BAB I
PENDAHULUAN
Oseanografi (gabungan kata Yunani ωκεανός yang berarti "samudra" dan γράφω yang berarti "menulis"),
juga disebut oseanologi atau ilmu kelautan, adalah cabang ilmu Bumi yang mempelajari samudra atau lautan. Ilmu ini mencakup
berbagai topik seperti organisme laut
dan dinamika ekosistem; arus samudra, gelombang, dan dinamika cairan geofisika; tektonik lempeng dan geologi dasar laut, dan arus
berbagai zat kimia dan fisika di dalam lautan dan perbatasannya. Topik-topik
yang beragam ini menggambarkan berbagai macam disiplin ilmu yang digabungkan
para oseanograf untuk mempelajari lautan dunia dan memahami proses di dalamnya,
yaitu biologi, kimia, meteorologi, fisika, dan geografi (Wikipedia, 2012).
Dalam bahasa lain yang lebih lengkap,
oseanografi dapat diartikan sebagai studi dan penjelajahan (eksplorasi) ilmiah
mengenai laut dan seg ala
fenomenanya. Laut sendiri adalah bagian dari hidrosfer. Seperti diketahui bahwa
bumi terdiri dari bagian padat yang disebut litosfer, bagian cair yang disebut
hidrosfer dan bagian gas yang disebut atmosfer. Sementara itu bagian yang
berkaitan dengan sistem ekologi seluruh makhluk hidup penghuni planet Bumi
dikelompokkan ke dalam biosfer.
Para ahli oseanografi mempelajari berbagai
topik, termasuk organisme laut dan dinamika ekosistem; arus samudera, ombak,
dan dinamika fluida geofisika; tektonik lempeng dan geologi dasar laut; dan
aliran berbagai zat kimia dan sifat fisik didalam samudera dan pada
batas-batasnya. Topik beragam ini menunjukkan berbagai disiplin yang
digabungkan oleh ahli oceanografi untuk memperluas pengetahuan mengenai
samudera d an
memahami proses di dalamnya: biologi, kimia, geologi, meteorologi, dan fisika.
Beberapa sumber lain berpendapat bahwa ada
perbedaan mendasar ya ng
membedakan antara oseanografi dan oseanologi. Oseanologi terdiri da ri dua kata (dalam
bahasa Yunani) yaitu oceanos (laut) dan logos (ilmu) yang secara sederhana
dapat diartikan sebagai ilmu yang mempelajari tentang laut. Dalam arti yang
lebih lengkap, oseanologi adalah studi ilmiah mengenai laut dengan cara
menerapkan ilmu-ilmu pengetahuan tradisional seperti fisika, kimia, matematika,
dan lain-lain ke dalam segala aspek mengenai laut.
Oseanografi adalah bagian dari ilmu kebumian
atau earth sciences yang mempelajari laut,samudra beserta isi dan apa yang
berada di dalamnya hingga ke kerak samuderanya. Secara umum, oseanografi da pat dikelompokkan ke
dalam 4 (empat) bidang ilmu utama yaitu: geologi oseanografi yang mempelajari
lantai samudera atau litosfer di bawah laut; fisika oseanografi yang
mempelajari masalah-masalah fisis laut seperti arus, gelombang, pasang surut
dan temperatur air laut; kimia oseanografi yang mempelajari masalah-masalah
kimiawi di laut, dan yang terakhir biologi oseanografi yang mempelajari
masalah-masalah yang berkaitan dengan flora dan fauna atau biota di laut.
Studi menyeluruh (komprehensif) mengenai laut
dimulai pertama kali dengan dilakukannya ekspedisi Challenger (1872-1876) yang
dipimpin oleh naturalis bernama C.W. Thomson (yang berkebangsaan Skotlandia)
dan John Murray (yang berkebangsaan Kanada). Istilah Oseanografi sendiri
digunakan oleh mereka di dalam laporan yang diedit oleh Murray. Selanjutnya
Murray menjadi pemimpin dalam studi berikutnya mengenai sedimen laut.
Keberhasilan dari ekspedisi Challenger dan pentingnya ilmu pengetahuan tentang
laut dalam perkapalan/perhubungan laut, perikanan, kabel laut dan studi
mengenai iklim akhirnya membawa banyak negara untuk melakukan
ekspedisi-ekspedisi berikutnya. Organisasi oseanografi internasional yang
pertama kali didirikan adalah The International Council for the Exploration of
the Sea (1901).
