Sistem Perairan Tawar dan Laut
SIFAT FISIKA, KIMIA, DAN BIOLOGI SISTEM PERAIRAN
AIRTAWAR DAN AIR LAUT
1. Air Tawar
1. 1 Sifat Fisika Air Tawar
1) Warna, Bau, dan Rasa Air Tawar (Effect of Sediment)
Air tawar pada umumnya tidak berwarna, sehingga tampak bersih,
bening dan jernih. Tetapi pada beberapa jenis air tawar juga bisa memperlihatkan
warna yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena sedimen (bebatuan) dan
organisme yang hidup di dalamnya. Air permukaan dan air sumur pada umumnya
mengandung bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca, dan Fe. Air yang
mengandung komponen-komponen tersebut dalam jumlah tinggi disebut air
sadah. Walaupun bahan-bahan tersuspensi dan bakteri mungkin telah dihilangkan
dari air tersebut, namun demikian air minum dimungkinkan masih mengandung
komponen-komponen terlarut. Pada dasarnya air murni tidak enak untuk
diminum karena beberapa bahan yang terlarut dapat memberikan rasa yang
spesifik terhadap air minum. Oleh karena itu, air minum yang lazim
diperdagangkan bukan merupakan air murni. Jadi air yang tidak tercemar,
merupakan air yang tidak mengandung bahan-bahan asing tertentu dalam jumlah
melebihi batas yang ditetapkan sehingga air tersebut dapat digunakan secara
normal untuk berbagai keperluan. Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan
air tidak dapat digunakan secara normal disebut dengan polusi/pencemaran.
Kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi, maka batasan-batasan
pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda. Warna air pada dasarnya
dibedakan menjadi warna sejati (true color) yang disebabkan oleh bahan-bahan
terlarut, dan warna semu (apparent color), yang selain disebabkan oleh adanya
bahan-bahan terlarut juga karena adanya bahan-bahan terlarut juga karena adanya
bahan-bahan tersuspensi, seperti yang bersifat koloid. Air yang normal pada
dasarnya tidak mempunyai rasa. Timbulnya rasa pada air lingkungan (kecuali air
laut yang mempunyai rasa asin) merupakan indikasi kuat bahwa air telah
tercemar. Rasa yang menyimpang tersebut biasanya disebabkan oleh adanya
polusi, dan rasa yang menyimpang tersebut biasanya dihubungkan dengan
baunya karena pengujian terhadap rasa air jarang dilakukan.
2) Kenaikan suhu air (Raising of Temperature)
Air menstabilkan suhu udara dengan menyerap panas dari udara yang
lebih hangat dan kemudian melepaskannya keudara yang lebih dingin. Air cukup
efektif sebagai penyimpan panas karena dapat menyerap dan melepaskan panas
dalam jumlah besar, dengan hanya mengalami sedikit perubahan suhu. Proses
suatu industry pada umumnya menimbulkan panas. Untuk menormalkan suhu
biasanya digunakan air sebagai pendinginnanya. Suhu air sungai yang relative
tinggi dapat ditandai seperti munculnya ikan dan hewan air lainnya kepermukaan
untuk mendapatkan oksigen.
1. 2 Sifat Kimia Air Tawar
Di samping sifat-sifat fisiknya, sifat-sifat kimia air juga sangat sesuai
untuk kehidupan. Di antara sifat-sifat kimia air, yang terutama adalah bahwa air
merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam air.
Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam)
disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah
tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat
"hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat
tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya
intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu
menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut
tidak larut dan akan mengendap dalam air Konsekuensi yang sangat penting dari
sifat kimia ini adalah mineral- mineral dan zat-zat yang berguna yang terkandung
tanah terlarut dalam air dan dibawa ke laut oleh sungai. Diperkirakan lima milyar
ton zat dibawa ke sungai setiap tahun. Zat-zat tersebut penting bagi kehidupan
laut. Air juga mempercepat (mengkatalisis) hampir semua reaksi kimia yang
diketahui. Sifat kimia air yang penting lainnya adalah reaktivitas kimianya ada
pada tingkat yang ideal. Air tidak terlalu reaktif yang membuatnya berpotensi
merusak (seperti asam sulfat) dan tidak juga terlalu
lamban (seperti argon yang tidak bereaksi kimia). Mengutip Michael Denton:
“Tampaknya, seperti semua sifatnya yang lain, reaktivitas air ideal baik bagi
peran biologis maupun geologisnya.”
