"Pengantar Oseanografi"

Osean yang berarti lautan atau samudra adalah subdivisi dari massa air yang luas terletak diantara kontinen-kontinen. Bagian yang lebih kecil dari Osean disebut Sea Dalam bahasa latin Oceanus, sedangkan secara harfiah, oseanografi berasal dari bahasa yunani Oceanos yang berarti laut, dan ghrapos yang berarti gambaran atau deskripsi. Oseanografi dapat didefinikan secara sederhana sebagai ilmu yang mempelajari lautan dan aspek- aspek yang ada di dalamnya. Danau, sungai, air tanah, uap air di atmosfer, samudera merupakan bagian besar dari muka bumi yang dikenal sebagai Hidrosphere

Dengan kata lain Oceanografi itu ialah Scientific study dan explorasi lautan dan laut-laut serta semua aspek-aspek dan fenomenanya. Termasuk sedimen,batuan yang membentuk dasar laut, interaksi antara laut dengan atmosfer, pergerakan air, serta faktor-faktor tenaga yang menyebabkan adanya gerakan tersebut baik tenaga dari dalam maupun tenaga dari luar, kehidupan organisma, susunan kimia air laut, serta asal mula terjadinya lautan dan laut-laut purbakala. Oleh karena itu oceanografi dikatakan sebagai suatu disiplin ilmu mengenai laut yang terdiri dari beberapa cabang ilmu pengetahuan seperti ilmu geologi, meteorology, biologi, kimia fisis, geofisika, geokimia, gerakan mekanis dan aspek-aspek teoritis yang harus menggunakan ilmu pasti.

Cakupan oseanografi yaitu organisme lsut dan dinamika fluida, tektonik lempeng dan geologi dasar laut, dan aliran berbagai zat kimia dan sifat fisik di dalam samudra dan pada batas- batasnya, juga mengenai samudra dan memahami proses di dalamnya, seperti proses biologi, kimia, geologi, meteorology, dan fisika.

Sahala Hutabarat dan Stewart M.Evans (1985: 1), oseanografi dibagi menjadi empat cabang ilmu, yaitu :

1. Fisika Oseanografi

Fisika oseanografi yaitu ilmu yang mempelajari hubungan antara sifat-sifat fisika yang terjadi dalam lautan sendiri dan yang terjadi antara lautan dengan atmosfer dan daratan termasuk kejadian-kejadian seperti terjadinya tenaga pembangkit pasang dan gelombang,arus,temperatur air laut, iklim dan sistem arus yang terdapat di lautan.

2. Geologi Oseanografi

Yaitu yang mempelajari lantai samudra atau litosfer di bawah laut. Ilmu geologi penting artinya bagi kita dalam mempelajari asal terbentuknya lautan, termasuk di dalamnya penelitian tentang lapisan kerak bumi, gunung berapi dan terjadinya gempa bumi. Geologi oseanografi juga menjelaskan struktur dari bebatuan dan bentuk- bentuk fisik dari lautan tersebut, misalnya adanya palung laut, lembah laut, lubuk laut, lembah, dll serta memelajari terjadinya patahan- patahan yang menyebabkan gempa bumi di laut.

3. Kimia Oseanografi

Kimia oseanografi yaitu ilmu yang berhubungan dengan reaksi-reaksi kimia yang terjadi di dalam dan di dasar laut dan juga menganalisa sifat-sifat dari air laut itu sendiri.

Misalnya kadar garam yang terdapat dalam air laut, zat- zat kimia yang mencemari, dll. Garam-garaman utama yang terdapat dalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potasium (1%) dan sisanya (kurang dari 1%) teridiri dari bikarbonat, bromida, asam borak, strontium dan florida. Tiga sumber utama garam-garaman di laut adalah pelapukan batuan di darat, gas-gas vulkanik dan sirkulasi lubang-lubang hidrotermal (hydrothermal vents) di laut dalam.

4. Biologi Oseanografi

Biologi oseanografi adalah cabang ilmu oseanografi yang sering dinamakan Biologi Laut yang mempelajari semua organisme yang hidup di lautan termasuk binatang-binatang yang berukuran sangat kecil (plankton) sampai yang berukuran besar dan tumbuh-tumbuhan air laut.Di lautanpun juga terdapat kehidupan seperti di daerah terestial, misalnya fitoplankton, zooplankton, terumbu karang, nekton, bentos, dan lain- lain.