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 laut 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.
Dalam mengetahui dan
memahami mengenal fenomena-fenomena oseanografi yang terjadi di laut ini,
tentunya harus diketahui ke-empat unsure yang terdapat dilautan yaitu unsure fisika,
kimia, biologi, dan geologi. Tetapi, untuk makalah ini lebih menjelaskan
mengenai unsure kimia oseanografi.
BAB
II
ISI
Perairan merupakan kumpulan masa air
yang berada pada wilayah tertentu baik yang bersifat dinamis maupun statis.
Laut merupakan perairan yang memiliki salinitas yang tinggi dengan
keanekaragaman flora dan fauna yang hidup didalamnya. Dua pertiga permukaan
bumi merupakan perairan laut yang memiliki potensi untuk kelangsungan hidup
manusia bila dipergunakan dengan semestinya. Permukaan bumi yang luasnya
diperkirakan mencapai 510 km2, ternyata hampir 2/3
bagiannya (71% nya) tertutup oleh laut dan hanya 1/3 nya
saja yang berupa daratan (Barus, 2004).
Lautan
merupakan suatu tempat mata pencaharian bagi orang-orang Asia Tenggara yang
telah berumur berabad-abad lamanya. Tidak dimana pun juga hal ini benar-benar
dapat dilihat di Indonesia di mana negara ini terdiri dari lebih kurang 13.000
pulau yang tersebar. Sejak dahulu lautan telah memberi manfaat kepada manusia
untuk dipergunakan sebagai suatu sarana untuk bepergian, perniagaan, dan perhubungan
dari suatu tempat ke tempat lain (Hutabarat dan Evans, 1985).
Studi
menyeluruh (komprehensif) mengenai laut dimulai pertama kali dengan
dilakukannya ekspedisi Challenger (1872-1876) yang dipimpin oleh naturalis
bernama C.W. Thomson (yang berkebangsaan Skotlandia) dan John Murray (yang
berkebangsaan Kanada). Istilah Oseanografi sendiri digunakan oleh mereka di
dalam laporan yang diedit oleh Murray. Selanjutnya Murray menjadi pemimpin
dalam studi berikutnya mengenai sedimen laut. Keberhasilan dari ekspedisi
Challenger dan pentingnya ilmu pengetahuan tentang laut dalam
perkapalan/perhubungan laut, perikanan, kabel laut dan studi mengenai iklim
akhirnya membawa banyak negara untuk melakukan ekspedisi-ekspedisi berikutnya.
Organisasi oseanografi internasional yang pertama kali didirikan adalah The
International Council for the Exploration of the Sea (1901) (Darmadi, 2010).
A. 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).
Tabel 1. Rata-rata konsentrasi
ion pada air laut (Brown et al 1989)
|
Ion
|
Parts per thousand by weight |
|
Chloride, Cl- |
18.98 |
|
Sodium, Na+ |
10.556 |
|
Sulphate, SO42- |
2.649 |
|
Magnesium, Mg2+ |
1.272 |
|
Calcium, Ca2+ |
0.400 |
|
Potassium, K+ |
0.380 |
|
Bicarbonate, HCO3- |
0.140 |
|
Bromide, Br- |
0.065 |
|
Borate, H2BO3- |
0.026 |
|
Srontium, Sr2+ |
0.013 |
|
Fluoride, F- |
0.001 |
Tabel 2. Perbedaan kandungan garam dan ion utama
antara air laut dan air sungai
|
No.
|
NAMA UNSUR
|
% jumlah berat seluruh
gram
|
|
|
AIR LAUT
|
AIR SUNGAI
|
||
|
1
|
Klorida
|
55,04
|
5,68
|
|
2
|
Natrium
|
30,61
|
5,79
|
|
3
|
Sulfat
|
7,68
|
12,14
|
|
4
|
Magnesium
|
3,69
|
3,41
|
|
5
|
Kalsium
|
1,16
|
20,29
|
|
6
|
Kalium
|
1,10
|
2,12
|
|
7
|
Bikarbonat
|
0,41
|
-
|
|
8
|
Karbonat
|
-
|
35,15
|
|
9
|
Brom
|
0,19
|
-
|
|
10
|
Asam
borak
|
0,07
|
-
|
|
11
|
Strontium
|
0,04
|
-
|
|
12
|
Flour
|
0,00
|
-
|
|
13
|
Silika
|
-
|
11,67
|
|
14
|
Oksida
|
-
|
2,75
|
|
15
|
Nitrat
|
-
|
0,90
|
1.
