Teori terbentuknya laut, geomorfologi laut, proses fisika, kimia, biologi laut

Oleh :

Ari Panggih Nugroho

26010213120011

Program Studi Budidaya Perairan

Fakultas Perikanan dan Ilmu Kelautan

Universitas Diponegoro Semarang

Tugas Mata KuliahPengantar Oseanografi

Teori terbentuknya laut, Geomorfologilaut, Proses fisika, kimia, biologi laut.

Teori Pembentukan Laut

• Teori laplace ( kabut)• Teori Apungan Benua• Pergeseran Benua• Teori Konveksi• Teori Pergeseran Dasar Laut• Plate Tectonic Theory

• bumi terbentuk 4 miliar tahun yang lalu

• pembentukan bumi berawal daripengerutan matahari yangmengakibatkan, bagian dari matahariterlepas, sehingga terlempar keluar dansaling tabrakan, akhirnya terbentuklahplanet.

• pada saat itu gravitasi bumi sangat kuatsehingga menarik asteroid, sehinggaterjadi tabrakan.

Teori laplace ( kabut)

• Dengan adanya tabrakan yang cukup banyakdan dashyat, akhirnya terbentuklah kawahkawah, dari kawah itulah mulai terbentuklautan.

• Pada awalnya, karena bumi di selimuti olehkabut sehingga bumi mengalami pembekuan

• Setelah tak lama kemudian debu yang menyelimuti bumi menghilang dan sinarmatahri dapat tembus, mengakibatkanterjadinya kondensasi uap air yang ada, danmulai turun hujan

• Hujan yang berlalu sangat lama inimengakibatkan kawah yang terbentuk taditerisi oleh air

Teori Apungan Benua

• Awal tahun 1900-an, seorang ahlimeteorologi dari Jerman, Alfred Wegener mengemukakan sebuah hipotesis tentangApungan Benua (Hypothesis of Continental Drift).

• Dia mengemukakan bahwa dulunya adasebuah super-kontinen, disebut Pangaea, yang pecah jutaan tahun yang lalu.

• Kemudian benua-benua pecahannyaperlahan bergerak menuju posisinya saat inidan masih terus bergerak perlahan

Alfred Wegener

• Bukti pertama yang diajukan oleh Wegener adalah adanya kesamaan garis pantai antaraBenua Amerika Selatan dengan Benua Afrika

• Bukti selanjutnya, jajaran pegunungan yang terpotong oleh samudera.

• Bukti terakhir yang diajukan oleh Wegener, untuk mendukung hipotesisnya, adalah iklimmasa lampau (ancient climates). Ketikabenua-benua disusun menjadi satu untukmembentuk Pangaea, sisa dari material glasial menyatu membentuk pola sepertihamparan es yang menutupi kutub bumi kitahari ini.

• Hipotesis Pergeseran Benua (bahasa Inggris: continental drift) merupakan gagasan yang dituangkan Alfred L. Wegener padahipotesisnya yang dituangkan dalam bukuberjudul The Origin of Continent and Oceans (1912).

Pergeseran Benua

• Isinya, benua tersusun dari batuan sial yang terapung pada batuan sima yang lebih besarberat jenisnya.

• Hipotesis utamanya adalah di bumi pernahada satu benua raksasa yang disebut Pangaea (artinya “semua daratan”) yang dikelilingi olehPanthalassa (“semua lautan”).

• Selanjutnya, 200 juta tahun yang lalu Pangaea pecah menjadi benua-benua yang lebih kecilyang kemudian bergerak menuju ketempatnya seperti yang dijumpai saat ini.

• Aliran konveksi di dalam lapisan astenosfer yang kental

• dimana pengaruhnya sampei ke kerak bumi di atasnya, menyebabkan batuan kerak bumi menjadilunak

• Gerak aliran ini menyebabkan permukaan bumimenjadi tidak rata, aliran konveksi yang sampai kepermukaan bumi di Mid Oceanic Ridge.

• Di puncak Mid Oceanic Ridge lava mengalir terusdari dalam kemudian tersebar kedua sisinya danmembentuk kerak bumi baru.

