Fosfin, Indikasi Jejak Kehidupan di Venus

Fosfin (PH₃), molekul langka yang diduga menjadi jejak kehidupan di Venus berhasil ditemukan.

Pertanyaan tentang kehidupan di luar Bumi telah membawa manusia untuk menjelajah planet-planet lain di Tata Surya maupun berburu planet di bintang lain. Harapan untuk menemukan jejak kehidupan di planet tetangga tentu saja menjadi yang utama.

Mars adalah target utama. Pencarian air di Mars sekaligus misi penjelajahan Mars merupakan upaya untuk menemukan jejak kehidupan masa lalu maupun sekarang jika ada. Sementara itu, meskipun Venus mirip Bumi, planet yang satu ini sangat panas untuk kehidupan bisa bertahan.

Tapi, bukan berarti para astronom tidak menyelidiki planet kembaran Bumi tersebut. Hasilnya, pengamatan yang dilakukan dengan Teleskop James Clerk Maxwell di Hawai’i dan teleskop radio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) di Chili, memperlihatkan jejak fosfin (PH3) di lapisan awan tebal yang melingkupi Venus.

Molekul Langka Tanda Kehidupan

Fosfin atau fosfina atau fosforus hibrida (PH₃) adalah molekul yang diproduksi oleh bakteri anaerob pada mayat yang membusuk pada lingkungan tanpa oksigen. Fosfin memiliki keterkaitan dengan makhluk hidup sebagai produk sampingan proses metabolisme.

Senyawa fosfor (P) yang paling umum ditemukan adalah fosfat yang mengandung oksigen. Fosfat bisa ditemukan dalam mineral, air laut, maupun air tawar. Fosfor maupun fosfin (PH₃) cukup berbahaya karena mudah terbakar, beracun, korosif, dan berbahaya juga untuk lingkungan.

Tapi, dalam tubuh manusia, fosfat berperan membantu produksi energi dan pembentukan struktur sel seperti DNA.

Fosfin dalam konsentrasi rendah dapat dihasilkan dari senyawa fosfat. Tapi, pada kondisi bebas oksigen, fosfin bisa terbentuk dari sintesa fosfor atau senyawa yang mengandung fosfor dan molekul hidrogen. Sementara itu, pada suhu lebih dari 800K, kesetimbangan kimia bisa membentuk PH₃.

Dalam industri, fosfin diproduksi dari fosfor yang direaksikan dengan logam alkali seperti sodium. Prosesnya beresiko tinggi karena logam alkali yang reaktif juga mudah terbakar di udara.

Meskipun beracun, molekul fosfin dikategorikan sebagai salah satu tanda kehidupan terutama karena molekul ini tidak mudah untuk dihasilkan dari aktivitas geologi maupun atmosferik.

Para astronom sudah menemukan fosfin di planet Jupiter dan Saturnus. Fosfin di kedua planet gas ini ditemukan pada kondisi temperatur ekstrim pada lapisan dalam atmosfer yang luar biasa panas.

Fosfin pada atmosfer planet bisa terurai oleh radiasi ultraungu ataupun akibat reaksi dengan oksigen dan hidrogen. Itu artinya, jika tidak ada produksi fosfin secara terus menerus maka seharusnya fosfin sudah terurai dan tidak ditemukan lagi.

Ketika melakukan pengamatan dengan teleskop James Clerk Maxwell dan teleskop radio ALMA, para astronom berhasil menemukan garis absorbsi atau serapan pada panjang gelombang satu milimeter yang diketahui merupakan panjang gelombang di mana fosfin menyerap cahaya.

Itu artinya, ada fosfin (PH₃) di atmosfer Venus.

Fosfin di Venus

Venus, Planet ini luar biasa panas dengan suhu 470ºC dan tekanan di permukaan sangat besar sampai 90 kali tekanan di Bumi. Atmosfer Venus didominasi oleh karbondioksida dan awannya terbuat dari asam sulfat. Di Venus, efek rumah kaca berkelanjutan terus terjadi dan membuat planet ini jadi planet neraka. Itu artinya makhluk hidup yang kita kenal tidak akan bertahan di sini.

Tapi, pada ketinggian antara 50-60 km di atas permukaan Venus, temperaturnya cukup hangat antara 20º-30º C dan tekanannya pun hampir sama dengan tekanan pada permukaan laut di Bumi. Seandainya ada kehidupan maka seharusnya tempat yang paling cocok adalah atmosfer Venus.

