya. China menyebutnya sebagai kapal riset ilmiah komprehensif pertama di dunia yang dirancang khusus untuk eksplorasi laut dalam global dan dilengkapi kemampuan memecah es. Perpaduan kapal pemecah es dan kapal pendukung laut dalam ini memungkinkan operasi sepanjang tahun di wilayah kutub yang sebelumnya hanya dapat dijangkau selama periode singkat pada musim panas, ketika tutupan es sangat minim.

Elmar Albers, ahli geosains kelautan di Institut Alfred Wegener di Jerman, menyatakan bahwa pencapaian teknis ekspedisi tersebut melampaui sekadar transportasi.

"Misi China berpotensi menghasilkan wawasan baru yang penting tentang habitat bawah laut paling ekstrem di Bumi," kata Albers.

Ekspedisi ini juga mencakup operasi bawah laut gabungan pertama China yang melibatkan dua kapal selam berawak. Fendouzhe bekerja bersama kapal selam Jiaolong, dengan kedua wahana berkoordinasi dalam penentuan posisi, pertukaran penanda, dan perekaman video bawah air. Pendekatan dengan dua kapal selam ini memungkinkan survei yang lebih menyeluruh sekaligus menyediakan wahana cadangan demi keselamatan. Jiaolong juga melakukan penyelaman berawak pertama China di bawah es Arktik selama misi tersebut, menunjukkan meningkatnya kemampuan negara itu dalam operasi laut dalam di kawasan kutub.

Arti Penting Geologis Punggung Bukit Gakkel

Punggung Bukit Gakkel memiliki arti penting bagi ahli geologi karena merupakan salah satu contoh paling ekstrem dari punggung tengah samudra dengan pemekaran ultralambat. Sementara sebagian besar punggung tengah samudra memekar beberapa sentimeter per tahun, pemekaran Punggung Bukit Gakkel berlangsung begitu lambat sehingga kerak baru terbentuk dengan laju lebih lambat daripada pertumbuhan kuku manusia. Laju pemekaran yang sangat lambat ini membentuk struktur geologis unik dan dapat memengaruhi jenis sistem hidrotermal yang berkembang di sepanjang punggung bukit tersebut.

Sebagai bagian dari sistem punggung tengah samudra global, Punggung Bukit Gakkel berperan penting dalam tektonik lempeng dan siklus unsur antara bagian dalam dan permukaan Bumi. Punggung bukit ini terbentuk di tempat Lempeng Amerika Utara dan Lempeng Eurasia saling menjauh, sehingga magma dapat naik dan membentuk kerak samudra baru. Memahami proses ini membantu para ilmuwan membuat model berbagai hal, mulai dari aktivitas vulkanik hingga evolusi cekungan samudra dalam skala waktu geologis.

Tim ekspedisi menargetkan kawasan yang menarik secara geologis, termasuk gunung bawah laut, dinding tebing, serta perbukitan dan ngarai bawah laut. Mereka menggunakan kamera dan sonar untuk menggantikan gambaran samar pada peta sebelumnya dengan rekaman dasar laut yang terperinci. Citra beresolusi tinggi ini akan membantu para peneliti memahami struktur dan pembentukan sistem punggung bukit yang tidak biasa tersebut.

Salah satu tujuan ilmiah utama ekspedisi ini adalah memastikan apakah terdapat ventilasi hidrotermal di Punggung Bukit Gakkel bagian timur. Mata air panas bawah laut ini terbentuk ketika air laut mengalir melalui batuan vulkanik yang baru terbentuk, dipanaskan oleh magma di bawahnya, lalu menyembur kembali ke samudra dengan membawa mineral terlarut. Ventilasi di Punggung Bukit Gakkel bagian barat, yang ditemukan pada 2003, mengungkap komunitas organisme tak biasa yang hidup dalam kegelapan total dengan memanfaatkan energi kimia, bukan sinar matahari.

Mencari Kehidupan di Lingkungan Ekstrem

Pencarian ventilasi hidrotermal di Punggung Bukit Gakkel bagian timur bukan sekadar didorong rasa ingin tahu ilmiah. Sistem ventilasi ini menjadi tempat hidup ekosistem unik yang dapat memberi petunjuk tentang kemungkinan adanya kehidupan di dunia lain. Organisme di sekitar ventilasi hidrotermal memperoleh energi dari reaksi kimia yang melibatkan mineral seperti hidrogen sulfida, sepenuhnya tanpa bergantung pada sinar matahari. Metabolisme semacam ini menyerupai apa yang menurut dugaan para ilmuwan mungkin ada di bawah lapisan es bulan-bulan seperti Europa, yang mengorbit Jupiter, dan Enceladus, yang mengorbit Saturnus.