Teori Konveksi

HARRY H. HESS (1962) Dalam bukunya: HISTORY OF THE OCEAN BASIN

Teori Pergeseran Dasar Laut• Perkembangan penelitian topografi dasar

laut membuktikan terjadinya pergeserandasar laut dari arah punggungan dasarlaut kedua sisinya, dimana makin jauhdari punggung dasar laut makin tuaumurnya.

• Adanya gerakan yang arahnya daripunggung dasar laut dapat dilihat daricontoh sebagai berikut: MID ATLANTIC RIDGE, EAST PASIFIC RISE, ATLANTIC INDIAN RIDGE, PASIFIC ATLANTIC RIDGE, MID OCEAN RIDGE ATAU PENAMPANG TENGAH SAMUDRA.

ROBERT DIESZ

Plate Tectonic Theory

• Pada teori ini, dijelaskan bahwapermukaan bumi dibentuk olehkepingan-kepingan litosfer, yaitulapisan padat dari kerak bumi danmantel bumi bagian atas, yang mengapung di atas astenosfer.

• Astenosfer adalah lapisan plastis di bawah litosfer yang memiliki sifatseperti fluid yang dapat mengalir.

• Masing-masing kepingan litosfer inidisebut lempeng.

Geomorfologi Laut

Geomorfologi Dasar Laut

• Geomorfologi adalah sebuah studi ilmiahterhadap permukaan bumi dan poses yang terjadi terhadapnya.

• Secara luas, berhubungan dengan landform (bentuk lahan) tererosi dari batuan yang keras, namun bentuk konstruksinya dibentuk olehruntuhan batuan, dan terkadang olehperolaku organisme di tempat mereka hidup.

• Lobeck(1939) menyatakan bahwaGeomorfologi adalah studi tentang bentuklahan.

• Cooke dan Doornkamp(1987) menyatakanbahwa geomorfologi adalah studimengenai bentuklahan dan terutamatentang sifat alami, asal mula, proses perkembangan, dan komposisi material penyusunnya.

• Thornbury(1990) menyebutkan bahwageomorfologi adalah ilmu pengetahuantentang bentuklahan.

geomorfologi itu sendiri dapatdikelompokan dalam empat bagian

besar (H.Th. Verstappen,1983. Hal 4),

• Geomorfologi statis yang lebih memusatkanpada bentuk-bentuk permukaan bumi yang nyata.

• Geomorfologi dinamis yang lebih memusatkanpada gaya dan proses yang menyebabkanbentuk permukaan itu terjadi.

• Geomorfologi genetis yang lebih memusatkanpada perkembangan relief permukaan bumi.

• Geomorfologi kelingkungan memusatkan padabentuk-bentuk ekologis bentangan alamdengan menggunakan ukuran tertentu.

• Gaya dan proses pembentukan bentang alam sepanjang masa adalan sama. Perbedaannya terletak pada kekuatannya.

• Gaya dan proses geomorfologi yang berbeda menghasilkan bentangalam yang berbeda juga

Prinsip dasar dalam kajian geomorfologi :

• Iklim sangat mempengaruhipembentukan bentang alam

• Tingkat perkembangan pembentukanbentang lahan akan menghasilkanbentang alam yang berbeda juga

• Siklus geomorfik yang komplek padabentuk lahan yang ada sering dijumpaipada siklus geomorfik yang tunggal

• Mahluk hidup yang berpengaruhterhadap pembentukan dan perubahanbentang alam.

Morfologi makro

• Swallow hole

• Sink hole

• Vertical shaft

• Collapse

• Cockpit

• Polje

• Uvala

• Dry valley

Swallow hole

Lokasi dimana aliran permukaan seluruhnyaatau sebagian mulai menjadi aliran bawahpermukaan yang terdapat pada batugamping.

Swallow hole yang terdapat pada polje seringdisebut ponor (Marjorie M. Sweeting, 1972). Pengertian ini dipergunakan untuk menandaitempat dimana aliran air menghilang menujubawah tanah.