Dari uraian di atas, Oseanografi juga merupakan ilmu lingkungan yang menerangkan semua proses di dalam osean dan interelasi antara osean dengan tanah,udara dan semesta alam sehingga dalam mempelajarinya selain di dalam laborarotium biota juga perlu pergi ke laut dengan kapal-kapal expedisi melihat dan menyelidiki secara nyata.

B. Batas-Batas Pantai

Daerah peralihan antara daratan dan lautan sering ditandai dengan adanya suatu perubahan kedalaman yang berangsur – angsur. Di sini dapat dikenal dan dibedakan adanya tiga buah daerah.

    Paparan Benua ( Continental Shelf )

Adalah suatu daerah yang mempunyai lereng yang landai ( kemiringannya kira – kira sebesar 0,4% ) dan berbatasan langsung dengan daerah daratan. Daerah ini biasanya mempunyai lebar antara 50 sampai 70 kilometer dan kedalaman maksimum dari lautan yang ada di atasnya tidak lebih besar di antara 100 sampai 200 meter (bergantung kelandaian sekitar pantai ;paparan lebar pada daerah landai, paparan sempit pada daerah perbukitan). Dasar tertutup endapan tebal dari silt,pasir dan lumpur dari sungai.

    Lereng Benua ( Continental Slope )

Lereng benua mempunyai lereng yang lebih terjal dari paparan benua di mana kemiringannya bevariasi antara 3% dan 6%. Lerengan curam dicirikan perubahan cepat terhadap kedalaman dari 200 m ke 3000 m. Permukaan banyak batuan sedikit endapan karena kecuraman. Submarine canyons – berasosiasi dengan keberadaan system sungai pada masa lalu dan dengan turbidity current.

    Tanjakan Benua ( Continental Rise )

Daerah ini merupakan daerah yang mempunyai lereng yang kemudian perlahan – lahan menjadi datar pada dasar laut. Lerengan landai terbentuk dari akumulasi endapan. Endapan berasan dari turbidity current, longsoran bawah laut, dan proses bawaan lainnya. Ciri dari Lautan Atlantik dan India.

    Dasar Palung ( Ocean Basin Floor)

Kedalaman antara 4000 – 6000 m (30 % dari luasan muka bumi). Biasanya berupa hamparan luas (abyssal plain). Terdapat perbukitan abyssal (abyssal hills – tinggi < 1000 m). Gunung laut (seamount) yang dapat muncul ke permukaan menjadi pulau yang berasosiasi dengan pulau karang (reefs). Guyot (gunung laut dengan puncak datar yang tenggelam antara 1000 – 1700 m). Pada mulanya dipercaya bahwa permukaan dasar lautan itu adalah datar dan tidak mempunyai bentuk, tetapi ilmu – ilmu modern sekarang telah membuktikan bahwa topografi mereka adalah kompleks seperti daratan. Bentuk – bentuk itu adalah sebagai berikut :

    Ridge dan Rise

Ini adalah suatu bentuk proses peninggian yang terdapat di atas lautan (sea floor) yang hampir serupa dengan adanya gunung – gunung di daratan. Pada prinsipnya tidak ada perbedaan antara ridge dan rise. Hanya dapat dibedakan dari letak kemiringan lereng – lerengnya saja. Ridge lerengnya lebih bersifat terjal dari rise.

    Trench

Bagian laut yang terdalam adalah berbentuk seperti saluran yang seolah – olah terpisah sangat dalam yang terdapat diperbatasan antara benua dengan kepulauan. Biasanya mempunyai kedalaman yang sangat besar. Sebagai contoh sebagian dari Jawa Trench mempunyai kedalaman sebesar 7.700 meter.

    Abyssal Plain ( Daratan Abisal )

Daerah ini relatif terbagi rata dari permukaan bumi yang terdapat di bagian sisi yang mengarah ke daratan dari sistem mid oceanic ridge.

