Oseanografi Fisika - Seafloor Relief

Relief dasar laut seringkali disebut juga topografi dasar laut. Relief dasar laut didefinisikan sebagai bentuk-bentuk permukaan dasar laut yang terbentuk karena proses geologis didalamnya.  Proses-Proses tersebut bisa dalam bentuk Proses vulkanik dan tektonik yang pada akhirnya menimbulkan objek-objek terbaru dibawah dasar laut. Di bawah ini macam-macam relief dasar laut menurut nontji (1993) :

• Paparan (shelf) yang dangkal
• Depresi dalam berbagai bentuk (basin, palung)
• Berbagai bentuk elevasi berupa punggung (rise, ridge)
• Gunung bawah laut (sea mount)
• Terumbu karang dan sebagainya.

Namun pada tahun 1997 Illahude memberikan definisi lain, dilihat dari segi skala atau besarnya bentuk – bentuk dasar laut, dasar laut dikategorikan ke dalam 3 golongan besar yaitu:


1. Relief Besar (macro relief)
• Secara vertikal ukurannya bisa sampai ribuan meter.
• Secara horizontal ukurannya bisa mencapai ratusan atau ribuan kilometer.


2. Relief Pertengahan (intermediate relief)
• Secara vertikal berukuran ratusan meter.
• Secara horizontal berukuran puluhan kilometer.
• Bisa merupakan bagian integral dari satu relief besar.


3. Relief Kecil (micro relief)
• Hanya berukuran beberapa cm sampai beberapa meter.
• Umumnya hanya bisa diungkapkan dengan teknik fotografi bawah air

Walaupun begitu, sekarang ini dikenal banyak istilah moderen mengenai Macam-macam Relief Dasar Laut dan Penjelasannya
Macam-macam Relief Dasar Laut

1) Dangkalan (Shelf)
Dangkalan (Shelf), yaitu bagian dari benua dengan lereng yang tidak begitu curam. Letaknya di dekat pantai atau di tepi benua dan tergenang air laut kurang dari 200 meter. Shelf ialah relief dasar laut paling tepi, yang mengalami penurunan landai mulai dari pantai ke arah tengah lautan, kemiringan ke arah laut umumnya kurang dari satu derajat. Di beberapa lembah sungai, shelf ini merupakan bukti bahwa suatu ketika shelf ini merupakan massa daratan yang kemudian tenggelam. Lebar dangkalan antara 0 sampai 1.200 km terhitung dari garis pantai. Dangkalan yang luas terdapat di bagian barat Indonesia (Dangkalan Sunda), bagian timur Indonesia (Dangkalan Sahul), Dangkalan Laut Utara (antara Inggris dengan daratan Eropa), Dangkalan Korea (Laut Kuning), dan Dangkalan Laut Barents (Pantai Arktik Eropa). Keberadaan shelf sangat penting untuk perikanan, sebab syarat hidup ikan dan plankton terpenuhi, antara lain:
a) Sinar matahari dapat menembus sampai kedalaman 200 m.
b) Plankton adalah makanan utama untuk ikan-ikan. Perlu diketahui bahwa sebagian besar laut Jawa dalamnya tidak lebih dari 60 meter bahkan ada yang hanya 20 meter.

2) Palung Laut
Palung laut ialah lembah yang dalam, sempit, dan memanjang di dasar laut. Tepinya atau tebingnya sangat curam, ini terjadi karena lipatan kulit bumi atau patahan kulit bumi, misalnya: Palung Sunda di selatan Pulau Jawa (dalamnya 7.450 m), Palung Mindanau sebelah timur Pilipina (dalamnya 10.830 m),Palung Puerto Rico (dalamnya 9.175 m) dan Palung Bartlet (dalamnya 7.204 m)

3) Lubuk Laut (Basin)
Bentuk basin membulat atau agak memanjang, potongan melintangnya berbentuk huruf U karena memiliki tebing yang curam dan dasar yang mendatar, misalnya: lubuk laut di Eropa Barat, Canary, Cape Verde, New Foundland, Carribea, Mediterania, Teluk Mexico. Contoh di Indonesia, misalnya: Lubuk Laut Sulu (5.000 m), Lubuk Laut Halmahera (2.030 m), Lubu Laut Sulawesi (6.220 m), Lubuk Laut Aru (3.680 m), Lubuk laut Sangihe (3.820 m)

4) Punggung Laut dan Ambang Laut (Drempel)
Punggung Laut dan Ambang Laut (Drempel) Punggung laut ialah pegunungan di dasar laut yang punggungnya muncul di atas permukaan laut. Dua punggung pegunungan yang sejajar serta membelok dari Kepulauan Nusa Tenggara ke Maluku yaitu Punggung Laut Siboga.
a) Punggung laut yang membentuk dari Pulau Wetar sampai ke Kepulauan Banda disebut Kepulauan Barat Daya.
b) Punggung laut yang membentuk dari Kepulauan Leti sampai Pulau Seram disebut Kepulauan Selatan Daya.
Jika punggung laut tersebut tidak sampai ke atas permukaan laut disebut ambang laut. Baik punggung laut maupun ambang laut memisahkan dua laut yang dalam. Biasanya ambang laut itu mempengaruhi suhu dan kadar garam terutama di dasar laut.
Contohnya: Ambang Laut Sulu (400 m), Ambang Laut Sulawesi (1.400 m), Ambang Laut Halmahera (700 m), Ambang laut Aru (1.480 m), Ambang Laut Sangihe (2.050 m).

