Oleh : Wahyu D. & Ali Muchson
Lautan ternyata yang menyumbang sekitar 71% dari total luas permukaan bumi, mempunyai banyak sekali hal-hal yang belum banyak diketahui secara luas. Menurut National Geography perkiraan dari total jumlah air di permukaan bumi, 97%-nya ada di lautan. Lebih dari 80% dari keselurahan wilayah lautan belum sepenuhnya dipetakan.
Hal tersebut berkebalikan dengan besarnya luas wilayah bulan dan planet mars yang sudah terpetakan oleh manusia. Terdapat fenomena yang sebenarnya sudah ada sejak penciptaan bumi ini beserta seluruh kelengkapannya, tetapi sangat jarang untuk kita ketahui. Fenomena tersebut adalah Thermohaline Circulation yang ternyata mempunyai peranan sangat penting terhadap kelangsungan hidup beragam spesies yang ada di bumi.
Pada tahun 1751 seorang kapten sebuah kapal yang berasal dari Inggris pertama kali mencatatkan suhu laut dalam, kapten tersebut mendapatkan perbedaan suhu yang signifikan antara permukaan laut dengan suhu pada kedalaman tertentu dari permukaan laut. Nilai suhu yang rendah tercatat pada kedalaman yang cukup jauh dari permukaan laut.
Pada tahun 1797, seorang berkebangsaan Inggris bernama Benjamin Thompson memberikan penjelasan hasil penelitiannya tentang adanya arus laut bersuhu rendah yang bergerak menjauhi kutub menuju kearah Khatulistiwa, yang kemudian dikenal dengan istilah Thermohaline Curculation (THC).
Thermohaline Circulation adalah sebuah pergerakan arus lautan, yakni air laut bersuhu tinggi (hangat) akan bergerak dekat dengan permukaan menuju kearah kutub (utara/selatan) yang bersuhu rendah. Kemudian secara otomatis akan berubah menjadi dingin dan mempunyai kerapatan tinggi yang selanjutnya bergerak menuju arah equator. Temperatur (Thermo) dan Salinitas (Haline).
Sirkulasi yang terjadi pada lautan akibat dari perbedaan suhu (panas/dingin), kerapatan (kandungan garam/salinitas) dapat mempengaruhi pergerakan arus di dalam lautan. Hal tersebut dikenal dengan nama âThermohaline circulationâ.
Pola Sirkulasi di Lautan pada Umumnya Dibagi Menjadi Dua Bagian :
- Sirkulasi yang terjadi dikarenakan oleh pergerakan angin yang didominasi pada bagian atas permukaan sedalam hanya beberapa meter.
- Sirkulasi yang terjadi akibat adanya perbedaan kerapatan/kepadatan (ocean density) yang umunya berada pada bagian bawah dari permukaan.
Dari penjelasan sebelumnya, maka dapat dipahami bahwa semakin pekat kadar garam pada air laut, semakin tinggi nilai kerapatan/kepadan (density), sehingga lapisan air yang mempunyai nilai kepadatan tinggi tersebut akan turun.
Posisi dari lapisan air tersebut akan digantikan oleh lapisan air yang mempunyai kadar density rendah. Proses ini akan berlangsung secara berulang ulang. Kondisi air dengan suhu rendah pada umumnya mempunyai density yang lebih besar daripada air dengan suhu lebih tinggi. Ini sebagaimana digambarkan pada Figure 1 berikut :
Pengaruhnya terhadap Iklim
Thermohaline Circulation (THC) secara global memberikan efek terhadap kesetimbangan (equilibrium) suhu, yaitu THC membawa massa air hangat dari khatulistiwa menuju ke kutub, yang sebaliknya juga membawa massa air laut dalam yang kaya akan nutrient dan mineral yang dapat membantu pertumbuhan alga dan plankton.
Mengacu pada NOAA (National Centers for Coastal Ocean Science) bahwasannya kurang lebih separuh produksi oksigen bumi bersumber dari lautan, yaitu phytoplankton, kelp dan algal plankton melalui proses fotosintesis (National Geographic, n.d.).
THC mempunyai laju yang sangat lambat, sekitar beberapa centimeter per tahun, akan tetapi laju THC sangat berperan penting terhadap siklus distribusi karbon di lautan. Akibat efek pemanasan global (global warming), terdapat perlambatan laju yang cukup signifikan. sehingga maka berdampak serius terhadap perubahan iklim.
Perubahan tersebut menyebabkan terjadinya peningkatan suhu pada kutub (utara dan selatan) sehingga mengacaukan proses sirkulasi THC. Hal tersebut menyebabkan terjadinya perlambatan laju thermohaline dan berpotensi besar timbulnya fenomena cuaca ekstrem di beberapa wilayah.
