Dr. Rowan Martindale, seorang paleoekologis dan geobiologis di Universitas Texas di Austin, sedang berjalan melalui Lembah Dadès di Pegunungan Atlas Tinggi Tengah Maroko ketika dia melihat sesuatu yang benar-benar membuatnya berhenti di tempatnya.
Martindale dan rekan-rekannya, termasuk Stéphane Bodin dari Universitas Aarhus, sedang menjelajahi lembah berbatu untuk mempelajari ekologi sistem terumbu karang kuno yang pernah berada di bawah permukaan laut di sana. Untuk mencapai terumbu karang, mereka terlebih dahulu harus melewati lapisan demi lapisan turbidit—endapan yang terbentuk oleh aliran puing bawah laut yang tebal. Bekas riak umum ditemukan pada turbidit, tetapi Martindale melihat lekukan yang tumpang tindih pada riak yang tampak tidak pada tempatnya.
“Saat kami berjalan di atas turbidit ini, saya melihat sekeliling dan bidang perlapisan yang bergelombang indah ini menarik perhatian saya,” kata Martindale. “Saya berkata, ‘Stéphane, kamu perlu kembali ke sini. Ini adalah struktur kerutan.'”
Struktur kerutan adalah tonjolan dan lubang berukuran milimeter hingga sentimeter yang dapat terbentuk di dasar berpasir ketika komunitas alga dan mikroba membentuk lapisan atau agregat. Kerutan biasanya hilang akibat aktivitas hewan, sehingga jarang ditemukan pada batuan yang lebih muda dari 540 juta tahun yang lalu, ketika terjadi ledakan evolusi hewan. Saat ini, struktur kerutan umumnya ditemukan di daerah pasang surut dangkal tempat alga fotosintetik berkembang.
Namun, endapan turbidit yang dilalui Martindale berada terlalu dalam di dalam air sehingga cahaya tidak dapat menjangkaunya, setidaknya 180 meter di bawah permukaan, yang berarti kerutan tersebut tidak mungkin terbentuk oleh jenis alga yang sama seperti yang membentuknya saat ini. Bahkan, beberapa penelitian sebelumnya yang mengusulkan struktur kerutan pada endapan turbidit kuno telah diperdebatkan.
Selain itu, batuan tersebut baru berusia sekitar 180 juta tahun, ketika hewan-hewan merusak dasar laut yang rapuh di seluruh dunia. Menurut semua perhitungan, struktur berkerut itu seharusnya tidak ada di sana. Martindale menyadari bahwa dia perlu bekerja keras untuk memastikan dia dapat mempercayai instingnya.
Menyelidiki struktur kerutan yang misterius
“Mari kita periksa setiap bukti yang dapat kita temukan untuk memastikan bahwa ini adalah struktur kerutan dalam turbidit,” kata Martindale, karena struktur kerutan, yang biasanya berasal dari fotosintesis, “seharusnya tidak ada di lingkungan perairan dalam seperti ini.”
Ketika tim tersebut meneliti bukti geologis secara saksama dan memastikan bahwa lapisan sedimen tersebut memang turbidit, langkah selanjutnya adalah memastikan bahwa tekstur yang mereka amati benar-benar merupakan kerutan biotik. Analisis mengungkapkan bahwa lapisan tepat di bawah kerutan tersebut mengandung kadar karbon yang tinggi—sebuah ciri khas asal biotik. Lebih lanjut, video dari kapal selam yang dioperasikan dari jarak jauh yang diambil di dasar laut jauh di bawah zona fotik menunjukkan bahwa lapisan mikroba dapat terbentuk dari bakteri kemosintetik—bakteri yang mendapatkan energi dari reaksi kimia, bukan dari cahaya.
Dengan menggabungkan bukti dari kondisi geologi, kimia, dan analog modern, tim tersebut yakin bahwa mereka telah mendokumentasikan struktur kerutan kemosintetik dalam catatan batuan. Mereka menentukan bahwa turbidit membawa nutrisi dan materi organik bersamanya, mengurangi kadar oksigen dan menciptakan kondisi yang ideal untuk kehidupan kemosintetik.
Kemudian, pada periode tenang di antara pengendapan turbidit, bakteri-bakteri tersebut membentuk lapisan di atas sedimen yang kemudian berkerut menjadi tekstur khas yang diamati Martindale di Maroko. Biasanya, turbidit berikutnya mengikis lapisan tersebut, tetapi sesekali, lapisan dan kerutannya tetap terawetkan. Studi yang dihasilkan diterbitkan dalam jurnal Geology .
Implikasi bagi penelitian kehidupan awal
Ke depannya, Martindale berharap dapat melakukan eksperimen laboratorium untuk mengeksplorasi bagaimana struktur ini dapat terbentuk di dalam turbidit. Ia juga berharap temuan ini akan mendorong peneliti lain untuk memasukkan lapisan kemosintetik ke dalam paradigma yang sebelumnya hanya mencakup asal lapisan fotosintetik untuk struktur kerutan. Dengan demikian, para ahli geologi dapat mencari struktur kerutan di tempat-tempat baru yang sebelumnya dianggap sebagai tempat yang tidak menjanjikan dalam pencarian kehidupan awal di Bumi.
“Struktur kerutan merupakan bukti yang sangat penting dalam evolusi awal kehidupan,” kata Martindale. Dengan mengabaikan kemungkinan keberadaannya dalam turbidit, “kita mungkin kehilangan bagian kunci dari sejarah kehidupan mikroba.”