Tapi, walaupun temperaturnya hangat, lapisan ini masih tidak ramah bagi kehidupan karena keberadaan awan asam sulfat. Meskipun demikian, kehidupan itu selalu punya sisi menarik. Pada kondisi sedemikian asam, masih ada organisme yang bisa bertahan. Di area inilah molekul fosfin ditemukan.

Menariknya, fosfin justru ditemukan dalam jumlah cukup banyak di atmosfer Venus. Dari data pengamatan, ada sekitar 20 bagian per miliar fosfin di atmosfer Venus.

Jadi, dalam satu miliar unsur yang ada di Venus, di dalamnya ada 20 molekul fosfin. Sedikit memang. Tapi, jumlah ini sudah cukup banyak untuk membuat para astronom bertanya-tanya. Apalagi efek rumah kaca berkelanjutan di Venus dipenuhi senyawa kimia mengandung oksigen seperti karbondioksida yang biasanya menyerap fosfor pada fosfin.

Mekanisme apa yang bisa memproduksi fosfin sebanyak itu di atmosfer Venus dan bisa membuat fosfin tetap bertahan pada lingkungan yang sebenarnya tidak ramah untuk fosfin. Seharusnya, dalam waktu kurang dari 1000 tahun, fosfin dalam jumlah yang ditemukan di Venus sudah terurai.

Skenario Pembentukan Fosfin

Berbagai skenario dikemukakan tapi masih tidak bisa menjelaskan apa yang terjadi. Untuk membentuk PH₃, dibutuhkan energi yang sangat besar pada temperatur tinggi, kecuali untuk proses metabolisme bakteri. Untuk menghasilkan fosfin dari sintesa fosfor dan hidrogen begitu saja tidak mungkin karena ketersediaan hidrogen di Venus yang sangat sedikit.

Salah satu skenario yang dikemukakan melibatkan sinar Matahari untuk membentuk fosfin tapi masih tidak cukup untuk menghasilkan jumlah yang ditemukan di Venus.

Proses geologi pada permukaan maupun di bawah permukaan juga tidak bisa menghasilkan fosfin yang teramati. Kemungkinan lain adalah petir, hancurnya meteor di atmosfer, dan aktivitas gunung berapi. Tapi semua kemungkinan tersebut tidak bisa menghasilkan fosfin dalam jumlah yang teramati. Bahkan untuk aktivitas vulkanik, setidaknya Venus harus menghasilkan minimal 200 kali atau bahkan ratusan atau jutaan kali aktivitas vulkanik di Bumi untuk memproduksi fosfin sebanyak yang diamati.

Proses non-biologi tampaknya tidak bisa memberi penjalasan apa yang terjadi di Venus. Tapi tidak berarti bahwa fosfin di Venus tidak mungkin dihasilkan oleh proses non-biologi. Selalu ada kemungkinan proses yang belum diketahui terjadi di Venus.

Sejak tahun 1960-an, pengamatan memperlihatkan keberadaan awan gelap yang tidak memantulkan sinar ultraungu sebanyak yang seharusnya. Tampaknya ada sesuatu yang menyerap cahaya ultraungu pada awan tersebut. Dan fosfin yang diamati berada pada ketinggian yang hampir sama dengan awan gelap tersebut.

Tentu menarik untuk membuat spekulasi bahwa ada kehidupan di awan Venus. Dan fosfin memang bisa menjadi jejak kemungkinan kehidupan di Venus. Tapi, masih terlalu dini untuk menyimpulkan bahwa ada mikroba yang jadi indikasi kehidupan di Venus.

Perjalanan untuk bisa menemukan kehidupan di Venus jika ada masih sangat panjang. Untuk saat ini, para astronom berencana melakukan pengamatan untuk melihat fosfin pada panjang gelombang berbeda yakni inframerah serta memetakan fosfin untuk melihat variasi musiman yang mungkin saja terjadi.

Untuk memastikan semua itu, misi ke Venus bisa menjadi mata-mata terbaik di masa depan. Setidaknya, ada beberapa misi ke Venus tengah dirancang seperti misi Venera-D Rusia yang berencana mengirimkan wahana pengorbit dan pendarat pada tahun 2026, wahana EnVision oleh ESA pada dekade berikut, maupun rencana NASA untuk mengirim dua misi Venus dalam Program Discovery: VERITAS dan DAVINCI+.

Terima kasih pada Dr. Anita Alni dari Program Studi Kimia Institut Teknologi Bandung untuk penjelasannya tentang fosfin.