Sink hole

• Biasanya disebut juga doline, yaitu bentukannegatif yang dengan bentuk depresi ataumangkuk dengan diameter kecil sampai 1000 m lebih (William B. White, 1988)

Vertical shaft

• Pada bentuk ideal, merupakan silinder dengan dinding vertikal merombak perlapisan melawan inclinasi perlapisan (William B. White, 1988

Collapse

• Collapse adalah jenis morfologi karst yang berbentuk runtuhan.

Cockpit

• Bentuk lembah yang ada di dalam cone karst daerah tropik yang lembab.

• Kontur cockpit tidak melingkar seperti pada doline tetapi seperti bentuk bintang dengan sisi-sisi yang identik, yang menunjukkan bahwa formasi cone merupakan faktor penentunya (Alfred Bogli, 1978)

Polje

• Depresi aksentip daerah karst, tertutup semuasisi, sebagian terdiri dari lantai yang rata, denganbatas-batas terjal di beberapa bagian dan dengansudut yang nyata antara dasar/ lantai dengan tepiyang landai atau terjal yaitu fink, union Internationale de Speleologie

Uvala

• Cekungan karst yang luas, dasarnya lebar tidak rata (Cjivic, 1901) lembah yang memanjang kadang-kadang berkelak-kelok, tetapi pada umumnya dengan dasar yang menyerupai cawan (Lehman, 1970)

Dry valley

• Terlihat seperti halnya lembah yang lainnya namun tidak ada aliran kecuali kadang-kadang setelah adanya es yang hebat diikuti oleh pencairan es yang cepat (G.T. Warwick, 1976).

Mata air (spring) karst ini ada beberapa jenis yaitu :

• Bedding spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang lapisan.

• Fracture spring, mata air yang terbentuk pada tempat dimana terjadi pelebaran bidang rekahan.

• Contact spring, mata air yang terbentuk karena adanya kontak antara batu gamping dan batu lain yang impermiabel.

• Ada kawasan karst dengan sudut dip yang kecil dan permukaannya licin.

• Area ini dipisah-pisahkan dalam bentuk blok-blok oleh joint terbuka, disebut dengan grike-bahasa Inggris, atau Kluftkarren-bahasa Jerman

• Bentukan-bentukan minor ini dalam bahasa Jerman memiliki akhiran karren (lapies-Bahasa Perancis). Sering permukaan blok itu terpotong menjadi sebuah pola dendritic dari runnel dengan deretan dasar (round) dipisahkan oleh deretan punggungan (ridge) yang mengeringkannya kedalamgrike terlebih dahulu.

Morfologi mikro

Sifat Kimia dan Fisika Laut

• Secara umum, oseanografi dapatdikelompokkan ke dalam 4 (empat) bidangilmu utama yaitu:

1. geologi oseanografi (geologi laut)

2. Fisika oseanografi (ekologi fisik)

3. Kimia oseanografi (oseanografi kimia)

4. biologi oseanografi (ekologi marin)

• geologi oseanografi (geologi laut) yang mempelajari lantai samudera ataulitosfer di bawah laut memfokus padastruktur, tanda dan evolusi pasusamudra.

• Fisika oseanografi (ekologi fisik) yang mempelajari masalah-masalah fisis dancirri-ciri seperti arus, gelombang, pasang surut dan temperatur air laut.

• Kimia oseanografi (oseanografikimia) yang mempelajari masalah-masalah kimiawi air laut danbersangkut-paut dengan susunan air laut siklus biogeokimia yang berpengaruh akan itu

• biologi oseanografi (ekologi marin) yang mempelajari masalah-masalahyang berkaitan dengan flora danfauna di laut termasuk sikluskehidupan dan produksi pangan.

TEMPERATUR AIR LAUT

• Temperatur air laut di permukaanditentukan oleh adanya pemanasan(heating) di daerah tropis danpendinginan (cooling) di daerahlintang tinggi. Kisaran hargatemperatur di laut adalah -2o s.d.35oC.

• Tekanan di dalam laut akanbertambah dengan bertambahnyakedalaman.