Chloride (Klorida)
Klorida
adalah ion
yang terbentuk sewaktu unsur
klor
mendapatkan satu elektron
untuk membentuk suatu anion
(ion bermuatan negatif) Cl−. Garam
dari asam hidroklorida HCl mengandung ion klorida; contohnya adalah garam meja, yang adalah natrium klorida dengan formula kimia NaCl. Dalam air, senyawa ini terpecah menjadi ion Na+
dan Cl−.
Klorida adalah merupakan
anion pembentuk Natrium Klorida yang menyebabkan rasa asin dalam air bersih.
Ciri
yang paling khas pada air laut yang diketahui oleh semua orang adalah rasanya
yang asin. Ini disebabkan karena
di dalam air laut terlarut bermacam-macam garam, yang paling utama adalah garam
natrium korida (NaCl) yang sering pula disebut garam dapur. Selain garam-garam
korida, di dalam air laut terdapat pula garam-garam magnesium, kalsium, kalium
dan sebagainya. Dalam literatur oseanologi dikenal istilah salinitas (acapkali
pula disebut kadar garam atau kegaraman) yang maksudnya ialah jumlah berat
semua garam (dalam garam) yang terlarutdalam satu liter air, biasanya
dinyatakan dengan satuan 0/00 (per mil, gram per liter).
Ada berbagai cara menentukan salinitas, baik secara
kimia maupun fisika.
a. Secara kimia
Dengan cara kimia, untuk menentukan nilai salinitas
dilakukan dengan cara menghitung jumlah kadar klor dalam sample air laut. Hal
ini dilakukan karena sangat susah untuk menentukan salinitas senyawa terlarut
secara keseluruhan. Oleh sebab itu hanya dilakukan peninjauan pada komponen
terbesar yaitu klorida (Cl). Kandungan klorida ditetapkan pada tahun 1902
sebagai jumlah dalam gram ion klorida pada satu kilogram air laut jika semua
halogen digantikan oleh klorida. Penetapan ini mencerminkan
proses kimiawi titrasi untuk menentukan kandungan klorida.
b. Secara Fisika
Selanjutnya
hubungan antara salinitas dan klorida ditentukan melalui suatu rangkaian
pengukuran dasar laboratorium berdasarkan pada sampel air laut di seluruh dunia
dan dinyatakan sebagai: S (o/oo) = 0.03 +1.805 Cl (o/oo) (1902) Lambang o/oo
(dibaca per mil) adalah bagian per seribu. Kandungan garam 3,5% sebanding
dengan 35o/oo atau 35 gram garam di dalam satu kilogram air laut.
Salinitas
wilayah estuarine di daerah tropis umumnya cukup rendah karena banyaknya muara
sungai yang mengalir, dan adanya curah hujan yang cukup tinggi sepanjang tahun.
Oleh karena daerah estuarine merupakan daerah yang salinitasnya selalu
berubah-ubah, maka organisme yang dapat hidup umumnya organisme yang dapat
tahan terhadap perubahan salinitas yang besar. Dengan demikian ditinjau dari
salinitasnya daerah estuarine ini merupakan lingkungan yang khas sebagai tempat
berlindung bagi organisme yang masih muda (larva).
Estuaria
adalah perairan muara sungai semi tertutup yang berhubungan bebas dengan laut,
sehingga air laut dengan salinitas tinggi dapat bercampur dengan air tawar.
Estuaria dapat terjadi pada lembah-lembah sungai yang tergenang air laut, baik
karena permukaan laut yang naik (misalnya pada zaman es mencair) atau pun
karena turunnya sebagian daratan oleh sebab-sebab tektonis. Estuaria juga dapat terbentuk pada muara-muara sungai
yang sebagian terlindungi oleh beting pasir atau lumpur.