1. 3 Sifat Biologi Air Tawar
Sifat biologi air yang paling penting di perhatikan adalah jasad-jasad hidup
di perairan tersebut, baik hewan/ tumbuhan tingkat tinggi maupun jasad retnik.
Dengan memperhatikan makluk hidup yang ada pada perairan tersebut secara
tidak langsung kita dapat menilai kesuburan air. Makin beraneka ragam makluk
hidup yang ada, maka makin suburlah perairan itu.
2.
Air Laut
2. 1 Sifat Fisika Air Laut
A. SALINITAS AIR LAUT
NAMA UNSUR % jumlah berat seluruh gram AIR LAUT AIR SUNGAI
Klorida 55,04 5,68
Natrium 30,61 5,79
Sulfat 7,68 12,14
Magnesium 3,69 3,41
Kalsium 1,16 20,29
Kalium 1,10 2,12
Bikarbonat 0,41 Karbonat - 35,15
Brom 0,19 Asam borak 0,07 Strontium 0,04 Flour 0,00 Silika - 11,67
Oksida - 2,75
Nitrat - 0,90
Air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan
organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman
mempengaruhi sifat fisis air laut (seperti: densitas, kompresibilitas, titik beku, dan
temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat, tetapi tidak
menentukannya. Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh
secara signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah
garam di laut (salinitas) adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan
osmosis.
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.
S (o/oo) = 1.80655 Cl (o/oo) (1969) .
B. DENSITAS AIR LAUT
Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari
dinamika laut. Perbedaan densitas yang kecil secara horisontal (misalnya akibat
perbedaan pemanasan di permukaan) dapat menghasilkan arus laut yang sangat
kuat. Oleh karena itu penentuan densitas merupakan hal yang sangat penting
dalam oseanografi. Lambang yang digunakan untuk menyatakan densitas adalah ρ
(rho).
Densitas air laut bergantung pada temperatur (T), salinitas (S) dan tekanan (p).
Kebergantungan ini dikenal sebagai persamaan keadaan air laut (Equation of State
of Sea Water):
ρ = ρ(T,S,p)
Penentuan dasar pertama dalam membuat persamaan di atas dilakukan oleh
Knudsen dan Ekman pada tahun 1902. Pada persamaan mereka, ρ dinyatakan
dalam g cm-3. Penentuan dasar yang baru didasarkan pada data tekanan dan
salinitas dengan kisaran
yang lebih besar,
menghasilkan persamaan densitas baru yang dikenal sebagai Persamaan Keadaan
Internasional (The International Equation of State, 1980). Persamaan ini
menggunakan temperatur dalam oC, salinitas dari Skala Salinitas Praktis dan
tekanan dalam dbar (1 dbar = 10.000 pascal = 10.000 N m-2). Densitas dalam
persamaan ini dinyatakan dalam kg m-3. Jadi, densitas dengan harga 1,025 g cm-3
dalam rumusan yang lama sama dengan densitas dengan harga 1025 kg m-3
dalam Persamaan Keadaan Internasional.
Densitas bertambah dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya
temperatur, kecuali pada temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air
laut terletak pada kisaran 1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3.
Para oseanografer biasanya menggunakan lambang σt (huruf Yunani sigma
dengan subskrip t, dan dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana
σt = ρ - 1000 dan biasanya tidak menggunakan satuan (seharusnya menggunakan
satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata air laut adalah σt = 25. Aturan
praktis yang dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σt
berubah dengan nilai yang sama jika T berubah 1oC, S 0,1, dan p yang sebanding
dengan perubahan kedalaman 50 m.
Densitas maksimum terjadi di atas titik beku untuk salinitas di bawah 24,7
dan di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya
ko
nveksi panas.
• S < 24.7 : air menjadi dingin hingga dicapai densitas maksimum, kemudian jika
air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas maksimum telah terlewati)
pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran akibat angin (wind mixed layer)
saja, dimana akhirnya terjadi pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih
dalam akan dipenuhi oleh air dengan densitas maksimum. • S > 24.7 : konveksi
selalu terjadi di keseluruhan badan air. Pendinginan diperlambat akibat adanya
sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini
terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.
Seperti halnya pada temperatur, pada densitas juga dikenal parameter densitas
potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara
adiabatis ke level tekanan refere.