    Continental Island ( Pulau – Pulau Benua )

Beberapa pulau seperti Greenland dan Madagaskar menurut geologinya merupakan bagian dari massa tanah daratan benua besar yang kemudian terpisah. Daerah – daerah ini lapisan kerak buminya terdiri dari batu – batuan esi ( granitic ) yabg jenisnya sama dengan yang terdapat di daratan benua.

    Island Arc (Kumpulan Pulau – pulau )

Kumpulan pulau – pulau seperti Kepulauan Indonesi juga mempnyai perbatasan dengan benua, tetepi mereka mempunyai asal yang berbeda. Kepulauan ini terdiri dari batu – batuan vulkanik dan sisa – sisa sendimen pada bagian permukaan kulit lautan.

 Mid-Oceanik volcanic Island (Pulau – pulau vulkanik yang terdapat di tengah – tengah lautan ). Daerah ini terdiri dari banyak pulau – pulau kecil, khususnya terdapat di Lautan Pasifik, dimana letak mereka sangat jauh dari massa daratan.

    Atol – Atol

Daerah ini terdiri dari kumpulan pulau – pulau yang sebagian tebggelam di bawah permukaan air. Batu – batuan yang terdapat disini ditandai oleh adanya terumbu karang yang terbentuk seperti cincin yang mengelilingi sebuah lagon yang dangkal.

    Seamount dan Guyot

Mereka adalah gunung – gunung berapi yang muncul dari dasar lantai lautan, tetapi tidak dapat mencapai sampai ke permukaakn lut. Seamount mempunyai lereng yang curam dan berpuncak runcing dan kemungkinan mempunyai tinggi sampai 1 kilometer atau lebih. Guyot mempunyai bentuk yang serupa dengan seamount tetepi bagian puncaknya datar.

C. Sumber Energi Untuk Reaksi Kimia

Reaksi kimia berada di laut, seperti pada kesetimbangan kimia. Kesetimbangan ini membawa masukan energy dari dua sumber : matahari dan energy dari dalam bumi. Energi matahari, dari fotosintesis, memungkinkan perubahan oleh tanaman laut oleh materi organik dan perubahan karang (silica) yang mengadakan kesetimbangan dalam air laut. Sebagai tambahan, hewan laut berfotosintesis menghasilkan materi organic dan juga perubahan struktur kimia. Sebagai akibat di antara tanaman dan aktivitas hewan. Permukaan air menjadi dalam, dengan kedalaman dan sisa organic menjadi kaya beberapa elemen dalam uji coba untuk kesetimbangan kimia. Aktivitas fotosintesis dari konsentrasi permukaan air (dari permukaan laut sampai 200 m) karena kekurangan penetrasi dari cahaya matahari untuk kedalaman yang dalam (sintesis dari materi organic dalam daerah yang gelap oleh organism laut yang tidak berfotosintesis yang berada di dekat pusat vulkanik dan tengah laut juga terjadi, tetapi dalam laju yang ekstrim.

Sumber energy utama yang lain dalam kesetimbangan kimia pada laut adalah panas bumi. Contoh sumber panas bumi adalah energy vulkanik. Mineral di dalam laut yang bersifat basa akan membentuk magma yang sangat panas. Apabila itu tidak berinterajsi dengan air laut maka akan terjadi kestabilan. Reaksi mungkin dapat terjadi pada temperature yang tinggi ataupun yang rendah, temperature dasar laut reaksi antara basa dengan air akan semakin cepat dengan kenaikan temperature.