2. Sodium ( Natrium )
Natrium atau sodium adalah unsur kimia dalam tabel periodik yang memiliki simbol Na dan nomor atom 11. Natrium adalah logam
reaktif yang lunak,
keperakan, dan seperti lilin, yang termasuk ke logam alkali yang banyak terdapat dalam senyawa alam (terutama halite). Dia sangat reaktif, apinya berwarna kuning, beroksidasi dalam udara, dan bereaksi kuat dengan air, sehingga harus disimpan dalam minyak. Karena sangat reaktif, natrium hampir tidak pernah
ditemukan dalam bentuk unsur
murni.
Seperti logam alkali lainnya, natrium adalah unsur
reaktif yang lunak, ringan, dan putih keperakan, yang tak pernah berwujud
sebagai unsur murni di alam. Natrium mengapung di air,
menguraikannya menjadi gas hidrogen
dan ion
hidroksida.
Jika digerus menjadi bubuk, natrium akan meledak dalam air secara spontan.
Namun, biasanya ia tidak meledak di udara
bersuhu di bawah 388 K.
Efek
buruk tingginya konsentrasi Na di tanah terhadap pertumbuhan tanaman dapat
dibedakan atas 3 kelompok:
a. terhambatnya
serapan air karena rendahnya potensi osmotik (Lea-Cox dan Syverstsen 1993)
b. terganggunya
metabolisme disebabkan tingginya konsentrasi Na pada jaringan tanaman (Cramer
et al 1990)
c. terhambatnya
absorpsi kation lainnya (Cachorro et al 1994). Menurut toleransinya terhadap
salinitas, tanaman dibedakan atas halophytic dan glycophytic. Halophytic adalah
tanaman yang toleran terhadap tingginya salinitas karena kemampuannya menyerap
air dengan mempertahankan potensi osmotik yang tinggi melalui akumulasi ion-ion
anorganik (Bradley dan Morris 1991), sebaliknya tanaman yang tergolong
glycophytic sensitif terhadap salinitas yang tinggi.
Sodium
dikenal sebagai unsur tambahan yang menguntungkan dan untuk beberapa jenis
tanaman ia dapat menggantikan sebagian fungsi Kalium (Marschner 1995). Menurut
Wild dan Jones (1996) pengaruh Natrium akan sangat besar bila pasokan Kalium
bagi tanaman tidak mencukupi. Lebih lanjut dikatakan Mills dan Jones (1996)
bahwa unsur ini dapat mengurangi pengaruh yang ditimbulkan oleh kekurangan
Kalium tapi tidak dapat menggantikan fungsi Kalium sepenuhnya.
3. Sulfate
( Sulfat )
Asam sulfat, H2SO4, merupakan asam mineral (anorganik) yang kuat. Zat ini larut dalam air pada semua perbandingan. Asam sulfat mempunyai banyak
kegunaan dan merupakan salah satu produk utama industri kimia. Produksi dunia asam sulfat pada tahun 2001 adalah
165 juta ton, dengan nilai perdagangan seharga US$8 juta. Kegunaan
utamanya termasuk pemrosesan bijih mineral,
sintesis kimia, pemrosesan air limbah
dan pengilangan minyak.
Asam
sulfat murni yang tidak diencerkan tidak dapat ditemukan secara alami di bumi
oleh karena sifatnya yang higroskopis.
Walaupun demikian, asam sulfat merupakan komponen utama hujan
asam, yang terjadi karena oksidasi
sulfur
dioksida di atmosfer dengan keberadaan air
(oksidasi asam sulfit).
Sulfur dioksida adalah produk sampingan utama dari pembakaran bahan bakar
seperti batu bara dan minyak yang mengandung sulfur (belerang). Asam sulfat terbentuk secara alami melalui oksidasi
mineral sulfida, misalnya besi sulfida. Air
yang dihasilkan dari oksidasi ini sangat asam dan disebut sebagai air
asam tambang. Air asam ini mampu
melarutkan logam-logam yang ada dalam bijih sulfida, yang akan menghasilkan uap
berwarna cerah yang beracun.
H2SO4
anhidrat
adalah cairan yang sangat polar. Walaupun asam ini memiliki viskositas yang
cukup tinggi, konduktivitas
efektif ion H3SO4+ dan HSO4−
tinggi dikarenakan mekanisme ulang alik proton intra molekul, menjadikan asam
sulfat sebagai konduktor yang baik. Ia juga merupakan pelarut yang baik untuk
banyak reaksi.