2. 2 Sifat Kimia Air Laut
Mula-mula diperkirakan bahwa zat-zat kimia yang menyebabkan air laut asin
berasal dari darat yang dibawa oleh sungai-sungai yang mengalir ke laut, entah itu
dari pengikisan batu-batuan darat, dari tanah longsor, dari air hujan atau dari
gejala alam lainnya, yang terbawa oleh air sungai ke laut. Jika hal ini benar
tentunya susunan kimiawi air sungai tidak akan berbeda dengan susunan kimiawi
air laut. Namun tabel 2 menunjukkan bahwa ada perbedaan besar dalam susunan
kimiawi kedua macam air tersebut. Jadi dugaan itu tidak benar. Lalu dari mana
sebenarnya asal garam-garam tersebut.
Menurut teori, zat-zat garam tersebut berasal dari dalam dasar laut melalui
proses outgassing, yakni rembesan dari kulit bumi di dasar laut yang berbentuk
gas ke permukaan dasar laut. Bersama gas-gas ini, terlarut pula hasil kikisan kerak
bumi dan bersama-sama garam-garam ini merembes pula air, semua dalam
perbandingan yang tetap sehingga terbentuk garam di laut. Kadar garam ini tetap
tidak berubah sepanjang masa. Artinya kita tidak menjumpai bahwa air laut makin
lama makin asin.
Zat-zat yang terlarut yang membentuk garam, yang kadarnya diukur dengan
istilah salinitas dapat dibagi menjadi empat kelompok, yakni:
1. Konstituen utama : Cl, Na, SO4, dan Mg.
2. Gas terlarut : CO2, N2, dan O2.
3. Unsur Hara : Si, N, dan P.
4. Unsur Runut : I, Fe, Mn, Pb, dan Hg.
Konstituen utama merupakan 99,7% dari seluruh zat terlarut dalam air
laut, sedangkan sisanya 0,3% terdiri dari ketiga kelompok zat lainnya. Akan tetapi
meskipun kelompok zat terakhir ini sangat kecil persentasenya, mereka banyak
menentukan kehidupan di laut. Sebaliknya kepekatan zat-zat ini banyak
ditentukan oleh aktivitas kehidupan di laut.
Selain zat-zat terlarut ini, air juga mengandung butiran-butiran halus
dalam suspense. Sebagian dari zat ini akhirnya terlarut, sebagian lagi mengendap
ke dasar laut dan sisanya diurai oleh bakteri menjadi zat-zat hara yang
dimanfaatkan tumbuhan untuk fotosintesis.
Air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan
organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman
mempengaruhi sifat fisis air laut (seperti: densitas, kompresibilitas, titik beku, dan
temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat, tetapi tidak
menentukannya. Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh
secara signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah
garam di laut (salinitas) adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan
osmosis.
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.
2. 3 Sifat Biolog Air Laut
Laut, seperti halnya daratan, dihuni oleh biota yakni tumbuh-tumbuhan,
hewan dan mikroorganisme hidup. Jumlah dan keanekaragaman jenis biota yang
hidup di laut sangat berlimpah. Biota laut hampir menghuni semua bagian laut,
mulai dari pantai, permukaan laut sampai dasar laut yang terjeluk sekalipun
(Romimohtarto dan Juwana, 2001).
Di laut terdapat berbagai macam organisme mulai dari yang berupa jasadjasad hidup bersel satu yang sangat kecil sampai yang berupa jasad-jasad hidup
yang berukuran sangat besar seperti ikan paus. Sebagian besar wilayah perairan
terdapat banyak jenis biota laut yang saling berinteraksi, tetapi di beberapa
wilayah perairan yang lain hanya terdapat beberapa jenis biota laut yang hidup
dan berinteraksi karena kendala makanan dan kondisi lingkungan .Faktor biologi
lingkungan laut merupakan parameter dari mahluk hidup yang menjadi faktor
penting dalam komponen penyusun ekosistem laut. Parameter biologi dapat
berupa phytoplankton, zooplankton, benthos, nekton, bakteri, dan virus. Dari
berbagai jenis organisme tersebut ada yang berlaku sebagai produsen, konsumen,
dan pengurai (detritus).
