12
merupakan salah satu contoh pigmen carotenoid. Fuxocatin berwarna coklat dan terdapat pada alga coklat misalnya Diatom.
3. Phycobilins, merupakan pigmen bening yang terdapat pada sitoplasma atau
stroma kloroplas. Phycobilin terdapat pada Cyanobacteria dan Rhodophyta. Pigmen phycobilin dibagi menjadi dua yakni, phycocyanin dan phycorietrin.
Phycocyanin berwarna kebiruan terdapat pada Cyanobacteria, dan phycorietrin yang memberi warna merah pada alga merah.
Dilihat dari segi fisiologis, spektrum cahaya terpenting untuk fotosintesis dan pertumbuhan fitoplankton adalah cahaya biru. Absorbsi cahaya biru oleh
fitoplankton lebih efektif dibandingkan cahaya hijau, oleh karena itu rata-rata kecepatan proses fotosintesis dan pertumbuhan fitoplankton lebih tinggi pada
spektrum cahaya tersebut Wallen and Geenn, 1971 in Yentsch, 1974. Penentuan distribusi klorofil diperoleh dengan menggunakan sensor
karakteristik Ocean Color yaitu daerah tampak sinar biru dan sinar hijau. Sinar hijau yang dipantulkan dari permukaan laut membawa informasi mengenai
konsentrasi klorofil yang dideteksi oleh sensor. Semakin banyak sinar hijau yang diterima sensor, maka semakin banyak pula kandungan klorofil tersebut Suriadi
dan Siswanto, 2004.
2.4. Warna, Panjang Gelombang, dan Fluorescence
Panjang gelombang yang berbeda-beda diinterpretasikan oleh otak manusia sebagai warna, dengan merah adalah panjang gelombang terpanjang
hingga violet dengan panjang gelombang terpendek. Cahaya dengan frekuensi di bawah 400 nm tidak dapat dilihat oleh mata manusia dan disebut ultraviolet pada
batas frekuensi tinggi serta inframerah pada batas frekuensi rendah.
13
Antara obyek dan tenaga terjadi interaksi. Ada lima bentuk interaksi yaitu transmisi, serapan, pantulan, hamburan, dan pancaran. Transmisi merupakan
tenaga menembus obyek dengan mengalami perubahan kecepatan sesuai dengan indeks pembiasan antara dua obyek yang bersangkutan. Tenaga dalam bentuk
panas maupun sinar dapat diserap oleh benda. Tenaga pantulan yaitu tenaga yang dipantulkan oleh benda dengan sudut datang sebesar sudut pantulnya, tanpa
mengalami perubahan kecepatan. Hamburan yaitu pantulan yang bersifat acak. Tenaga pancaran sebenarnya berupa tenaga serapan yang kemudian dipancarkan
oleh benda penyerapnya. Tenaga elektromagnetik berupa sinar, interaksinya dengan benda terjadi
dalam bentuk serapan dan pantulan. Bila sinar banyak diserap, maka yang dipantulkan hanya sedikit dan sebaliknya. Transmisi terjadi pada air jernih bagi
panjang gelombang tertentu. Hamburan terjadi pada obyek yang berbentuk tidak beraturan atau tidak datar Sutanto, 1987.
Pembentukan warna dapat berupa proses aditif dan substraktif. Pada proses aditif, pembentukan warna dilakukan dengan memadukan warna aditif
primer yaitu warna biru, hijau, dan merah Red, Green, Blue RGB. Pembentukan warna dengan proses substraktif dilakukan dengan memadukan
warna substraktif primer, yaitu warna kuning, cyan, dan magenta Lillesand dan Kiefer, 1979.
Penguraian sinar dilakukan menggunakan filter. Filter yang berwarna merah jika dipasang pada sinar putih akan menyerap saluran biru dan saluran
hijau sehingga hanya saluran merah saja yang diteruskan sehingga sinar itu tampak berwarna merah.
14
Cahaya matahari yang sampai ke permukaan air terdiri dari suatu spektrum berbagai gelombang cahaya yang diukur dengan satuan nanometer nm.