4. Magnesium
Magnesium
adalah unsur kimia
dalam tabel periodik
yang memiliki simbol Mg dan nomor atom
12 serta berat atom
24,31. Magnesium adalah elemen terbanyak kedelapan yang membentuk 2% berat kulit
bumi, serta merupakan unsur terlarut ketiga
terbanyak pada air laut.
Logam alkali tanah
ini terutama digunakan sebagai zat campuran untuk membuat campuran alumunium-magnesium
yang sering disebut "magnalium" atau "magnelium".
Di
samping itu sulfat, magnesium (Mg), calsium (Ca) dan kalium (K) juga terdapat
dalam konsentrasi yang cukup tinggi dibandingkan unsur lainnya. Tingginya
kandungan nutrien yang terdapat pada air laut, khususnya unsur-unsur yang
dibutuhkan tanaman seperti Mg, Ca dan K memberi petunjuk bahwa air laut dapat
menjadi salah satu sumber alternatif nutrien bagi tanaman.
5. Potassium
( Kalium )
Kalium adalah suatu unsur
kimia dalam tabel periodik
yang memiliki lambang K dan nomor atom
19. Kalium berbentuk logam lunak berwarna putih keperakan dan termasuk golongan
alkali
tanah. Secara alami, kalium ditemukan sebagai
senyawa
dengan unsur lain dalam air laut
atau mineral
lainnya. Kalium teroksidasi
dengan sangat cepat dengan udara, sangat reaktif terutama dalam air, dan secara
kimiawi memiliki sifat yang mirip dengan natrium.
Dalam bahasa Inggris,
Kalium sering disebut Potassium.
Kalium adalah unsur yang mudah larut, oleh
karenanya unsur ini yang terakhir mengalami presipitasi setelah kalsium,
karbonat, kalsium sulfat dan natrium sulfat. Ketika 90.5% larutan air laut
telah terevaporasi, larutan yang masih tinggal mengandung kalium chlorid dan magnesium
chlorid (Brown et al., 1989; Millero, 1996). Pilson (1998) menerangkan bahwa
sejumlah kalsium karbonat dihasilkan ketika tiga perempat dari 1000 mL air laut
telah terevaporasi. Selanjutnya gypsum terbentuk sampai volume air laut tingal
10 – 12% dari volume awal, diikuti dengan terbentuknya natrium chlorid,
terbentuk di bagian atas gypsum. Setelah volume air laut tinggal 3 – 4% dari
volume awal maka terbentuk 21 g NaCl, 0.1 g CaCO3 dan 1.7 g gypsum. Air laut
yang tersisa sekitar 30 mL mengandung Mg, Na, K, SO4, Cl dan Br. Larutan ini
disebut bitterns karena tingginya konsentrasi Mg yang mengakibatkan rasa pahit.
Dalam skala besar, pada tahun 1986 China telah mengembangkan cara modern dalam
menghasilkan KCl dari larutan garam dengan kapasitas 1 juta ton KCL di Qinghai
Potash (ASIAFAB, 1999).
Potasium klorat atau kalium klorat yang
memiliki rumus
kimia KCL seperti bahan klorat lain adalah
bahan oksidator umum yang ditemui di laboratorium kimia. Bahan ini merupakan
oksidator yang relatif kuat. Kalium klorat diproduksi dalam skala besar untuk
industri kembang api korek api, peledak, dan antiseptik. Sebagian besar
piroteknik dan bahan peledak berdaya ledak rendah, beroperasi berdasarkan
proses reaksi antara "bahan bakar" dan oksigen
untuk menghasilkan panas, suara, atau gas.
Sebagai contoh : Aktivitas
penangkapan berlebih dan praktek perikanan merusak menggunakan potasium sianida
dan bom ikan menjadi ancaman utama populasi kima atau kerang laut raksasa
(tridacna). Sedikitnya tiga
spesies di Kabupaten Maluku Tenggara, Provinsi Maluku Utara, terancam hilang.
Tingginya angka kematian bibit kima itu disebabkan salinitas dan ph
(tingkat keasaman) air yang tinggi dan kadar oksigen rendah. Kedua
pendukung hidrologi itu sudah terganggu akibat pencemaran laut.