Selama hampir seratus hari di laut, tim ekspedisi mengumpulkan inti sedimen, batuan, sampel air laut, dan spesimen biologis dari sepanjang punggung bukit. Sampel-sampel ini kini menunggu analisis terperinci di laboratorium, tempat para ilmuwan akan mencari tanda kimia aktivitas hidrotermal dan bukti organisme unik yang beradaptasi dengan kondisi ekstrem. Huang dan timnya enggan mengungkapkan apakah mereka menemukan sistem ventilasi aktif. Mereka menyiratkan bahwa kepastian hanya bisa diperoleh setelah berbulan-bulan melakukan pekerjaan laboratorium secara cermat.

Sampel biologis yang dikumpulkan selama misi dapat mengungkap spesies baru atau adaptasi kehidupan yang tidak biasa di lingkungan laut dalam yang dingin dan gelap. Tim mengamati beragam ikan dan spesies laut dalam yang hidup di tengah, seperti digambarkan Huang, kegelapan, suhu dingin, tekanan, dan bebatuan. Organisme-organisme ini telah mengembangkan strategi bertahan hidup yang luar biasa di salah satu lingkungan paling tidak ramah di Bumi. Memahaminya dapat mendorong kemajuan di bidang mulai dari kedokteran hingga bioteknologi.

Studi tentang kehidupan di lingkungan ekstrem, yang dikenal sebagai astrobiologi, menghubungkan secara langsung eksplorasi laut dalam dengan pencarian kehidupan di luar Bumi. Jika organisme dapat hidup subur di sekitar ventilasi hidrotermal di Samudra Arktik, bentuk kehidupan serupa mungkin ada di samudra bawah permukaan bulan-bulan es di seluruh tata surya. Sampel dari Punggung Bukit Gakkel dapat membantu menyempurnakan model tentang kemungkinan bentuk ekosistem asing tersebut.

Kaitan Iklim di Arktik Bagian Dalam

Meski misi ini berlangsung ribuan meter di bawah permukaan dan jauh dari peradaban manusia, temuannya berkaitan langsung dengan perubahan iklim dan dampaknya terhadap masyarakat. Arktik memanas dua hingga tiga kali lebih cepat daripada rata-rata global, dengan dampak besar terhadap pola cuaca, permukaan laut, dan ekosistem di seluruh dunia. Peristiwa di dasar laut Arktik menjadi bagian dari sistem iklim yang sama yang membentuk gelombang hawa dingin ekstrem atau musim dingin yang jauh lebih sejuk di wilayah beriklim sedang.

Punggung tengah samudra seperti Punggung Bukit Gakkel berperan penting dalam pergerakan panas dan zat kimia melalui laut dalam. Saat air mengalir melalui kerak samudra di dekat punggung bukit ini, air tersebut bertukar panas dan mineral dengan lingkungan sekitarnya. Proses ini memengaruhi kimia laut dan pola sirkulasi yang pada gilirannya memengaruhi iklim global. Data terperinci dari Punggung Bukit Gakkel dapat membantu para ilmuwan menyempurnakan model iklim yang menjadi panduan perencanaan jangka panjang bagi masyarakat pesisir, pembangunan infrastruktur, dan kesiapsiagaan bencana.

Kawasan Arktik juga menjadi penanda awal perubahan iklim global. Perubahan suhu dan kimia laut serta ekosistem di Arktik kerap menandakan pergeseran lebih luas yang pada akhirnya akan berdampak pada kawasan lain. Dengan menetapkan data dasar tentang lingkungan Arktik bagian dalam sekarang, para ilmuwan menciptakan acuan untuk mengukur perubahan di masa mendatang. Informasi ini penting untuk memahami bagaimana seluruh sistem Bumi merespons pemanasan yang berkelanjutan.

Tim ekspedisi mengumpulkan banyak data observasi untuk mendukung riset tentang perubahan iklim Arktik yang berlangsung cepat. Data ini mencakup suhu air, salinitas, komposisi kimia, dan komunitas biologis di seluruh kolom air. Data tersebut membantu para ilmuwan memahami perubahan di Samudra Arktik dan bagaimana dampaknya dapat merambat ke seluruh sistem iklim global.

Ambisi China yang Kian Besar di Kawasan Kutub

Misi ini merupakan lebih dari sekadar pencapaian ilmiah. Misi tersebut juga menyoroti kemampuan China yang berkembang pesat dalam riset kutub serta kehadirannya yang kian meningkat di kawasan Arktik. China menyebut dirinya sebagai "negara dekat Arktik" dan terus meningkatkan aktivitas kutubnya selama satu dekade terakhir dengan mengirimkan kapal pemecah es, kapal riset, dan kapal selam tanpa awak ke kawasan tersebut. Beijing menggambarkan upaya Arktiknya sebagai bagian dari strategi "pembangunan ilmiah yang damai" yang berfokus pada riset iklim, studi keanekaragaman hayati laut, dan pemetaan sumber daya bawah laut.

Kemampuan teknologi yang ditunjukkan selama ekspedisi ini, termasuk operasi penyelaman dalam di bawah es tebal dan dukungan kapal pemecah es canggih, memiliki implikasi strategis. Arktik semakin mudah diakses seiring perubahan iklim mengurangi tutupan es, membuka jalur pelayaran baru dan menyingkap potensi sumber daya. Kemampuan teknis China yang kian maju di kawasan itu menempatkannya dalam posisi untuk ikut serta dalam peluang pembangunan mendatang dan jalur perdagangan Arktik yang mulai berkembang.