Bappenas pada tahun 2010 merilis proyeksi kenaikan suhu air laut berdasarkan data dari NOAA yakni terjadi kenaikan suhu mencapai kenaikan 0.6-0.7 derajat Celcius pada tahun 2030. Kerusakan ekosistem laut akibat kenaikan suhu dapat terjadi, salah satunya adalah kerusakan terumbu karang (coral reef). Terumbu karang dapat bertahan hidup pada suhu sekitar 26-30 derajat celcius.
Fenomena El Nino dan La Nina yang terjadi akhir-akhir ini berpengaruh langsung terhadap produksi pangan dan abrasi pada garis pantai, serta kenaikan suhu berdampak langsung pada semakin cepatnya pencairan es di kutub sehingga secara langsung dapat meningkatkan laju kenaikan muka air laut.
Seperti yang diketahui bersama bahwasannya lautan mempunyai peranan sangat penting terhadap kondisi iklim di bumi. Menurut Marine Stewarship Council, yakni 83% dari sirkulasi karbon secara global (Global Carbon Cycle) berada di lautan. Dan juga menyerap 93% dari panas berlebih akibat efek rumah kaca yang terjadi.
Lautan berkontribusi terhadap keanekaragaman hayati yang menjadi tempat bernaung spesies laut antara 500 ribu sampai dengan 10 juta spesies. Menjaga ekosistem dari lautan sangatlah penting guna menunjang keberlanjutan dari kehidupan di planet bumi.
Kerusakan yang terjadi di lautan akan sangat berdampak langsung maupun tidak langsung terhadap kelangsungan kehidupan. Kerusakan yang terjadi di antaranya adalah peningkatan suhu secara berlebih akibat panas global. Tercatat gelombang panas yang terjadi di lautan telah meningkat lebih dari 50% pada 30 tahun terakhir.
Hal tersebut sangatlah berdampak terhadap biota laut, yakni peningkatan temperature secara massif dan perubahan kondisi menjadikan lingkungan dapat menimbulkan kematian pada sejumlah habitat dan spesies. Berdampak pula terhadap perubahan pola arus laut
Pengertian Kepadatan/Kerapatan (Density), Temperatur dan Salinitas (kandungan garam)
Apakah kerapatan/kepadatan itu? Kerapatan/kepadatan (density) adalah sebuah perbandingan antara seberapa banyak massa jenis terhadap satuan volume tertentu.
density=mass/volume, (atau dengan kalimat lain yakni density sama dengan massa dibagi volume)
Apabila terdapat penambahan bola-bola hijau pada box yang tidak mengalami perubahan volume maka akan terjadi peningkatan nilai kerapatan/kepadatan (density) seperti yang terjadi pada Box A dan Box B.
Sebaliknya apabila terjadi penambahan/peningkatan volume tanpa ada peningkatan massa jenis yang direpresentasikan oleh bola-bola hijau, maka nilai density akan turun seperti yang terjadi pada Box C. Sedangkan penambahan isi pada box juga dapat meningkatkan nilai density, seperti yang terjadi pada Box D.
Beberapa hal yang dapat mempengaruhi nilai kerapatan/kepadatan (density) pada air laut :
a. Kadar Garam/Salinitas (salinity)
Pada saat garam larut di air, maka kerapatan/massa jenis air akan meningkat. Dapat dilihat pada Figure 3, yakni terdapat penambahan bola-bola berwarna merah dan kubus-kubus berwarna biru pada Box D, hal tersebut menggambarkan kondisi bagaimana garam larut kedalam air yang mempunyai volume tetap.
Semakin besar kandungan garam yang larut ke dalam air laut, maka semakin tinggi nilai salinitas sehingga meningkatkan massa jenis air laut tersebut, yang pada akhirnya meningkat pula nilai kerapatan/kepadatannya (density).
b. Temperatur
Suhu/temperature dapat pula mempengaruhi kerapatan/kepadatan dari air laut, hal ini dilihat dari perbandingan pada Figure 3, yaitu terdapat perubahan volume dari Box A yang kemudian volume menjadi mengembang yang direpresentasikan oleh Box C. volume dapat mengembang seiring dengan peningkatan suhu, sehingga kepadatan/kerapatan menjadi turun.
Lapisan air laut
Air laut dapat membentuk lapisan-lapisan yang diakibatkan oleh perbedaan dari nilai salinitas dan perbedaan temperatur. Perbedaan tersebut kadangkala dapat dirasakan secara langsung pada saat berenang, yakni kadangkala kondisi di permukaan akan lebih hangat dibandingkan dengan kondisi beberapa meter di bawah permukaan.
Kerapatan/Kepadatan (Density) dan Gaya Angkat (Buoyancy)
Selain itu, dapat dipahami bahwasannya terdapat gaya gravitasi bumi yang mempunyai daya tarik vertical ke bawah yang berbanding lurus dengan massa jenis benda. Sedangkan gaya apung dapat menarik sebuah benda di dalam air ke arah atas vertical.
Hal ini telah dibuktikan oleh seorang filsuf di abad 3 SM yaitu Archimedes, yaitu volume air yang berpindah keluar dari bak mandi oleh sebab dari sebuah benda yang masuk adalah sama dengan nilai volume dari benda tersebut.