6.
Nitrogen
Variasi musiman dari
nitrit, nitrat dan ammonia terjadi pada lapisan permukaan laut sebagai hasil
dari aktifitas biologi. Perubahan konsentrasi Nitrogen secara musiman sebagian
besar terjadi di perairan dangkal daerah lintang sedang atau lintang tinggi.
Saat musim semi, terjadi peningkatan intesitas cahaya dan durasi (lama
penyinaran) yang menyebabkan peningkatan populasi fitoplankton. Hal ini menimbulkan perpindahan Nitrogen anorganik
terlarut dari daerah eufotik. Populasi fitoplankton kemudian dimangsa oleh
zooplankton dan ikan. Nitrogen kemudian dikembalikan ke perairan dalam bentuk
excrete (kotoran), urine (amoniak dan urea) atau partikel feses yang akan
didekomposisi oleh bakteri sebelum dikembalikan ke perairan. Pada musim semi,
proses percampuran vertical (vertical mixing) memiliki konstribusi mengangkat
nutrien dari perairan bawah ke zona eufotik. Akibatnya populasi fitoplankton
bertambah dengan cepat dan mulai menurun saat terbentuk zona termoklin yang
menghalangi suplai Nitrogen ke lapisan permukaan. Nutrien yang dominan pada waktu
ini adalah amoniak yang diekskresikan oleh Zooplankton dan selanjutnya
dimanfaatkan oleh algae dalam proses fotosintesis. Pada beberapa lokasi,
terjadi penurunan konsentrasi Nitrogen terlarut hingga mencapai taraf yang
dapat mematikan organisme. Ekskresi Nitrogen oleh zooplankton mencapai tingkat
maksimum saat populasi fitoplankton jarang. Hal ini terjadi karena kemungkinan
pemanfaatan protein sebagai sumber energi menurun saat makanan (fitoplankton)
berlimpah. Saat organisme mati atau dikonsumsi dan dikeluarkan dalam bentuk
feses oleh zooplankton, maka bakteri akan melakukan regenerasi Nitrogen. Regenerasi
nitrat seringkali menyebabkan blooming algae pada akhir musim panas.
Konsentrasi nitrat akan meningkat hingga mencapai titik maksimum pada musim
gugur dan kemudian menurun. Nitrifikasi akan selesai saat bulan Januari saat
permukaan mendingin dan badai membongkar lapisan termoklin, menyebabkan nirat
dapat terdistribusi kembali ke kolom air dan dasar perairan. Kondisi yang
berbeda terjadi pada daerah perairan yang memiliki up-welling yang membawa
nutrient dari perairan bawah ke lapisan permukaan. Kondisi perairan di daerah
up-welling sangat subur dan mendukung kehidupan fitoplankton yang melimpah.
Dengan demikian nutrient bukan merupakan faktor pembatas di daerah ini.
Perubahan konsentrasi nutrient di lautan terbuka yang jauh dari daratan juga
dipengaruhi oleh produktifitas fitoplankton dan hanya terbatas di lapisan
permukaan. Namun, proses regenerative terjadi di seluruh kolom perairan.
Organisme mati dan detritus organik akan diuraikan oleh bakteri saat tenggelam
dari permukaan air. Partikel organik akan tenggelam dengan lambat karena ukuran
partikel mengalami penyusutan dan densitas air laut yang lebih tinggi pada
perairan yang lebih dalam. Oksidasi partikel menyebabkan berpindahnya oksigen
dari dalam air, demikian pula dengan karbondioksida dan ion nitrat yang menjadi
produk akhir dari oksidasi senyawa organik akan terakumulasi di daerah perairan
yang lebih dalam. Konsentrasi nitrogen di seluruh samudera di dunia memiliki
konsentrasi yang konstan mulai dari kedalaman di daerah pertengahan hingga
dasar perairan.
Manfaat Nitrogen dalam
air laut umumnya terlarut dalam bentuk nitrat (NO3), nitrit (NO2)
dan Amoniak (NH4). Bentuk-bentuk senyawa dari nitrogen tersebut
diabsorbsi oleh organisme laut untuk memenuhi kebutuhan akan nitrogen sebagai
salah satu komponen utama pembentukan asam amino yang menjadi cikal bakal
terbentuknya protein. Nitrogen penting
untuk membangun jaringan tubuh.
