Lingkungan Laut

Kehidupan di lingkungan laut sangat bervariasi. Tumbuhan dan hewan hadir dalam berbagai ukuran, bentuk, warna, dan cara hidup. Berbagai kelompok hewan dan tumbuhan tampak hadir dalam jumlah yang berbeda-beda, baik dalam hal jumlah jenis atau spesiesnya, jumlah individu, maupun luas areal penyebarannya.

Penelitian dasar oleh ilmuwan tentang biologi laut ditekankan pada bagaimana hewan dan tumbuhan berinteraksi satu sama lain dan lingkungan tempat hidupnya. Pengetahuan tentang lingkungan ini meliputi pengetahuan detil tentang sifat kimia air laut yang penting bagi kehidupan di laut, dan pemahaman tentang proses-proses biologi yang mendasar. Sementara itu, penelitian terapan difokuskan terutama pada efek dan bagaimana mendeteksi polusi yang terjadi di laut, dan bagaimana meningkatkan produksi makanan dari laut serta obat-obatan (Ross, 1977).

Laut Sebagai Lingkungan Biologis
Organisme laut secara terus menerus berhubungan langsung dengan air laut. Dengan demikian, kondisi fisika dan kimia air laut akan dengan cepat mengenai organisme itu. Suatu hal yang menguntungkan adalah karakter fisika dan kimia air laut cenderung relatif stabil, dan organisme laut tidak dihadapkan pada perubahan kondisi lingkungan yang mendadak sebagaimana dialami oleh organisme yang hidup di darat. Organisme laut dipengaruhi secara langsung oleh sifat kimia laut, karena organisme laut itu mendapatkan berbagai unsur kimia untuk proses kehidupannya dari air laut.

Sifat-Sifat Air Laut yang Penting Secara Biologis

Beberapa sifat air laut yang penting bagi kehidupan tumbuhan dan hewan di laut adalah sebagai berikut:

1. Kemampuan melarutkan (sebagai pelarut). Air laut dapat melarutkan dan membawa banyak material untuk memenuhi kebutuhan berbagai mineral dan gas yang dibutuhkan bagi kehidupan organisme laut.
2. Densitas (pendukung kehidupan). Air laut itu sendiri memberikan dukungan bagi banyak organisme, dan sampai pada tingkat tertentu menghilangkan kebutuhan akan struktur rangka tubuh. Sebagai cotoh: ubur-ubur dan berbagai hewan kecil dapat mengapung di laut, dan laut dapat mendukung kehidupan ikan paus yang sangat besar.
3. Sebagai larutan penyangga (buffer). Sifat ini membuat air laut tetap netral dan melawan perubahan untuk menjadi lebih asam ataupun lebih basa atau alkalin. Air laut bersifat sedikit alkalin dengan pH 7,5 – 8,4. Sifat alkalin ini diperlukan oleh organisme untuk membentuk cangkang dari kalsium karbonat (CaCO3). Bila air laut bersifat asam, maka karbonat akan larut. Keuntungan lain adalah, dalam kondisi buffer, barbon dalam bentuk CO2 dapat hadir dalam jumlah besar di dalam air laut dengan tidak merubah pH. Karbon diperlukan oleh tumbuhan untuk memproduksi material organik.
4. Transparansi. Air laut yang transparan membuat sinar dapat menembus air laut sampai kedalaman yang besar. Sinar dibutuhkan dalam proses fotosintesis. Dengan demikian, proses fotosintesis tidak hanya terjadi pada kedalaman beberapa meter dari permukaan laut, melainkan dapat mencapai kedalaman sampai 200 meter, tergantung pada tingkat kejernihan air.
5. Kapasitas panas dan panas laten penguapan yang tinggi. Kedua sifat ini mencegah terjadinya perubahan temperatur air laut yang cepat, yang membahayakan kehidupan laut.
6. Mengandung banyak unsur kimia. Unsur kimia yang ada di dalam air laut sangat penting bagi kehidupan organisme laut. Rasio beberapa unsur itu di dalam air laut sama dengan yang dikandung oleh cairan tubuh dari sebagian besar organisme laut. Kesamaan antara medium luar (air laut) dan medium dalam (cairan tubuh) sangat penting bagi proses osmosis. Organisme laut harus melawan tekanan osmosis untuk mempertahankan komposisi cairan dalam tubuhnya. Di lingkungan laut, ada kesamaan antara cairan tubuh dengan medium luar, sehingga hanya sedikit tekanan osmosis yang terjadi. Keadaan ini berarti hanya sedikit energi yang dibutuhkan untuk mempertahankan cairan tubuh, dan banyak energi yang dapat dipakai untuk pertumbuhan.