Energi matahari dan panas bumi juga mempunyai efek tidak langsung pada komposisi laut. Energi matahari membantu penguapan air laut, pengangkutan uap air ke benua, dan pembentukan air hujan, yang kemudian jatuh ke benua untuk membentuk air tanah, groundwater, danau dan sungai. Sementara itu, energi dalam bumi, yang menunjukkan pengangkatan tektonis dan volcanis, menyebabkan pembentukan batu karang pada kedalaman untuk diangkat ke dalam zona kerusakan karena iklim pada benua itu. batu karang tidak stabil dan bereaksi dengan air tanah dan groundwaters lewat mediasi dari( digunakan proses fotosintesis) tumbuhan hijau, untuk menyempurnakan pembentukan dari pelarutan unsur-unsur dan mineral baru. Mineral berbentuk kasar pada kesetimbangan dengan perairan kontinental tetapi tidak penting pada kesetimbangan dengan air laut,yang mana mempunyai suatu komposisi yang berbeda. sebagai konsekwensi, secara terestrial membentuk produk kerusakan karena iklim ( larutan dan suspensi padat) dibawa dari sungai ke samudra, di mana mereka mengalami berbagai reaksi kimia dengan air laut. Sebagai tambahan, berbagai bahan kimia yang tidak stabil dan mineral metamorphic yang diatur untuk melepaskan kerusakan karena iklim kimia juga ditambahkan ke samudra dan mungkin juga mengalami reaksi kimia. proses yang berlangsung pada benua sebagai jawaban atas matahari dan masukan energi dalam bumi dapat mempengaruhi komposisi air laut juga.

D. Proses Utama Pada Modifikasi Air Laut

- Proses Biologi

Reaksi kimia di dalam samudra terjalin dengan proses hidup sebagai kendali utama pada konsentrasi unsur air laut berikut: Ca2+,HCO3-,SO42-,H4SiO4,CO2,O2,NO3-, dan Orthophosphate. Biogeochemistry berhubungan laut dan perannya di dalam cycles, konsultan dunia Berger et al. ( 1989) dan Wollast et Al. ( 1993).] aktivitas biologis juga betul-betul mempengaruhi jejak-jejak elements,sebagai contoh: copper dan nikel ( Boyle Et Al. 1997;Sclater et al.1976). Tiga proses prinsip dapat dikenali: (1) sintesis jaringan/tisu lembut atau organik, (2) pembusukan (dekomposisi) senyawa organik yang telah mati oleh bakteri , dan (3) pengeluaran bagian yang keras.

- Reaksi vulkanis-air laut

Aktivitas volkanis di dalam samudra itu luas dan produknya terdiri dari arus lahar basalt kapal selam. Produk vulkanik yang berlimpah ini meliputi gelas/kaca volkanis, pyroxenes, zat kapur plagioclase, dan olivine, semua dari air laut yang secara kimiawi tidak stabil. Sebagai hasil ketidakstabilan dan distribusi tersebar luas, unsur ini bereaksi dengan air laut, mengubah komposisinya dan mineral baru diproduksi di berbagai temperatur lingkungan, baik temperature tinggi maupun temperature rendah. Bersama dengan itu proses biological (termasuk sungai), reaksi vulkanis-air laut mendasari dua mekanisme komposisi samudra modern diciptakan dan dirawat.

- Interaksi dengan Detrital Padat

Detrital Material memindahkan mineral silikat besar dalam samudra dan sungai, terutama tanah liat yang tidak berhubungan dengan keseimbangan air laut. Oleh karena itu, ketika mereka memasuki lautan, reaksi kimia berlangsung. Reaksi melibatkan keseluruhan mineral silikat, atau hanya permukaan nya. Pada kasus terdahulu kita mempunyai pembentukan baru, biasanya lebih kation-kaya mineral dari kaum tua detrital satu, dan proses menyerupai kerusakan karena iklim, dikenal sebagai membalikkan kerusakan karena iklim ( Mackenzie dan Garrels 1960). Kemudian karena kelambanan reaksi, hanya perubahan kimia yang menyertakan jenis pada permukaan mineral berlangsung, dan proses ini dikenal sebagai adsorption-desorption atau, jika ion adalah involved,ion pertukaran. Bersamaan dengan itu, kerusakan disebabkan karena iklim, Adsorpsi-Desorpsi dan Pertukaran Ion meliputi semua reaksi utama antar runtuhan silikat pada sungai dan air laut.