Keberadaan masing-masing organisme dalam lingkungan laut dapat
memberikan informasi kualitas lingkungan di mana biota tersebut hidup. Semakin
beraneka jenis biota dan jumlah yang banyak ditemukan dalam perairan dapat
mengindikasikan bahwa kualitas lingkungan tersebut masih baik. Peranan dan
kedudukan masing-masing organisme di laut digambarkan dalam piramida
makanan di laut. Dasar piramida ditempati oleh organisme produser atau
organisme autotrop yang mampu merubah bahan anorganik menjadi bahan
organik dengan memanfaatkan energi matahari. Energi matahari dimanfaatkan
oleh organisme autotroph untuk membentuk bahan organik yang akan
dimanfaatkan oleh organisme herbivora. Fitoplankton merupakan organisme
autotroph utama dalam kehidupan di laut. Melalui proses fotosisntesis yang
dilakukannya, fitoplankton mampu menjadi sumber energi bagi seluruh biota laut
lewat mekanisme rantai makanan. Walaupun memiliki ukuran yang kecil namun
memiliki jumlah yang tinggi sehingga mampu menjadi pondasi dalam piramida
makanan di laut. Di samping menjadi makanan utama ikan, tumpukan bangkai
plankton di laut dangkal juga merupakan bahan dasar bagi terbentuknya mineralmineral laut. Lain halnya dengan bentos dan nekton, dimana organisme-organisme
ini merupakan hewan heterotrof yang tidak dapat memproduksi makanan sendiri
sehingga membutuhkan kehadiran organisme lain dalam memenuhi kebutuhan
hidupnya. Namun keberadaan benthos dan nekton di lingkungan laut dapat
mengontrol kualitas perairan (mencegah terjadinya blooming algae) Benthos
merupakan hewan air laut yang hidupnya di dasar laut seperti jenis kekerangan.
Tubuh bentos banyak mengandung mineral kapur. Batu-batu karang yang biasa
kita lihat di pantai merupakan sisa-sisa rumah atau kerangka benthos. Sedangkan
nekton merupakan hewan air yang aktif bergerak dalam melakukan aktivitas
kehidupan sehari-harinya seperti jenis ikan dan ampibi laut. Satu lagi organisme
yang sangat berperan dalam pembemtukan ekosistem lautan yaitu organisme
pengurai (dekomposer) seperti jenis bakteri dan jamur. Peranan mereka sangat
vital dalam mengatur ekosistem di lautan, karena dengan kehadirannya, bahanbahan organik dan anorganik dilautan dapat diuraikan menjadi unsur-unsur hara
(nutrien) yang dapat dimanfaatkan oleh organisme autotrof (fitoplankton) untuk
melakukan proses fotosintesis.
Melihat berbagai macam ulasan mengenai faktor-faktor pembentuk dan sekaligus
penyebab terjadi perubahan di lingkungan laut maka dapat diambil kesimpulan
bahwa fakor yang menyebabkan terjadinya perubahan tersebut terdiri atas faktor
fisika, kimia, dan biologi lingkungan laut. Faktor fisika meliputi temperatur atau
sahu perairan laut, kecerahan/kekeruhan (tingkat penetrasi cahaya), kecepatan
arus, gelombang dan daerah pasang surut air laut. Kemudian faktor kimia meliputi
salinitas, oksigen terlarut (DO), derajat keasaman (pH), dan beberapa unsur hara
(nutrien). Sedangkan faktor biologi meliputi produsen (fitoplankton dan ganggang
laut lainnya), konsumen (zooplankton, benthos, dan nekton) dan dekomposer
(bakteri dan jamur). Masing-masing faktor tersebut memiliki keterkaitan
hubungan timbal balik antara yang satu dengan yang lainnya sehingga membentuk
suatu lingkungan perairan laut (ekosistem lautan).
AIRTAWAR DAN AIR LAUT
1. Air Tawar
1. 1 Sifat Fisika Air Tawar
1) Warna, Bau, dan Rasa Air Tawar (Effect of Sediment)
Air tawar pada umumnya tidak berwarna, sehingga tampak bersih,
bening dan jernih. Tetapi pada beberapa jenis air tawar juga bisa memperlihatkan
warna yang berbeda-beda. Hal ini disebabkan karena sedimen (bebatuan) dan
organisme yang hidup di dalamnya. Air permukaan dan air sumur pada umumnya
mengandung bahan-bahan metal terlarut seperti Na, Mg, Ca, dan Fe. Air yang
mengandung komponen-komponen tersebut dalam jumlah tinggi disebut air
sadah. Walaupun bahan-bahan tersuspensi dan bakteri mungkin telah dihilangkan
dari air tersebut, namun demikian air minum dimungkinkan masih mengandung
komponen-komponen terlarut. Pada dasarnya air murni tidak enak untuk
diminum karena beberapa bahan yang terlarut dapat memberikan rasa yang
spesifik terhadap air minum. Oleh karena itu, air minum yang lazim
diperdagangkan bukan merupakan air murni. Jadi air yang tidak tercemar,
merupakan air yang tidak mengandung bahan-bahan asing tertentu dalam jumlah
melebihi batas yang ditetapkan sehingga air tersebut dapat digunakan secara
normal untuk berbagai keperluan. Adanya benda-benda asing yang mengakibatkan
air tidak dapat digunakan secara normal disebut dengan polusi/pencemaran.