• Kisaran suhu pada daerah tropis relatif stabilkarena cahaya matahari lebih banyak mengenaidaerah ekuator daripada daerah kutub.

• Hal ini dikarenakan cahaya matahari yang merambat melalui atmosfer banyak kehilanganpanas sebelum cahaya tersebut mencapai kutub.

• Suhu di lautan kemungkinan berkisar antara -1.87°C (titik beku air laut) di daerah kutub sampaimaksimum sekitar 42°C di daerah perairandangkal (Hutabarat dan Evans, 1986).

TEKANAN DAN KEDALAMAN LAUT

• Tekanan air laut bertambahterhadap kedalaman

• Kedalaman air laut biasanya diukurdengan menggunakan echo sounder atau CTD (Conductivity, Temperature, Depth). Kedalamanyang diukur dengan menggunakanCTD didasarkan pada hargatekanan.

CTD (Conductivity, Temperature, Depth).

• Tekanan didefinisikan sebagai gaya per satuanluas. Semakin ke dalam, tekanan air laut akansemakin besar. Hal ini disebabkan oleh semakinbesarnya gaya yang bekerja pada lapisan yang lebih dalam.

• Satuan dari tekanan dalam cgs adalahdynes/cm2, sedangkan dalam mks adalahNewton/m2. Satu Pascal sama dengan satuNewton/m2.

• Dalam oseanografi, satuan tekanan yang digunakan adalah desibar (disingkat dbar), dimana 1 dbar = 10-1 bar = 105 dynes/cm2 = 104 Pascal.

SALINITAS AIR LAUT

• Menurut teori, zat-zat garam tersebut berasaldari dalam dasar laut melalui proses outgassing, yakni rembesan dari kulit bumi di dasar laut yang berbentuk gas ke permukaandasar laut.

• Bersama gas-gas ini, terlarut pula hasil kikisankerak bumi dan bersama-sama garam-garamini merembes pula air, semua dalamperbandingan yang tetap sehingga terbentukgaram di laut.

• Kadar garam ini tetap tidak berubah sepanjangmasa. Artinya kita tidak menjumpai bahwa air laut makin lama makin asin.

Zat-zat yang terlarut yang membentuk garam, yang kadarnya diukur dengan istilah salinitasdapat 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.

• Garam-garaman utama yang terdapatdalam air laut adalah klorida (55%), natrium (31%), sulfat (8%), magnesium (4%), kalsium (1%), potasium (1%) dansisanya (kurang dari 1%) teridiri daribikarbonat, 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.

Sebaran Salinitas di Laut

• Sebaran salinitas di laut dipengaruhioleh berbagai faktor seperti polasirkulasi air, penguapan, curah hujan, aliran sungai.

• Perairan estuaria atau daerah sekitarkuala dapat mempunyai struktursalinitas yang kompleks, karenaselain merupakan pertemuan antaraair tawar yang relatif lebih ringan danair laut yang lebih berat, jugapengadukan air sangat menentukan.

Beberapa kemungkinan ditunjukkan secaradiagramatis

• Pertama adalah perairan dengan stratifikasi salinitasyang sangat kuat, terjadi di mana air tawar merupakanlapisan yang tipis di permukaan sedangkan di bawahnya terdapat air laut. Ini bisa ditemukan di depan muara sungai yang alirannya kuat sedangkanpengaruh pasang-surut kecil.

• Kedua, adalah perairan dengan stratifikasi sedang. Initerjadi karena adanya gerak pasang-surut yang menyebabkan terjadinya pengadukan pada kolom air hingga terjadi pertukaran air secara vertikal. Di permukaan, air cenderung mengalir keluar sedangkanair laut merayap masuk dari bawah. Antara keduanyaterjadi percampuran.

• Densitas merupakan salah satuparameter terpenting dalammempelajari dinamika laut.

• Perbedaan densitas yang kecil secarahorisontal (misalnya akibat perbedaanpemanasan di permukaan) dapatmenghasilkan arus laut yang sangatkuat.

• Lambang yang digunakan untukmenyatakan densitas adalah ρ (rho).