Sehingga nilai gaya apung di air adalah sama dengan berat dari air yang berpindah. Konsep tesebut dikenal dengan Hukum Archimedes, yang dikemudian hari menjelaskan bagaimana benda dapat terapung atau tenggelam.
Dari hal tersebut di atas, maka terdapat hubungan antara massa jenis benda di air dengan massa jenis air itu sendiri, yaitu :
- Apabila Density dari kubus merah lebih kecil dari air, maka gaya gravitasi akan lebih kecil dari gaya apung, sehingga obyek tersebut akan mengapung pada permukaan. (G>B)
- Apabila Density dari kubus merah sama dengan air, maka gaya gravitasi sama dengan gaya apung, sehingga obyek tersebut akan berada di dalam air tetapi tidak tenggelam. (G=B)
- Apabila Density dari kubus merah lebih besar dari air, maka gaya gravitasi akan lebih besar dari gaya apung, sehingga obyek tersebut kemungkinan besar akan tenggelam. (G<B)
*
Allah SWT telah menciptakan panet bumi ini dengan segala kelengkapannya, seperti daratan gunung, lembah, hutan, sungai, dan lain-lain beserta tata laksana ekosistemnya. Tak lain, semuanya ditujukan untuk keperluan manusia, agar dapat diolah dan dimanfaatkan dengan sebaik-baiknya untuk kesejahteraan mereka. Namun, apa yang terjadi? Kerusakan lingkungan hidup.
Kerusakan lingkungan hidup akibat ulah manusia lebih banyak dibanding kerusakan akibat faktor alam. Ini dipicu oleh aktivitas manusia yang tidak ramah lingkungan. Contohnya perusakan terumbu karang, penebangan dan atau pembakaran hutan, buang sampah ke sungai atau laut, dan lain-lain. Padahal lingkungan hidup merupakan tempat tinggal manusia serta makhluk hidup lainnya.
Melalui Al-Qurâan Surat Ar-Rum : 41, Allah SWT telah memberikan peringatan, yang artinya: “Telah tampak kerusakan di darat dan di laut disebabkan perbuatan tangan manusia. (Melalui hal itu) Allah membuat mereka merasakan sebagian dari (akibat) perbuatan mereka agar mereka kembali (ke jalan yang benar).” Buktinya, berbagai bencana alam silih berganti. Seperti banjir, tanah longsor, gempa, panas global, fenomena El Nino dan La Nina, serta lain-lain.
References
Density, Temperature, and Salinity. (n.d.). Retrieved from https://manoa.hawaii.edu/: https://manoa.hawaii.edu/exploringourfluidearth/physical/density-effects/density-temperature-and-salinity#:~:text=The%20more%20salt%20there%20is,will%20therefore%20be%20more%20dense.
energyeducation.ca. (2016). Thermohaline Circulation. Retrieved from https://energyeducation.ca/: https://energyeducation.ca/encyclopedia/Thermohaline_circulation
Indonesia Climate Change Sectoral Roadmap - ICCSR . (2010, March). Analysis and Projection of Sea Level Rise and Extreme Weather Event.
Institut Teknologi Sumatera. (2020, May 18). Diskusi Kebencanaan UPT MKG ITERA . Retrieved from https://www.itera.ac.id/: https://www.itera.ac.id/diskusi-kebencanaan-upt-mkg-itera-bahas-masalah-perubahan-iklim-hingga-aktivitas-gunung-api/
J.R. Toggweiler, R. K. (2001). Thermohaline Circulation. Academic Press.
Marine Stewardship Council. (n.d.). Climate Change and FIshing. Retrieved from https://www.msc.org/: https://www.msc.org/what-we-are-doing/oceans-at-risk/climate-change-and-fishing#:~:text=These%20changes%20are%20impacting%20marine,altering%20the%20structure%20of%20ecosystems.
National Geographic. (n.d.). Save the Plankton, Breathe Freely. Retrieved from https://www.nationalgeographic.org/: https://www.nationalgeographic.org/activity/save-the-plankton-breathe-freely/#:~:text=The%20ocean%20produces%20oxygen%20through,organism%20can%20use%20for%20energy.
National Oceanic and Atmospheric Administration. (n.d.). Thermohaline Circulation. Retrieved from https://oceanservice.noaa.gov/: https://oceanservice.noaa.gov/education/tutorial_currents/05conveyor1.html#:~:text=As%20the%20seawater%20gets%20saltier,driving%20the%20global%20conveyer%20belt.
Rahmstorf, S. (2006). Thermohaline Ocean Circulation. In: Encyclopedia of Quaternary Sciences.
Stefan Rahmstorf, P. o. (n.d.). The Thermohaline Ocean Circulation, A Brief Fact Sheet. Retrieved from https://www.pik-potsdam.de/: https://www.pik-potsdam.de/~stefan/thc_fact_sheet.html