Kebutuhan makhluk hidup akan air sangat bervariasi, maka batasan-batasan
pencemaran untuk berbagai jenis air juga berbeda. Warna air pada dasarnya
dibedakan menjadi warna sejati (true color) yang disebabkan oleh bahan-bahan
terlarut, dan warna semu (apparent color), yang selain disebabkan oleh adanya
bahan-bahan terlarut juga karena adanya bahan-bahan terlarut juga karena adanya
bahan-bahan tersuspensi, seperti yang bersifat koloid. Air yang normal pada
dasarnya tidak mempunyai rasa. Timbulnya rasa pada air lingkungan (kecuali air
laut yang mempunyai rasa asin) merupakan indikasi kuat bahwa air telah
tercemar. Rasa yang menyimpang tersebut biasanya disebabkan oleh adanya
polusi, dan rasa yang menyimpang tersebut biasanya dihubungkan dengan
baunya karena pengujian terhadap rasa air jarang dilakukan.
2) Kenaikan suhu air (Raising of Temperature)
Air menstabilkan suhu udara dengan menyerap panas dari udara yang
lebih hangat dan kemudian melepaskannya keudara yang lebih dingin. Air cukup
efektif sebagai penyimpan panas karena dapat menyerap dan melepaskan panas
dalam jumlah besar, dengan hanya mengalami sedikit perubahan suhu. Proses
suatu industry pada umumnya menimbulkan panas. Untuk menormalkan suhu
biasanya digunakan air sebagai pendinginnanya. Suhu air sungai yang relative
tinggi dapat ditandai seperti munculnya ikan dan hewan air lainnya kepermukaan
untuk mendapatkan oksigen.
1. 2 Sifat Kimia Air Tawar
Di samping sifat-sifat fisiknya, sifat-sifat kimia air juga sangat sesuai
untuk kehidupan. Di antara sifat-sifat kimia air, yang terutama adalah bahwa air
merupakan pelarut yang baik: Hampir semua zat kimia bisa dilarutkan dalam air.
Zat-zat yang bercampur dan larut dengan baik dalam air (misalnya garam-garam)
disebut sebagai zat-zat "hidrofilik" (pencinta air), dan zat-zat yang tidak mudah
tercampur dengan air (misalnya lemak dan minyak), disebut sebagai zat-zat
"hidrofobik" (takut-air). Kelarutan suatu zat dalam air ditentukan oleh dapat
tidaknya zat tersebut menandingi kekuatan gaya tarik-menarik listrik (gaya
intermolekul dipol-dipol) antara molekul-molekul air. Jika suatu zat tidak mampu
menandingi gaya tarik-menarik antar molekul air, molekul-molekul zat tersebut
tidak larut dan akan mengendap dalam air Konsekuensi yang sangat penting dari
sifat kimia ini adalah mineral- mineral dan zat-zat yang berguna yang terkandung
tanah terlarut dalam air dan dibawa ke laut oleh sungai. Diperkirakan lima milyar
ton zat dibawa ke sungai setiap tahun. Zat-zat tersebut penting bagi kehidupan
laut. Air juga mempercepat (mengkatalisis) hampir semua reaksi kimia yang
diketahui. Sifat kimia air yang penting lainnya adalah reaktivitas kimianya ada
pada tingkat yang ideal. Air tidak terlalu reaktif yang membuatnya berpotensi
merusak (seperti asam sulfat) dan tidak juga terlalu
lamban (seperti argon yang tidak bereaksi kimia). Mengutip Michael Denton:
“Tampaknya, seperti semua sifatnya yang lain, reaktivitas air ideal baik bagi
peran biologis maupun geologisnya.”
1. 3 Sifat Biologi Air Tawar
Sifat biologi air yang paling penting di perhatikan adalah jasad-jasad hidup
di perairan tersebut, baik hewan/ tumbuhan tingkat tinggi maupun jasad retnik.