DENSITAS AIR LAUT

• Densitas air laut bergantung pada temperatur(T), salinitas (S) dan tekanan (p). Kebergantungan ini dikenal sebagaipersamaan keadaan air laut (Equation of State of Sea Water):

• ρ = ρ(T,S,p)

• Densitas bertambah dengan bertambahnyasalinitas dan berkurangnya temperatur, kecualipada temperatur di bawah densitasmaksimum.

• Densitas air laut terletak pada kisaran 1025 kg m-3 sedangkan pada air tawar 1000 kg m-3.

• Densitas maksimum terjadi di atas titik bekuuntuk salinitas di bawah 24,7 dan di bawahtitik beku untuk salinitas di atas 24,7.

• Air laut merupakan campuran dari 96,5% air murni dan

• 3,5% material lainnya seperti garam-garaman, gas-gas terlarut, bahan-bahan organik danpartikel-partikel tak terlarut. Sifat-sifat fisisutama air laut ditentukan oleh 96,5% air murni.

Sifat fisis air laut

Air murni memiliki sifat-sifat sebagaiberikut:

• 1. Molekul air merupakan dipol elektrik, yang membentuksuatu kumpulan molekul (polimer) dengan rata-rata 6 molekul pada temperatur 20oC. Oleh karena itu air bereaksi lebih lambat (untuk berubah) daripada molekul-molekul individunya.

• 2. Air memiliki daya pisah yang luar biasa besar, akibatnyamaterial terlarut akan memperbesar daya hantar listrik air. Air murni memiliki daya hantar listrik yang relatif rendah, tetapi air laut memiliki daya hantar antara air murni dantembaga. Pada temperatur 20oC, daya hambat (resistensi) air laut 1,3 kilometer (dengan kandungan garam 3,5%) sebanding dengan air murni 1 milimeter.

• 3.Sudut 105o dekat dengan sudut tetrahedron, yaitu struktur dengan 4 lengan yang keluar dari atom pusat dengan sudut seragam(sebesar 109o28') . Akibatnya, atom oksigen di dalam air berusaha untuk mendapatkan 4 atom hidrogen dalam suatu susunantetrahedral.

• 4. Tetrahedron memiliki sifat dasar jaringanyang lebih lebar dibanding susunankumpulan molekuler yang terdekat. Merekamembentuk kumpulan satu, dua, empat dandelapan molekul.

• Sirkulasi laut adalah pergerakan massa air di laut. Sirkulasi laut di permukaandibangkitkan oleh stres angin yang bekerjadi permukaan laut dan disebut sebagaisirkulasi laut yang dibangkitkan oleh angin(wind driven ocean circulation).

• Selain itu, ada juga sirkulasi yang bukandibangkitkan oleh angin yang disebutsebagai sirkulasi termohalin (thermohalinecirculation) dan sirkulasi akibat pasangsurut laut.

Sirkulasi Laut

• Sirkulasi termohalin dibangkitkan oleh adanyaperbedaan densitas air laut. Istilah termohalinsendiri berasal dari dua kata yaitu thermo yang berarti temperatur dan haline yang berartisalinitas.

• Sirkulasi di permukaan membawa massa air laut yang hangat dari daerah tropis menuju kedaerah kutub.

• Di sepanjang perjalanannya, energi panas yang dibawa oleh massa air yang hangat tersebutakan dilepaskan ke atmosfer.

• Di daerah kutub, air menjadi lebih dingin padasaat musim dingin sehingga terjadi proses sinking (turunnnya massa air dengan densitasyang lebih besar ke kedalaman).

• Angin (wind) adalah pergerakanmasa udara yang disebabkan karenaadanya perbedaan tekanan daritekanan tinggi ke tekanan rendah.

• Atau bisa dikatakan juga bahwaangin terjadi karena adanyaperbedaan suhu/temperatur yaituangin bergerak dari temperaturrendah ke temperatur tinggi

Angin

Alat–alat pengukur angin tersebutadalah :

• Anemometer, yaitu alat yang mengukurkecepatan angin.

• Wind vane, yaitu alat untuk mengetahui arahangin.