Karakter Umum Samudera Sebagai Lingkungan Biologis

Beberapa kondisi parameter lingkungan air laut yang mempengaruhi kehidupan organisme laut adalah:

1. Temperatur – berkisar dari -2oC sampai 40oC. Di samudera, banyak kawasan yang sangat luas memiliki kisaran temperatur yang seragam.
2. Salinitas – berkisar dari mendekati nol di estuari dan dekat pantai sampai sekitar 4‰ di Laut Merah. Meskipun demikian, di permukaan samudera terbuka, salinitas air laut sangat konstan berkisar antara 3,3 – 3,7‰. Di air yang lebih dalam, salinitas lebih seragam dengan kisaran normal 3,46 – 3,5‰.
3. Kedalaman laut – berkisar dari nol meter sampai mencapai ribuan meter meter di palung atau cekungan samudera.
4. Tekanan – berkisar dari 1 atm di permukaan laut sampai lebih dari 1000 atm di perairan yang sangat dalam. Dari permukaan, tekanan air laut bertambah 1 atm untuk setiap turun 10 meter kedalaman.
5. Penetrasi cahaya – dapat mencapai 1000 meter.
6. Oksigen terlarut – berkisar dari lingkungan yang aerob sampai anaerob.
7. Sirkulasi. Sirkulasi air laut sangat penting secara biologis, antara lain karena: (1) membawa oksigen dari permukaan laut ke bagian-bagian laut yang dalam, (2) membawa nutrien dari air yang dalam ke permukaan laut, sehingga dapat dipergunakan oleh tumbuhan, dan (3) sebagai mekanisme penyebaran bahan buangan (waste products), telur-telur, larva-larva atau individu dewasa dari berbagai kehidupan laut.

Semua parameter-parameter lingkungan itu membuat di laut terdapat berbagai variasi kondisi lingkungan hidup organisme, yang disetiap lingkungan itu dihuni oleh organisme yang spesifik. 

Spiral Ekman

Angin adalah tenaga penggerak pertama dan utama yang menggerakkan arus-arus permukaan. Meskipun demikian, sesungguhnya garakan arus tidak tepat searah dengan arah tiupan angin, melainkan membentuk sudut ke arah kanan. Demikian pula, arus di permukaan samudera tidak memberikan efek yang sama ke seluruhan kedalaman perairan, tetapi terbatas beberapa ratus meter. Gerak menyimpangnya arah arus dari arah angin yang menggerakkannya itu adalah karena pengaruh dari efek Coriolis terhadap gerakan arus. Hal ini pertama kali dijelaskan oleh V.W. Ekman (1874-1954) seorang ahli oseanografi bangsa Norwegia, pada tahun 1905. Sejarahnya, Nansen secara kualitatif mengamati Gunung Es yang hanyut ke arah kanan dari angin angn yang bertiup di Hemisfer Utara. Dia kemudian mengkomunikasikan hal itu kepada Ekman yang kemudian mengembangkan teori kuantitatif upper-layer wind-driven circulation (sirkulasi lapisan atas yang digerakkan oleh angin).


Bayangkan tubuh air, ketika angin bertiup di atasnya, terjadi gaya friksi Ft yang searah dengan arah tiupan angin dan kemudian menggerakkan massa air itu serah dengan arah angin. Setelah aris bergerak, segera gaya Coriolis Fc bekerja ke arah kanan dengan sudut tegak lurus dengan arah tiupan angin, dan menyebabkan aliran Vo berbelok ke kanan (di Hemisfer utara, dan ke kiri di Hemisfer selatan). Pada saat yang sama, massa air yang bergerak itu menunculkan gaya gesekan dengan massa air di sebelah bawahnya. Secara sederhanya dapat dikatakan bahwa Vo berarah 45o terhadap arah angin. Dengan logika yang sama, arah gerakan arus di bawahnya akan terus menyimpang sebesar 45o dari arah arus di atasnya. Sampai kedalaman tertentu, arah arus akan berlawanan arah dengan Vo. Apabila arah-arah arus itu digambarkan pada satu bidang, maka akan tergambar Spiral Ekman. Kedalaman DE dimana air bergerak berlawanan arah dengan air di permukaan Vo, disebut sebagai depth of frictional influence (kedalaman pengaruh friksi). Kedalaman ini diambil sebagai ukuran kedalaman pengaruh angin permukaan terhadap gerakan air laut. Lapisan ini disebut sebagai Lapisan Ekman (Pickard dan Emery, 1995). Arah transportasi massa air yang menyudut 90o terhadap arah angin permukaan disebut Transportasi Ekman (Ingmanson dan Wallace, 1985).