Dengan memperhatikan makluk hidup yang ada pada perairan tersebut secara
tidak langsung kita dapat menilai kesuburan air. Makin beraneka ragam makluk
hidup yang ada, maka makin suburlah perairan itu.
2.
Air Laut
2. 1 Sifat Fisika Air Laut
A. SALINITAS AIR LAUT
NAMA UNSUR % jumlah berat seluruh gram AIR LAUT AIR SUNGAI
Klorida 55,04 5,68
Natrium 30,61 5,79
Sulfat 7,68 12,14
Magnesium 3,69 3,41
Kalsium 1,16 20,29
Kalium 1,10 2,12
Bikarbonat 0,41 Karbonat - 35,15
Brom 0,19 Asam borak 0,07 Strontium 0,04 Flour 0,00 Silika - 11,67
Oksida - 2,75
Nitrat - 0,90
Air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan
organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman
mempengaruhi sifat fisis air laut (seperti: densitas, kompresibilitas, titik beku, dan
temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat, tetapi tidak
menentukannya. Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh
secara signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah
garam di laut (salinitas) adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan
osmosis.
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.
S (o/oo) = 1.80655 Cl (o/oo) (1969) .
B. DENSITAS AIR LAUT
Densitas merupakan salah satu parameter terpenting dalam mempelajari
dinamika laut. Perbedaan densitas yang kecil secara horisontal (misalnya akibat
perbedaan pemanasan di permukaan) dapat menghasilkan arus laut yang sangat
kuat. Oleh karena itu penentuan densitas merupakan hal yang sangat penting
dalam oseanografi. Lambang yang digunakan untuk menyatakan densitas adalah ρ
(rho).
Densitas air laut bergantung pada temperatur (T), salinitas (S) dan tekanan (p).
Kebergantungan ini dikenal sebagai persamaan keadaan air laut (Equation of State
of Sea Water):
ρ = ρ(T,S,p)
Penentuan dasar pertama dalam membuat persamaan di atas dilakukan oleh
Knudsen dan Ekman pada tahun 1902. Pada persamaan mereka, ρ dinyatakan
dalam g cm-3. Penentuan dasar yang baru didasarkan pada data tekanan dan
salinitas dengan kisaran
yang lebih besar,
menghasilkan persamaan densitas baru yang dikenal sebagai Persamaan Keadaan
Internasional (The International Equation of State, 1980). Persamaan ini
menggunakan temperatur dalam oC, salinitas dari Skala Salinitas Praktis dan
tekanan dalam dbar (1 dbar = 10.000 pascal = 10.000 N m-2). Densitas dalam
persamaan ini dinyatakan dalam kg m-3. Jadi, densitas dengan harga 1,025 g cm-3
dalam rumusan yang lama sama dengan densitas dengan harga 1025 kg m-3
dalam Persamaan Keadaan Internasional.
Densitas bertambah dengan bertambahnya salinitas dan berkurangnya
temperatur, kecuali pada temperatur di bawah densitas maksimum. Densitas air
laut terletak pada kisaran 1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3.
Para oseanografer biasanya menggunakan lambang σt (huruf Yunani sigma
dengan subskrip t, dan dibaca sigma-t) untuk menyatakan densitas air laut. dimana
σt = ρ - 1000 dan biasanya tidak menggunakan satuan (seharusnya menggunakan
satuan yang sama dengan ρ). Densitas rata-rata air laut adalah σt = 25. Aturan
praktis yang dapat kita gunakan untuk menentukan perubahan densitas adalah: σt
berubah dengan nilai yang sama jika T berubah 1oC, S 0,1, dan p yang sebanding
dengan perubahan kedalaman 50 m.
Densitas maksimum terjadi di atas titik beku untuk salinitas di bawah 24,7
dan di bawah titik beku untuk salinitas di atas 24,7. Hal ini mengakibatkan adanya
ko
nveksi panas.
• S < 24.7 : air menjadi dingin hingga dicapai densitas maksimum, kemudian jika
air permukaan menjadi lebih ringan (ketika densitas maksimum telah terlewati)
pendinginan terjadi hanya pada lapisan campuran akibat angin (wind mixed layer)
saja, dimana akhirnya terjadi pembekuan. Di bagian kolam (basin) yang lebih
dalam akan dipenuhi oleh air dengan densitas maksimum. • S > 24.7 : konveksi
selalu terjadi di keseluruhan badan air. Pendinginan diperlambat akibat adanya
sejumlah besar energi panas (heat) yang tersimpan di dalam badan air. Hal ini
terjadi karena air mencapai titik bekunya sebelum densitas maksimum tercapai.