• Windsock, yaitu alat untuk mengetahui arahangin dan memperkirakan besar kecepatan angin. Biasanya ditemukan di bandara – bandara. Selaindengan menggunakan alat–alat pengukur angin, arah dan kecepatan angin juga dapatdiukur/diperkirakan dengan menggunakan tabelSkala Beaufort.

Gelombang

• Gelombang selalu menimbulkan sebuahayunan air yang bergerak tanpa henti-hentinyapada lapisan permukaan laut dan jarangdalam keadaan sama sekali diam.

• Susunan gelombangdi laut baik bentukmaupun macamnya sangat bervariasi dankompleks, sehingga mengakibatkan mereka inihamper tidak dapat diuraikan.

Bagian-bagian gelombang

• Crest: titik tertinggi (puncak) gelombang• Trough: titik terendah (lembah) gelombang• Wave height: jarak vertikal antara crest dan

trough• Panjang gelombang (wavelength): jarak berturut-

turut antara dua buah crest atau dua buah trough• Periode gelombang (wave period): waktu yang

dibutuhkan crest untuk kembali pada titik semulasecara berturut-turut

• Kemiringan gelombang (wave steepness): perbandingan antara panjang gelombang dengantinggi gelombang.

Sifat-sifat gelombang dipengaruhioleh tiga bentuk angin, yaitu:

• Kecepatan angin. Umunya makinkencang angin yang bertiup makabesar gelombang yang terbentukdan gelombang ini mempunyaikecepatan yang tinggi dan panjanggelombang yang besar.

Sifat-sifat gelombang dipengaruhioleh tiga bentuk angin, yaitu:

• Waktu dimana angin sedang bertiup. Tinggi, kecepatan dan panjanggelombang seluruhnya cenderunguntuk meningkat sesuai denganmeningkatnya waktu pada saat anginpembangkit gelombang mulai bertiup.

• Jarak tanpa rintangan dimana anginsedang bertiup (fetch). Pentingnyafetch dapat digambarkan denganmembandingkan gelombang yang terbentuk pada kolom air yang relative kecil.

Temperature dari lautan jatuh pada 3 zone, yaitu:

• Permukaan (campuran) lapisan dimana pantulanrata-rata temperature pada lintang.

• Kedalaman (bawah) lapisan yang memantul padasumber air dilintang tinggi.

• Thermodhine antara 100-1500 m. kedalamannyayang temperatunya berasal dari pengurangan dariberbagai macam-macam bentuk dari nilaipermukaan tinggi sampai nilai kedalaman rendah.

• Air laut ditentukan oleh kekeruhan air laut itusendiri dari kandungan sedimen yang dibawaoleh aliran sungai.

• Pada laut yang keruh, radiasi sinar matahariyang dibutuhkan untuk proses fotosintesistumbuhan laut akan kurang dibandingkandengan air laut jernih.

• Pada perairan laut yang dalam dan jernih, fotosintesis tumbuhan itu mencapai 200 meter, sedangkan jika keruh hanya mencapai 15 – 40 meter.

Warna Air Laut

Ada beberapa warna-warna air lautkarena beberapa sebab:

• Pada umumnya lautan berwarna biru, hal inidisebabkan oleh sinar matahari yang bergelombangpendek (sinar biru) dipantulkan lebih banyak dari padasinar lain.

• Warna kuning, karena di dasarnya terdapat lumpurkuning, misalnya sungai kuning

• Warna hijau, karena adanya lumpur yang diendapkandekat pantai yang memantulkan warna hijau dan jugakarena adanya planton-planton dalam jumlah besar.

• Warna putih, karena permukaannya selalutertutup es seperti di laut kutub utara danselatan.

• Warna ungu, karena adanya organisme kecil yang mengeluarkan sinar-sinar fosfor seperti di lautambon.

• Warna hitam, karena di dasarnya terdapatlumpur hitam seperti di laut hitam

• Warna merah, karena banyaknya binatang-binatang kecil berwarna merah yang terapung-apung.

Warna Laut

TERIMAKASIH