Pada musim panas lalu, China mengirimkan lima kapal riset, termasuk sebuah kapal pemecah es, ke Arktik. Kehadiran besar ini menegaskan komitmen negara itu terhadap riset kutub dan ambisinya menjadi pemain utama dalam urusan Arktik. Keberhasilan menyelesaikan 43 penyelaman berawak di perairan tertutup es menjadikan China satu-satunya negara yang saat ini mampu melakukan operasi penyelaman laut dalam berawak secara berkelanjutan di Samudra Arktik yang tertutup es tebal.

Menurut Kementerian Sumber Daya Alam China, ekspedisi ini membuktikan kemampuan operasional Fendouzhe dan Tan Suo San Hao di zona es kutub. Misi tersebut menetapkan protokol operasi untuk kondisi kutub ekstrem dan merintis model penyelaman bergerak di tengah es yang dapat memperluas peluang eksplorasi di masa depan. Kepemimpinan China di bidang ini dapat memengaruhi diskusi internasional mengenai tata kelola Arktik, kerja sama riset, dan perlindungan lingkungan.

Perjalanan Panjang Penemuan Ilmiah

Meski ekspedisi telah berakhir, pekerjaan ilmiahnya baru saja dimulai. Sampel mentah dan rekaman video yang dikumpulkan selama misi kemungkinan membutuhkan analisis terperinci selama bertahun-tahun sebelum arti pentingnya sepenuhnya dipahami. Batuan akan diteliti untuk mengetahui komposisi mineral dan usianya, inti sedimen akan dianalisis untuk mencari penanda kimia dan biologis, sementara spesimen biologis akan dipelajari untuk menentukan kekerabatannya dengan spesies lain yang telah diketahui.

Para ilmuwan akan mencermati bukti aktivitas ventilasi hidrotermal di Punggung Bukit Gakkel bagian timur. Keberadaan mineral tertentu, kimia air yang tidak biasa, atau komunitas biologis spesifik dapat menunjukkan adanya ventilasi aktif di kawasan itu. Penemuan semacam itu tidak hanya melengkapi gambaran tentang Punggung Bukit Gakkel, tetapi juga memberikan wawasan baru mengenai penyebaran dan evolusi kehidupan di lingkungan laut dalam.

Data geologis yang dikumpulkan selama misi akan membantu para peneliti memahami perbedaan punggung bukit dengan pemekaran ultralambat dari punggung bukit dengan pemekaran lebih cepat. Informasi ini dapat menyempurnakan model tektonik lempeng dan meningkatkan pemahaman kita tentang pembentukan serta evolusi kerak Bumi. Pemetaan terperinci fitur bawah laut juga akan menjadi landasan bagi riset mendatang di kawasan tersebut.

Seiring para ilmuwan menganalisis data dan sampel dari misi bersejarah ini, pertanyaan-pertanyaan baru pasti akan muncul. Setiap penemuan cenderung mengungkap misteri baru yang mendorong eksplorasi dan penelitian lebih lanjut. Punggung Bukit Gakkel bagian timur, yang dahulu tersembunyi di bawah es dan belum dikenal dunia sains, kini telah masuk ke dalam peta ilmiah. Rahasianya mungkin perlahan mengubah cara kita memandang laut dalam Bumi dan Arktik yang terus berubah di atasnya.

Poin-Poin Utama

• Kapal selam China Fendouzhe menyelesaikan 43 penyelaman dalam ekspedisi Arktik selama 98 hari, dengan kedalaman maksimum 5.277 meter.
• Misi ini menjadi eksplorasi berawak pertama di Punggung Bukit Gakkel bagian timur, rangkaian gunung berapi bawah laut antara Greenland dan Siberia.
• Ekspedisi ini merintis metode "koordinasi kapal-kapal selam" yang memungkinkan operasi di perairan dengan tutupan es 80 persen.
• China menjadi negara pertama yang melakukan penyelaman laut dalam berawak secara berkelanjutan di Samudra Arktik yang tertutup es tebal.
• Tim mengumpulkan inti sedimen, batuan, air laut, dan sampel biologis dari kedalaman yang sebelumnya belum pernah dijelajahi.
• Misi ini mencakup operasi bawah laut gabungan pertama antara dua kapal selam berawak China, Fendouzhe dan Jiaolong.
• Riset ini dapat mengungkap ventilasi hidrotermal dan ekosistem unik yang relevan bagi astrobiologi dan ilmu iklim.
• Ekspedisi ini menunjukkan kemampuan teknis dan kehadiran China yang kian besar dalam riset kutub.
• Sampel dan data membutuhkan analisis selama bertahun-tahun untuk memahami sepenuhnya arti pentingnya bagi ilmu pengetahuan.