E. Kadar Bahan Kimia dalam Bentuk Elemen Tunggal

Air laut umumnya terdiri dari beberapa elemen ion, Chloride, Sodium ( Natrium ), Sulfate, Magnesium, Potassium ( Kalium ), Calcium, Bicarbonate, Silica, Phosphorus, Nitrogen. Kumpulan ion-ion ini umumnya dikenal sebagai salinitas. Sifat air laut yang cukup penting dalam menentukan produktivitas perairan adalah viskositas (kepekatan) yang sangat dipengaruhi oleh salinitas dan suhu. Air laut yang mempunyai suhu tinggi dan salinitas rendah akan mempunyai viskositas yang rendah. Apabila air laut mempunyai suhu rendah dan salinitas tinggi maka viskositas menjadi sangat pekat. Rata-rata konsentrasi garam-garam terlarut di air laut berkisar 3.5%, namun konsentrasi tersebut tergantung pada lokasi dan laju evaporasi (Brown et al 1989 dan Millero, 1996). Konsentrasi ion utama terlarut bervariasi dari stu lokasi ke lokasi lain, namun secara proporsi relatifnya konstan (Brown et al 1989 dan Pichard and Emery, 1990). Air laut sudah banyak digunakan untuk mengairi tanaman yang toleran terhadap salinitas (halophytes) pada daerah-daerah dekat pantai (Pasternak et al 1985). Mengingat tingginya kandungan kation, air laut dapat digunakan sebagai salah satu sumber hara bagi tanaman termasuk tanaman yang sensitive terhadap kadar garam yang tinggi (glycophyte plants).

    Bikarbonat

Saat ini konsentrasi Karbondioksida (CO2) di atmosfer sudah hampir mencapai 380 ppm, 80 ppm diatas nilai maksimum konsentrasi di atmosfer pada 740.000 tahun sebelumnya. Sepanjang abad ke 20 hal ini telah berdampak pada naiknya suhu global di laut dengan rata-rata 0,74ºC, kadar pH laut menjadi jauh lebih asam dan hal ini juga menyebabkan konsentrasi ion carbonat dilaut menjadi 210 µmol kg-1, angka ini jauh lebih rendah dari 420.000 tahun yang lalu. Dampak yang terjadi akibat adanya pengasaman dilaut akibat pH menjadi lebih rendah adalah berkaitan dengan proses terserapnya CO2 kedalam laut yang juga akan berpengaruh terhadap proses pembentukan kapur pada karang, seperti ditunjukan pada gambar dibawah

Hampir 25% sumber CO2 selama ini berasal dari aktivitas manusia seperti industri dan transportasi yang hampir sebagian besar telah terserap di lautan. CO2 yang telah terserap tersebut bergabung dengan air laut sehingga menghasilkan senyawa asam karbonat (HCO3-) dan ion Hidrogen (H-) yang selanjutnya juga akan berikatan dengan ion karbonat dilaut (CO32-) sehingga menghasilkan asam karbonat juga, oleh karena itu semakin tinggi konsentrasi CO2 maka semakin tinggi juga konsentrasi asam karbonat dilaut yang akan menyebabkan laut menjadi lebih asam (Ascidification) dan juga dapat mengurangi ion karbonat dilaut yang seharusnya digunakan dalam proses pengkapuran dilaut (Calcification) seperti pada karang. Berkurangnya konsentrasi senyawa karbonat dalam pembentukan kalsium karbonat (CaCO3) dilaut sangat berpengaruh terhadap proses pengkapuran karang, menurut Hoegh,et al, 2007 ada 3 mekanisme karang dalam menerima respon terhadap hal tersebut, yaitu :

- karang akan mengurangi tingkat pertumbuhan dan densitas skeletalnya dari koloni karang,

- karang kemungkinan tetap mempertahan tingkat pertumbuhannya dengan mengurangi densitas skeletalnya,

- karang tetap mempertahankan pertumbuhan dan densitas skeletalnya dengan memfokuskan energi untuk proses pengkapuran (calcification) tetapi efek sampingnya adalah mengurangi proses reproduksinya sehingga dapat menyebabkan berkurangnya jumlah larva yang dikeluarkan karang.

Dampak yang dirasakan bagi kita sendiri dalam jangka panjang akibat pengasaman laut tersebut adalah berkurangnya hasil perikanan laut akibat tingginya tingkat kematian juvenil ikan karang dikarenakan kurangnya tempat berlindung dikarang akibat lambatnya pertumbuhan karang. Hal yang jelas harus kita lakukan saat ini adalah dengan mengurangi emisi CO2 dan dan mengurangi limbah rumah tangga maupun industri yang dapat mempengaruhi kualitas air dilautan yang jangka panjangnya dapat meningkatkan pertumbuhan alga yang menjadi kompetitor karang dilaut (YG).