Sedimen Laut

Berdasarkan pada asal usulnya, sedimen laut dapat dibedakan menjadi lima macam, yaitu:

1. Sedimen Litogenik (terigennous), yaitu sedimen yang berasal dari pelapukan batuan yang telah ada sebelumnya di daratan atau benua. Komponen sedimen ini adalah lumpur terrigen, endapan longsoran atau turbidit, dan endapan es. Sekitar 30% dari lumpur terigen itu terdiri dari lanau dan lempung yang. Mineral penyusunnya yang utama adalah kuarsa dan feldspar, dan mineralmineral lempung seperti illit, kaolinit, dan klorit.
2. Sedimen Volkanogenik (volcanogenic sediments), yaitu sedimen yang berupa material volkanik yang dilontarkan ketika terjadi erupsi gunungapi. Sedimen ini banyak dijumpai di kawasan bergunungapi.
3. Sedimen Biogenik (biogenic sediments), yaitu sedimen yang dihasilkan oleh organisme atau organisme itu sendiri. Organisme yang sangat umum adalah foraminifera, diatom, dan radiolaria. Mineral-mineral yang utama di dalam sedimen biogenik adalah kalsit, aragonit, silika, dan apatit. Ooze adalah sedimen biogenik berbutir halus yang tersusun oleh cangkangcangkang organisme mikro yang terakumulasi di laut dalam, seperti di dataran abisal.
4. Sedimen Hidrogenik (hydrogenic sediments), yaitu sedimen yang terbentuk oleh reaksi kimia inorganik dari unsur-unsur yang terlarut di dalam air. Sedimen kelompok ini juga disebut sebagai sedimen autigenik (authigenic sediments). Jenis-jenis sedimen ini yang umum adalah zeolit, nodul mangan, nodul fosfat, dan endapan logam hidrotermal (metalliferous hydrothermal deposits).
5. Sedimen Kosmogenik (cosmogenic sediments), yaitu sedimen yang berasal dari luar angkasa, seperti meteorit atau debu ruang angkasa yang jatuh ke Bumi.

Kenalin nih, Oseanografi

Pengertian Oseanografi dan Oseanologi
Kata “Oseanografi” di dalam Bahasa Indonesia adalah terjemahan dari kata Bahasa Inggris “Oceanography”, yang merupakan kata majemuk yang berasal dari kata “ocean” dan “graphy” dari Bahasa Yunani atau “graphein” dari Bahasa Latin yang berarti “menulis”. Jadi, menurut arti katanya, Oseanografi berarti menulis tentang laut.
Selain “Oseanografi” kita juga sering mendengar kata “Oseanologi”. Kata “Oseanologi” di dalam Bahasa Indonesia adalah terjemahan dari kata Bahasa Inggris “Oceanology”, yang juga merupakan kata majemuk yang berasal dari kata “ocean” dan “logia” dari Bahasa Yunani atau “legein” dari Bahasa Latin yang berarti “berbicara”. Dengan demikian, menurut arti katanya, Oseanologi berarti berbicara tentang laut.
Menurut Ingmanson dan Wallace (1973), akhiran “-grafi” mengandung arti suatu proses menggambarkan, mendeskripsikan, atau melaporkan seperti tersirat dalam kata “Biografi” dan “Geografi”. Akhiran “-ologi” mengandung arti sebagai suatu ilmu (science) atau cabang pengetahuan (knowlegde). Dengan demikian “Oseanologi” berarti ilmu atau studi tentang laut, sedang “Oseanografi” berati deskripsi tentang laut. Meskipun demikian, kedua kata itu sering dipakai dengan arti yang sama, yaitu berarti sebagai eksplorasi atau study ilmiah tentang laut dan berbagai fenomenanya. Negara-negara Eropa Timur, China dan Rusia cenderung memakai kata Oseanologi, sedang negara-negara Eropa Barat dan Amerika cenderung memakai kata Oseanografi.
Istilah “Hidrografi” yang berasal dari kata Bahasa Inggris “Hydrography” kadang-kadang digunakan secara keliru sebagai sinonim dari Oseanografi. Hidrografi terutama berkaitan dengan penggambaran garis pantai, topografi dasar laut, arus, dan pasang surut untuk penggunaan praktis dalam navigasi laut (Ingmanson dan Wallace, 1985). Oseanografi meliputi bidang ilmu yang lebih luas yang menggunakan prinsip-prinsip fisika, kimia, biologi, dan geologi dalam mempelajari laut secara keseluruhan.