Spektrum cahaya ini mencakup semua warna yang dapat dilihat yakni warna ungu sampai merah 400 – 700 nm. Komponen merah dan ungu diserap setelah
gelombang menembus permukaan air. Komponen hijau dan biru diabsorbsi lebih lambat sehingga dapat menembus air lebih dalam Nybakken, 1992.
Sinar merah dan ungu akan diabsorbsi sampai kedalaman tertentu, tetapi sinar biru dapat mencapai kedalaman yang lebih dibandingkan dengan merah dan
ungu. Panjang gelombang akan berkurang intensitasnya seiring dengan bertambahnya kedalaman. Kedalaman yang dicapai oleh cahaya dengan intensitas
tertentu merupakan fungsi dari kecerahan air dan absorbsi berbagai panjang gelombang sebagai komponen cahaya Nybakken, 1992.
Daya tembus sinar terhadap air tergantung pada daya serap air terhadap sinar yang mengenainya. Semakin besar daya serapnya, semakin kecil
kemungkinan sinar untuk menembus air tersebut. Daya serap air yang terkecil berada pada kisaran panjang gelombang 400 – 600 nm sehingga dapat digunakan
untuk penginderaan dasar perairan yang dangkal. Pada perairan yang dangkal, sinar biru memiliki daya tembus yang besar terhadap air, selain itu juga
mengalami hamburan yang besar sehingga tidak banyak sinar pantulan yang dapat mencapai kamera Lilesand dan Kiefer, 1979.
Sinar merah memiliki daya tembus yang lebih kecil. Bila digunakan saluran merah, daya tembusnya terhadap air jernih hanya beberapa meter saja.
Bila digunakan seluruh spektrum tampak maka ia akan diserap oleh air setelah mencapai kedalaman 2 m. Apabila digunakan saluran inframerah dekat, sinar
15
telah diserap pada jarak hanya beberapa desimeter sehingga ronanya tampak gelap. Untuk penginderaan dasar perairan dangkal saluran yang digunakan adalah
450 – 520 nm dan 520 – 600 nm Rehder, 1985. Salah satu teknik untuk deteksi fitoplankton di perairan adalah dengan
menggunakan efek fluorescence. Fluorescence adalah suatu proses dimana sebuah molekul setelah menyerap cahaya, menggunakan energi yang diterimanya
dengan mengeluarkan cahaya lagi dengan panjang gelombang yang lebih panjang Loudon, 2003. Fluorescence terjadi pada lingkungan dimana tidak ada cahaya
lain yang mempunyai panjang gelombang yang sama yang dapat menghasilkan sinyal juga. Grant 2000 menyatakan bahwa efek fluorescence dapat dirangsang
dengan menggunakan sinar ultraviolet UV. Ada tiga jenis sinar UV : 1. UV A, merupakan UV gelombang panjang, near-ultraviolet, black-light,atau
Wood’s light dengan panjang gelombang 320 – 420 nm. 2. UV B, merupakan UV gelombang sedang dengan panjang gelombang 280 –
320 nm. 3. UV C, merupakan UV gelombang pendek, far ultraviolet, germicidal UV
dengan panjang gelombang 180 – 280 nm. Foton di wilayah UV yang tidak tampak oleh mata manusia memiliki
energi yang lebih tinggi daripada dalam sinar tampak. Oleh karena itu jika sebuah foton ultraviolet diserap oleh suatu atom, elektron terluar dapat terpancar ke
tingkatan yang lebih tinggi. Elektron akan kembali ke tingkatan awal bersamaan dengan emisi foton yang berada dalam wilayah tampak Finkenthal, 1996.
Menurut Davidson 2005 puncak intensitas emisi atau absorbsi fenomena pendaran fluor biasanya lebih rendah pada panjang gelombang dan jaraknya
16
daripada puncak eksitasinya. Kurva spektral emisinya sering terlihat seperti cerminan dari kurva eksitasi, tetapi ditekan menuju perpanjangan gelombangnya,
seperti yang digambarkan pada Gambar 5 dengan menggunakan alat pengukur absorbsi dan spectral Alexa Fluor 555.