F. Pencemaran Laut

Pencemaran laut merupakan salah satu problema yang cukup menyita para ilmuwan sejak revolusi industri. Meningkatnya konsumsi bahan-bahan kimia yang akan menjadi toksik di dalam lingkungan hidup ditengarai sebagai salah satu factor penyebab pencemaran laut. Pada prinsipnya pencemaran laut terjadi karena komposisi komponen-komponen alami di lautan terganggu. Pencemaran laut secara garis besar dibagi menjadi lima kelompok berdasarkan zat pencemarnya.

    Pencemaran Minyak.

Minyak merupakan sumber pencemaran laut yang besar. Rata-rata pencemaran laut akibat tumpahan minyak menyumbang 30 juta ton minyak per tahun di seluruh dunia (David A. Rose,1977) Minyak yang terapung amat berbahaya bagi kehidupan laut karena minyak merupakan senyawa karbon yang sulit untuk terdegradasi. Tumpahan minyak akan terbawa arus dan angin menuju tempat yang lebih jauh sehingga pencemaran minyak di lautan sangat mudah meluas. Pembersihan akibat tumpahan minyak dapat dilakukan dengan detergen atau bioremidiasi dengan mikroorganisme pemakan minyak. Remidiasi dengan detergen akan menimbulkan masalah baru karena membahayakan organisme microbial.

Contoh pencemaran minyak

Tenggelamnya kapal tanker Torrey Canyon di perairan Inggris pada tahun 1967 Tumpahnya minyak Exxon Valdez di Selat Prince William, Alaska pada 24 Maret 1989. Sebanyak 10,8 juta gallon (257.000 barel) minyak tumpah dan mencemari 1.300 mil (2.100 km) garis pantai Alaska. Menyebar hingga 740 km dari Semenanjung Alaska ke Chignik ( 1,5 juta gallon dibersihkan, sisanya tenggelam). Bocornya kilang minyak Montara milik Australia di Provinsi Nusa Tenggara Timur. Keenam kabupaten yang terkena dampak pencemaran yaitu Kupang, Rote Ndao, Timor Tengah Selatan, Belu, Alor dan Ende pada Agustus 2009. M encemari pertanian rumput laut.

    Pencemaran Logam Berat.

Beberapa logam berat merupakan komponen penting yang dibutuhkan oleh biota laut dalan konsentrasi yang sangat kecil. Contohnya adalah besi dalam pembentukan oksidasi enzim sitokrom dan hemoglobin, tembaga untuk pigmen haemocyanin. Namun, logam berat akan menjadi racun apabila berada pada konsentrasi yang tinggi. Misalnya cadmium, timah hitam, merkuri, dsb. Ambang batas merkuri 0,5 ppm. Pada kasus minamata

Tempat	K onsentrasi
Rambut penderita minamata	705 ppm
Warga sehat	191 ppm
Warga di luar minamata	4,42 ppm
Air seni penderita	30-120 gamma
Ikan dan kerang	20-40 ppm

(Harada Masazumi, 2005)

DAFTAR PUSTAKA

Achmad, Rukaesih. 2004. Kimia Lingkungan.Andi: Yogyakarta

Akhadi, Mukhlis. 2009. Ekologi Energi.Graha Ilmu:Yogyakarta

Berner, Elizabet Kay. 1996. Global environment: Water, Air, ang Geological Chemical Cycles. New Jersey : Prentice Hall

Hutabarat, SAhala. 1985. Pengantar Oceanografi.Jakarta:UI Press

Masazumi, Harada.2005. Tragedi Minamata.Media Kajian Sulawesi: Makasar

Rosse, David A.1977. Introduction Oceanography. Englewood Clifft:Prentice Hall

http://ataplaut.wordpress.com/2009/01/10/co2-dilautan/

http://dhamadharma.wordpress.com/2010/02/11/minor-elemen-di-laut/

http://forum.o-fish.com/viewtopic.php?f=5&t=8076

http://hidayat-idien.blogspot.com/2007/06/tugas-siklus-silikon.html

http://moszablinkers182.blogspot.com/2010/03/hand-out-oseanografi.html