7.
Fosfor
Fosforus dalam air kebanyakan
dijumpai dalam bentuk ortho-phospat (organik) yaitu : H2PO4
, H2PO4 2- dan PO4 3-.
Konsentrasinya didalam air dipengaruhi oleh PH dan SUHU. Jika PH : 8,0 dan Suhu
20 derajat Celcius, maka konsentrasi H2PO4 87%, H2PO4
2- 12% dan PO4 3- 1% .
Kandungan fosfat didalam
air umumnya < 0,1 ppm dan fosforus 0,03 ppm. Jika kandungan fosforus >
0,6 ppm maka air sudah dikatakan RUSAK. Perbandingan Nitrogen dan fosforus yang
dibutuhkan oleh Phytoplankton adalah 10 : 1.
Di perairan dangkal
daerah temperate, variasi musiman ditemukan pada fosfat dan konsentrasi fosfor
organik terlarut. Pada musim dingin, sebagian besar fosfor berada dalam bentuk
orthofosfat. Namun, hal ini akan menurun dengan cepat pada bulan maret saat
fosfat digunakan oleh fitoplankton. Zooplankton dan ikan akan memakan
fitoplankton dan mengembalikan fosfat ke dalam perairan melalui feses/buangan
metabolisme dalam bentuk fosfat dan fosfor organik terlarut. Pada bulan
mei-Juni, konsentrasi fosfat akan menurun di daerah eufotik sehingga konsentrasi
fosfor organik terlarut lebih dominan. Setelah fitoplankton mengalami blooming,
regenerasi fosfat dari fitoplankton, detritus dan fosfor organik terlarut akan
kembali meningkat dengan cepat.
Senyawa Fosfor seperti
ATP (adenosine tri-fosfat) dan ko-enzim nukleotida, memiliki peran yang penting
dalam fotosintesis dan proses lainnya dalam tumbuhan. Fitoplankton umumnya
memenuhi kebutuhan fosfor melalui asimilasi secara langsung dalam bentuk
ortho-fosfat. Absorbsi dan konversi menjadi senyawa fosfor organik terjadi saat
kondisi gelap
8.
Silika
Menurut Annonymous
(2007), Silikon (Latin: silicium) adalah merupakan unsur kimia dalam jadual
berkala yang mempunyai simbol Si dan nomor atom 14. Silikon adalah sejenis
metaloid tetravalen yang kurang reaktif dibandingkan dengan analog kimianya,
karbon. Ia merupakan unsur kedua paling berlimpah di dalam kerak Bumi, yaitu
mencapai hampir 25.7%. Dalam bentuk aslinya, silikon berwarna kelabu gelap
dengan kilauan logam.
Silikon (Si) merupakan
salah satu unsur yang terdapat ada kerak bumi secara berlimpah. Di alam silikon
tidak ditemukan dalam bentuk elemen bebas, melainkan berikatan dengan oksigen
dan elemen lain. Silikon banyak ditemukan dalam bentuk silika (SiO2).
Menurut Effendi (2003),
silika bersifat tidak larut dalam air maupun asam dan biasanya berada dalam
bentuk koloid. Silika terdapat pada
hampir semua batuan dan mudah mengalami pelapukan. Sumber alami silika adalah mineral kuarsa dan feldspar.
Sumber antropogenik silika relatif sangat kecil. Pada perairan alami, silikon
biasanya terdapat dalam bentuk asam silika. Perairan tawar alami memiliki kadar
silika kurang dari 5 mg/liter. Perairan sungai dan danau memiliki kadar silika
antara 5-25 mg/liter (Cole, 1988). Pada air tanah dalam, kadar silika dapat
mencapai 65 mg/liter. Pada perairan yang melewati batuan vulkanik, kadar silka
dapat mencapai 100 mg/l. Pada perairan payau dan laut, kadar silika berkisar
4.000 mg/liter.
Silikon terlarut di
daerah perairan pantai umumnya cukup tinggi karena efek “run-off” dari daratan.