Gambar 5. Kurva spektral emisi dan absorbsi pada sinar tampak dan emisi fluorescence Davidson, 2005
Deviana 2007 menyatakan bahwa lampu akuarium memiliki emisi pada warna merah 600-700 nm, hijau 500-600 nm, biru 400-500 nm dan
ultraviolet 400 nm dengan emisi tertinggi pada warna merah. Pada lampu nyamuk, panjang gelombang yang diemisikan didominasi pada panjang
gelombang spektrum warna biru 400-500 nm. Selain warna biru, lampu ini juga mengemisikan spektrum warna hijau 500-600 nm dan ultraviolet 400 nm.
Berbeda dengan kedua jenis lampu tadi, lampu fluorescence hanya mengemisikan satu spektrum gelombang, yakni spektrum ultraviolet 400 nm.
Lampu akuarium berpengaruh terbesar pada kanal merah, sedangkan lampu nyamuk dan lampu fluorescence pada kanal biru. Dari ketiga lampu, yang
17
memungkinkan untuk memicu fenomena fluorescence adalah lampu nyamuk dan fluorescence.
Merizawati 2008 menyatakan bahwa kelimpahan Chlorella sp. berpengaruh terhadap sinar hijau dan hubungannya tidak erat Gambar 6b.
a
b
c Gambar 6. Kurva sebaran kelimpahan Chlorella sp. terhadap frekuensi
kejadian sinar a merah, b hijau, dan c biru Merizawati, 2008
18
Kelimpahan Chlorella sp. memiliki hubungan yang sangat erat dengan sinar merah dan biru sehingga semakin tinggi kelimpahan Chlorella sp. semakin
besar sinar merah dan biru yang dipantulkan Gambar 6a dan c. Chlorella sp. memantulkan dengan baik sinar biru sehingga hanya sedikit yang dapat diserap
oleh permukaan. Dalam bidang akustik perikanan menggunakan energi gelombang suara
yang ditransmisikan ke dalam perairan untuk mendeteksi prilaku atau keberadaan organisme di perairan tersebut. Susunan dan jarak antar partikel berpengaruh
terhadap penyerapan dan pemantulan energi gelombang suara yang ditransmisikan ke dalam perairan. Energi gelombang suara akan makin efektif dipantulkan saat
susunan partikelnya acak. Pada pendeteksian fitoplankton dengan sistem akustik, peningkatan kelimpahan fitoplankton menyebabkan pantulan energi yang diterima
sensor akustik semakin banyak. Peningkatan terjadi secara eksponensial sejalan dengan peningkatan kelimpahan fitoplankton sampai mencapai kestabilan
Simmonds dan Maclennan, 1992. Prinsip pemantulan cahaya tidak jauh berbeda dengan prinsip pemantulan
pada energi gelombang suara. Jarak antar partikel akan mempengaruhi pemantulan intensitas cahaya. Merizawati 2008 menganalisis bagaimana jarak
antar partikel mempengaruhi pemantulan intensitas sinar merah, hijau dan biru. Jarak antar partikel berpengaruh terhadap sinar merah dan biru Gambar 7a dan
c, tetapi tidak terlalu berpengaruh terhadap sinar hijau Gambar 7c karena susunan partikelnya tidak beraturan. Jarak antar partikel yang sempit akan
meningkatkan daya pantul terhadap sinar dan sebaliknya. Sinar merah, hijau, dan biru saling berpengaruh terhadap kelimpahan Chlorella sp. Pertambahan jumlah
19
kelimpahan Chlorella sp. berpengaruh terhadap tingginya nilai intensitas sinar merah dan biru Merizawati, 2008.
a
b
c Gambar 7. Kurva hubungan jarak antar sel Chlorella sp. terhadap sinar a
merah, b hijau, dan c biru Merizawati, 2008
3. BAHAN DAN METODE