Seperti halnya pada temperatur, pada densitas juga dikenal parameter densitas
potensial yang didefinisikan sebagai densitas parsel air laut yang dibawa secara
adiabatis ke level tekanan refere.
2. 2 Sifat Kimia Air Laut
Mula-mula diperkirakan bahwa zat-zat kimia yang menyebabkan air laut asin
berasal dari darat yang dibawa oleh sungai-sungai yang mengalir ke laut, entah itu
dari pengikisan batu-batuan darat, dari tanah longsor, dari air hujan atau dari
gejala alam lainnya, yang terbawa oleh air sungai ke laut. Jika hal ini benar
tentunya susunan kimiawi air sungai tidak akan berbeda dengan susunan kimiawi
air laut. Namun tabel 2 menunjukkan bahwa ada perbedaan besar dalam susunan
kimiawi kedua macam air tersebut. Jadi dugaan itu tidak benar. Lalu dari mana
sebenarnya asal garam-garam tersebut.
Menurut teori, zat-zat garam tersebut berasal dari dalam dasar laut melalui
proses outgassing, yakni rembesan dari kulit bumi di dasar laut yang berbentuk
gas ke permukaan dasar laut. Bersama gas-gas ini, terlarut pula hasil kikisan kerak
bumi dan bersama-sama garam-garam ini merembes pula air, semua dalam
perbandingan yang tetap sehingga terbentuk garam di laut. Kadar garam ini tetap
tidak berubah sepanjang masa. Artinya kita tidak menjumpai bahwa air laut makin
lama makin asin.
Zat-zat yang terlarut yang membentuk garam, yang kadarnya diukur dengan
istilah salinitas dapat dibagi menjadi empat kelompok, yakni:
1. Konstituen utama : Cl, Na, SO4, dan Mg.
2. Gas terlarut : CO2, N2, dan O2.
3. Unsur Hara : Si, N, dan P.
4. Unsur Runut : I, Fe, Mn, Pb, dan Hg.
Konstituen utama merupakan 99,7% dari seluruh zat terlarut dalam air
laut, sedangkan sisanya 0,3% terdiri dari ketiga kelompok zat lainnya. Akan tetapi
meskipun kelompok zat terakhir ini sangat kecil persentasenya, mereka banyak
menentukan kehidupan di laut. Sebaliknya kepekatan zat-zat ini banyak
ditentukan oleh aktivitas kehidupan di laut.
Selain zat-zat terlarut ini, air juga mengandung butiran-butiran halus
dalam suspense. Sebagian dari zat ini akhirnya terlarut, sebagian lagi mengendap
ke dasar laut dan sisanya diurai oleh bakteri menjadi zat-zat hara yang
dimanfaatkan tumbuhan untuk fotosintesis.
Air laut mengandung 3,5% garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan
organik dan partikel-partikel tak terlarut. Keberadaan garam-garaman
mempengaruhi sifat fisis air laut (seperti: densitas, kompresibilitas, titik beku, dan
temperatur dimana densitas menjadi maksimum) beberapa tingkat, tetapi tidak
menentukannya. Beberapa sifat (viskositas, daya serap cahaya) tidak terpengaruh
secara signifikan oleh salinitas. Dua sifat yang sangat ditentukan oleh jumlah
garam di laut (salinitas) adalah daya hantar listrik (konduktivitas) dan tekanan
osmosis.
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.
2. 3 Sifat Biolog Air Laut
Laut, seperti halnya daratan, dihuni oleh biota yakni tumbuh-tumbuhan,
hewan dan mikroorganisme hidup. Jumlah dan keanekaragaman jenis biota yang
hidup di laut sangat berlimpah. Biota laut hampir menghuni semua bagian laut,
mulai dari pantai, permukaan laut sampai dasar laut yang terjeluk sekalipun
(Romimohtarto dan Juwana, 2001).