Disiplin Ilmu Terkait
Secara sederhana, oseanografi dapat disebutkan sebagai aplikasi semua ilmu (science) terhadap fenomena laut (Ross, 1977). Definisi tersebut menunjukkan bahwa oseanografi bukanlah suatu ilmu tunggal, melainkan kombinasi berbagai ilmu.
Untuk mempermudah mempelajari laut, para ahli oseanografi secara umum membagi oseanografi menjadi lima kelompok, yaitu:

• Oseanografi kimia (chemical oceanography): mempelajari semua reaksi kimia yang terjadi dan distribusi unsur-unsur kimia di samudera dan di dasar laut.
• Oseanografi biologi (biological oceanography): mempelajari tipe-tipe kehidupan di laut, distribusinya, saling keterkaitannya, dan aspek lingkungan dari kehidupan di laut itu.
• Oseanografi fisika (physical oceanography): mempelajari berbagai aspek fisika air laut seperti gerakan air laut, distribusi temperatur air laut, transmisi cahaya, suara, dan berbagai tipe energi dalam air laut, dan interaksi udara (atmosfer) dan laut (hidrosfer).
• Oseanografi geologi (geological oceanography): mempelajari konfigurasi cekungan laut, asal usul cekungan laut, sifat batuan dan mineral yang dijumpai di dasar laut, dan berbagai proses geologi di laut. Kata lain untuk menyebutkan oseanografi geologi adalah geologi laut (marine geology).
• Oseanografi meteorologi (meteorological oceanography): mempelajari fenomena atmosfer di atas samudera, pengaruhnya terhadap perairan dangkal dan dalam, dan pengaruh permukaan samudea terhadap proses-proses atmosfer

Pengelompokan oseanografi menjadi lima kelompok seperti di atas menunjukkan bahwa oseanografi adalah ilmu antar-disiplin. Sebagai contoh, proses atau kondisi geologi suatu kawasan laut dapat mempengaruhi karakteristik fisika, kimia dan biologi laut tersebut.

Mengapa Mempelajari Oseanografi?
Orang mempelajari oseanografi antara lain karena alasan-alasan berikut ini:

1. Memenuhi rasa ingin tahu. Di masa lalu, ketika otoritas ilmu pengetahuan masih terbatas pada kalangan tertentu, hal ini terutama dilakukan oleh para filosof. Sekarang, di masa modern, ketika semua orang memiliki kebebasan berpikir dan berbuat yang lebih luas, mempelajari laut hanya untuk memenuhi rasa ingin tahu dapat dilakukan oleh siapa pun.
2. Kemajuan ilmu pengetahuan. Mempelajari oseanografi untuk kemajuan ilmu pengetahuan banyak dilakukan di masa sekarang. Berbeda dari mempelajari untuk memenuhi rasa ingin tahu di masa lalu, mempelajari untuk kemajuan ilmu pengetahuan dilakukan secara sistimatis dan ilmiah berdasarkan hasil-hasil penelitian atau pengetahuan yang telah ada sebelumnya. Kemudian, hasil-hasil dari kegiatan ini dipublikasikan secara luas di dalam jurnal-jurnal atau majalah-majalah ilmiah.
3. Memanfaatkan sumberdaya hayati laut: seperti memanfaatkan ikan-ikan dan berbagai jenis biota laut sebagai sumber bahan pangan, dan bahan obat-obatan. Mempelajari oseanografi untuk tujuan ini secara umum dilakukan berkaitan dengan upaya untuk mengetahui keberadaan sumberdaya, potensinya, cara mengambil dan, dan upaya-upaya melestarikannya.
4. Memanfaatkan sumberdaya non-hayati laut: seperti mengambil bahan tambang (bahan galian dan mineral), minyak dan gas bumi, energi panas, arus laut, gelombang dan pasang surut. Berkaitan dengan tujuan ini, studi oseanografi dilakukan untuk mengetahui kehadiran, potensi, dan karakter sumberdaya.
5. Memanfaatkan laut untuk sarana komunikasi: seperti membangun sistem komunikasi kabel laut. Studi dilakukan untuk menentukan bagaimana teknik atau cara atau lokasi untuk meletakkan alat komunikasi itu di laut.
6. Memanfaatkan laut untuk sarana perdagangan: misal untuk pelayaran kapal-kapal dagang. Studi oseanografi perlu dilakukan untuk menentukan dan merawat alur-alur pelayaran, serta tempat-tempat berlabuh atau pelabuhan.
7. Untuk pertahanan negara menentukan batas-batas negara. Studi oseanografi untuk pertahanan negara terutama berkaitan dengan keperluan pertahanan laut, seperti untuk menentukan alur-alur pelayaran baik untuk kapal di permukaan laut maupun kapal selam, tempat-tempat pendaratan atau berlabuh yang aman, kehadiran saluran suara. Sementara itu, untuk keperluan menentukan batas-batas negara di laut perlu dilakukan studi oseanografi berkaitan dengan penentuan batas landas kontinen yang dipakai sebagai dasar untuk menentukan batas-batas negara di laut.
8. Menjaga lingkungan laut dari kerusakan dan pencemaran lingkungan karena aktifitas manusia. Berkaitan dengan tujuan ini, oseanografi dipelajari untuk mengetahui bagaimana respon lingkungan laut terhadap berbagai bentuk aktifitas manusia.
9. Mitigasi bencana alam dari laut, seperti erosi pantai oleh gelombang laut, banjir dan bencana karena gelombang tsunami. Bencana alam dari laut berkaitan erat dengan prosesproses yang terjadi di laut. Dengan demikian, untuk dapat menghindari atau mengurangi kerugian karena bencana tersebut, kita perlu memahami karakter proses-proses tersebut dan hasil-hasilnya.
10. Untuk rekreasi. Sekarang, kegiatan rekreasi banyak dilakukan di laut atau daerah pesisir, seperti menikmati pemandangan laut, berenang di laut, berjemur di pantai, menyelam, berselancar, berlayar. Untuk dapat menentukan lokasi yang sesuai untuk berbagai kegiatan rekreasional tersebut perlu dilakukan studi oseanografi. Sebagai contoh, untuk kegiatan wisata selam untuk menikmati keindahan terumbu karang, perlu dilakukan penelitian mengenai terumbu karang itu sendiri sehingga dapat diketahui lokasi keberadaan tempat tempat yang menarik. Selain itu, untuk keamanan selama menyelam perlu dipelajari kondisi arus dan hewan-hewan yang berbahaya di lokasi wisata menyelam tersebut.

Indonesia adalah suatu negara kepulauan. Diakuinya konsep wawasan nusantara dan negara kepulauan oleh dunia internasional membuat Indonesia menjadi suatu negara kepulauan terbesar di dunia. Dengan wilayah negara yang sangat luas dan sebagian besar berupa laut, dan memiliki daratan berpulau-pulau, maka bagi Indonesia mempelajari oseanografi menjadi sangat penting. Banyak sumberdaya alam Indonesia yang berada di laut, baik sumberdaya hayati maupun sumberdaya non-hayati. Sumberdaya laut yang sangat banyak itu hanya akan dapat dimanfaatkan dengan berkesinambungan bila kita mempelajarinya.

Selain sebagai sumberdaya, laut juga menjadi sumber bencana, terutama bagi penguni daerah pesisir dan pulau-pulau kecil. Bagi Indonesia yang memiliki wilayah laut yang sangat luas dan pulau-pulau yang sangat banyak, tentu akan besar pula potensi bencana dari laut. Oleh karena itu, dalam rangka upaya melakukan mitigasi bencana alam dari laut, maka mempelajari oseanografi juga merupakan suatu keharusan bagi bangsa Indonesia.