Pada musim semi, ledakan populasi fitoplankton dengan cepat menyebabkan
menurunnya konsentrasi silikon. Regenerasi silikon akan dimulai kembali pada
musim panas saat pertumbuhan fitoplankton menjadi lambat dan terus berlanjut
hingga mencapai puncaknya pada awal musim dingin. Pada beberapa daerah, ledakan
populasi fitoplankton pada musim gugur dapat menyebabkan terhambatnya
regenerasi silikon untuk sementara waktu. Konsentrasi silikon terlarut di
permukaan laut umumnya rendah, kecuali di daerah yang mengalami up-welling.
Pada lapisan yang lebih dalam, ditemukan peningkatan yang tajam dari
konsentrasi silikon. Pola distribusi silikon berbeda dari satu samudera ke
samudera lainnya dan ditentukan oleh pola sirkulasi air dan oleh suplai silikon
terlarut dari Antartik dan dari diatom terlarut yang jatuh dari permukaan.
Proses absorbsi oleh organisme juga berpengaruh terhadap pola distribusi
silikon.
Silikon termasuk salah
satu unsur yang esensial bagi makhluk hidup. Beberapa alge, terutama diatom
(Bacillariophyta), membutuhkan silica untuk membentuk frustule (dinding sel).
Biota perairan tawar : misalnya sponge, menggunakan silica untuk membentuk
spikul. Keberadaan silika pada perairan tidak menimbulkan masalah karena tidak
bersifat toksik bagi makhluk hidup. Akan tetapi, pada perairan diperuntukkan
bagi keperluan industri, keberadaan silika dapat menimbulkan masalah pada pipa
karena dapat membentuk deposit silika (Effendi, 2003).
9.
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).
10. Kalsium
Kalsium adalah unsur kimia dalam jadual
berkala yang bersimbolkan Ca dan mempunyai nombor atom 20. Kalsium logam alkali
bumi kelabu yang lembut yang digunakan sebagai agen penurun dalam penyarian
torium, zirkonium dan uranium. Kalsium adalah unsur kelima paling berlimpah
dalam kerak Bumi. Ia amatlah penting bagi organisme hidup, terutamanya dalam
fisiologi sel, dan merupakan unsur paling biasa dalam kebanyakan hewan. Kalsium
penting untuk pengecutan otot, pengaktifan oosit, membentuk tulang dan gigi
yang kuat, pembekuan darah, penghantaran impuls saraf, pengawalaturan degupan
jantung, dan keseimbangan bendalir dalam sel.
Kalsium dijumpai
dalam sistem tanah biasanya dalam bentuk batu kapur, gipsum dan fluorit.
Stalagmit dan stalaktit mengandungi kalsium karbonat. Oleh sebab ia merupakan
zat makro dalam diet manusia, amalan pemuliharaan tanah selalunya mengambil
kira keseimbangan lestari kepekatan kalsium dalam tanah.
Calcium merupakan
nutrisi didalam air yang membuat jumlah Karbonate dan Bikarbonate menjadi
seimbang. Semakin banyak jumlah Calcium yang terdapat
dalam air, maka jumlah family plankton akan semakin banyak. Juga karena Calcium
didalam air, akan menghasilkan bikarbonat yang menambah jumlah Carbondioksida (
CO2 ) untuk proses fotosintesis. Jumlah Calcium didalam air
menunjukkan bagus atau tidaknya sumber air tersebut. Jika Calsium < 10 ppm
kurang baik. 10 ~ 25 ppm baik, dan > 25 ppm lebih baik lagi.
Jenis plankton yang dijumpai dalam air yang
banyak mengandung Calcium adalah : Microcystis sp., Chreoeoccus sp., Anabaena
sp., Pediastrum sp., Staurastrum sp., Coscinodiscus sp., Melosira sp. Ada juga
beberapa jenis plankton yang dijumpai pada air yang unsur Calcium rendah yaitu
: Ankistradesmus sp., Dinobryon sp., dan Closterium sp. Plankton yang dapat
digunakan sebagai penunjuk kualitas air, untuk menentukan rendahnya kadar
Calcium dan Magnesium adalah Cosmarium sp.
BAB III
PENUTUP
A. Kesimpulan
Kesimpulan dari makalah ini
adalah:
1. 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.
2. 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.
B. Saran
Saran
yang dapat diberikan, dalam mempelajari Oseanologi Pendahuluan perlu mendalami
ilmu mengenai kimia, fisika, geologi dan biologi.
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
Tidak ada komentar:
Posting Komentar