Di laut terdapat berbagai macam organisme mulai dari yang berupa jasadjasad hidup bersel satu yang sangat kecil sampai yang berupa jasad-jasad hidup
yang berukuran sangat besar seperti ikan paus. Sebagian besar wilayah perairan
terdapat banyak jenis biota laut yang saling berinteraksi, tetapi di beberapa
wilayah perairan yang lain hanya terdapat beberapa jenis biota laut yang hidup
dan berinteraksi karena kendala makanan dan kondisi lingkungan .Faktor biologi
lingkungan laut merupakan parameter dari mahluk hidup yang menjadi faktor
penting dalam komponen penyusun ekosistem laut. Parameter biologi dapat
berupa phytoplankton, zooplankton, benthos, nekton, bakteri, dan virus. Dari
berbagai jenis organisme tersebut ada yang berlaku sebagai produsen, konsumen,
dan pengurai (detritus).
Keberadaan masing-masing organisme dalam lingkungan laut dapat
memberikan informasi kualitas lingkungan di mana biota tersebut hidup. Semakin
beraneka jenis biota dan jumlah yang banyak ditemukan dalam perairan dapat
mengindikasikan bahwa kualitas lingkungan tersebut masih baik. Peranan dan
kedudukan masing-masing organisme di laut digambarkan dalam piramida
makanan di laut. Dasar piramida ditempati oleh organisme produser atau
organisme autotrop yang mampu merubah bahan anorganik menjadi bahan
organik dengan memanfaatkan energi matahari. Energi matahari dimanfaatkan
oleh organisme autotroph untuk membentuk bahan organik yang akan
dimanfaatkan oleh organisme herbivora. Fitoplankton merupakan organisme
autotroph utama dalam kehidupan di laut. Melalui proses fotosisntesis yang
dilakukannya, fitoplankton mampu menjadi sumber energi bagi seluruh biota laut
lewat mekanisme rantai makanan. Walaupun memiliki ukuran yang kecil namun
memiliki jumlah yang tinggi sehingga mampu menjadi pondasi dalam piramida
makanan di laut. Di samping menjadi makanan utama ikan, tumpukan bangkai
plankton di laut dangkal juga merupakan bahan dasar bagi terbentuknya mineralmineral laut. Lain halnya dengan bentos dan nekton, dimana organisme-organisme
ini merupakan hewan heterotrof yang tidak dapat memproduksi makanan sendiri
sehingga membutuhkan kehadiran organisme lain dalam memenuhi kebutuhan
hidupnya. Namun keberadaan benthos dan nekton di lingkungan laut dapat
mengontrol kualitas perairan (mencegah terjadinya blooming algae) Benthos
merupakan hewan air laut yang hidupnya di dasar laut seperti jenis kekerangan.
Tubuh bentos banyak mengandung mineral kapur. Batu-batu karang yang biasa
kita lihat di pantai merupakan sisa-sisa rumah atau kerangka benthos. Sedangkan
nekton merupakan hewan air yang aktif bergerak dalam melakukan aktivitas
kehidupan sehari-harinya seperti jenis ikan dan ampibi laut. Satu lagi organisme
yang sangat berperan dalam pembemtukan ekosistem lautan yaitu organisme
pengurai (dekomposer) seperti jenis bakteri dan jamur. Peranan mereka sangat
vital dalam mengatur ekosistem di lautan, karena dengan kehadirannya, bahanbahan organik dan anorganik dilautan dapat diuraikan menjadi unsur-unsur hara
(nutrien) yang dapat dimanfaatkan oleh organisme autotrof (fitoplankton) untuk
melakukan proses fotosintesis.
Melihat berbagai macam ulasan mengenai faktor-faktor pembentuk dan sekaligus
penyebab terjadi perubahan di lingkungan laut maka dapat diambil kesimpulan
bahwa fakor yang menyebabkan terjadinya perubahan tersebut terdiri atas faktor
fisika, kimia, dan biologi lingkungan laut. Faktor fisika meliputi temperatur atau
sahu perairan laut, kecerahan/kekeruhan (tingkat penetrasi cahaya), kecepatan
arus, gelombang dan daerah pasang surut air laut. Kemudian faktor kimia meliputi
salinitas, oksigen terlarut (DO), derajat keasaman (pH), dan beberapa unsur hara
(nutrien). Sedangkan faktor biologi meliputi produsen (fitoplankton dan ganggang
laut lainnya), konsumen (zooplankton, benthos, dan nekton) dan dekomposer
(bakteri dan jamur). Masing-masing faktor tersebut memiliki keterkaitan
hubungan timbal balik antara yang satu dengan yang lainnya sehingga membentuk
suatu lingkungan perairan laut (ekosistem lautan).