5) Gunung Laut (Seamounts)
Gunung laut ialah gunung yang kakinya mulai dari dasar laut, kadang-kadang puncaknya tinggi menjulang di atas permukaan air laut seperti Gunung Krakatau di Selat Sunda. Tetapi ada juga yang puncaknya di bawah permukaan laut, misalnya : gunung api yang terdapat di Laut Banda.

6) Plato submarin
Plato submarin adalah bentukan positif yang mempunyai puncak relatif datar. Contoh Plato Albatros di Samudra Pasifik, Plato Seychelles di Samudra Hindia, dan Plato Azores di Samudra Atlantik Utara.

7) Punggungan (ridge)
Punggungan (ridge) bentuknya positif mempunyai lerang yang curam, memanjang dan sempit serta bertopografi kasar, hampir serupa dengan gunung-gunung di daratan, contohnya : puncak sistem ridge di tengah-tengah samudera Atlantik yang tingginya mencapai 1 – 4 km di atas dsaar laut yang memanjang dari Pulau Iceland sampai Tanjung Harapan.

8) Cembungan (rise atau swell)
Cembungan (rise atau swell) adalah bentukan positif dengan ukuran panjang dan lebar (luas), lebih tinggi dari dasar laut rata-rata di sekitarnya. Contohnya swell Hawaii yang mencembung dengan halus, panjangnya 3.500 km dan lebarnya 1.000 km. Di atasnya tumbuh kubah vulkan tempat Pulau Hawaii berdiri.

9) Lereng kontinen
Lereng kontinen adalah bidang miring yang membatasi dangkalan kontinen. Kemiringannya antara 1O sampai 25O, mulai dari tepi dangkalan benua ke arah laut lepas, mulai dari kedalaman 200 meter sampai 1.800 meter. Melihat bukti yang mendukung, proses terjadinya lereng kontinen itu sebagai hasil sedimentasi dan sebagai sesar.

10) Laut Dalam
Laut dalam adalah laut yang dalamnya lebih dari 200 m. di Indonesia ada beberapa laut dalam, misalnya Laut Banda, Lautan Indonesia.

11) Lantai suatu lautan
Lantai dari lautan kebanyakan tertutup lapisan sedimen atau endapan. Cekungancekungan, serta bentuk penonjolan yang ada pada dasar lautan tertutup oleh endapanendapan.

12)Bandul Laut
Bendul laut adalah gunung-gunung kecil di dasar laut. Apabila gunung tersebut tinggi dan tersembul di permukaan air laut dinamakan pulau (Pulau Oceanis).

13) Pantai Perbatasan antara daratan dan lautan dinamakan pantai. Bentuk daratan di pantai mengalami perubahan akibat sedimentasi dari darat maupun dari laut atau akibat pengikisan air laut. Relief dasar laut adalah bentuk - bentuk permukaan dasar laut yang tingginya tidak rata sehingga membentuk berbagai macam bentuk bentuk di dasar laut.

Oseanografi Fisika - Sejarah Oseanografi

Oseanografi awalnya berasal dari bahasa Yunani oceanos yang berarti laut dan γράφειν atau graphos yang berarti gambaran atau deskripsi juga disebut oseanologi atau ilmu kelautan adalah cabang dari ilmu bumi yang mempelajari segala aspek dari samudera dan lautan. Secara sederhana oseanografi dapat diartikan sebagai gambaran atau deskripsi tentang laut. Dalam bahasa lain yang lebih lengkap, oseanografi dapat diartikan sebagai studi dan penjelajahan (eksplorasi) ilmiah mengenai laut dan segala fenomenanya. Oseanogarfi merupakan ilmu yang mempelajari lautan, oseanogarfi merupakan perpaduan dari macam-macam ilmu dasar lain, ilmu-ilmu itu antara lain geologi, geografi, fisika, kimia, biologi, dan iklim.

Oseanografi fisika menemukan awal kebangkitannya melalui buku teks pertama dalam oseanografi, The Physical Geography of the Sea, yang ditulis oleh letnan Matthew Fontaine Maury dari angkatan laut Amerika tahun 1855. Oleh bangsa Amerika ia dikenal sebagai bapak oseanografi fisika modern.

Studi menyeluruh (komprehensif) mengenai laut dimulai pertama kali dengan dilakukannya ekspedisi Challenger (1872-1876) yang dipimpin oleh naturalis bernama C.W. Thomson (berkebangsaan Skotlandia) dan John Murray (berkebangsaan Kanada). Istilah Oseanografi sendiri digunakan oleh mereka dalam laporan yang diedit oleh Murray. Murray selanjutnya menjadi pemimpin dalam studi 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 pertama adalah The International Council for the Exploration of the Sea (1901).

Di Indonesia sendiri terdapat beberapa lembaga penelitian dan perguruan-perguruan tinggi dalam bidang kelautan. Salah satu lembaga penelitian kelautan yang tertua di Indonesia adalah Lembaga Oseanologi Nasional, yang berada di bawah Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia (disingkat menjadi LON-LIPI) yang kini telah berubah namanya menjadi Pusat Penelitian Oseanografi. Cikal bakal dari lembaga penelitian ini dulu bernama Zoologish Museum en Laboratorium te Buitenzorg yang didirikan pada tahun 1905.

Instrumentasi dan Akustik Kelautan - Multiple Target Measurement

- Untuk mengukur target tunggal digunakan rumus = 40 log R TVG

- Untuk mengukur target berbasis volume digunakan rumus = 20 log R TVG

- Sonar Equation

• Transmision Loss                               TL
      - Spreading
      - Absorption
• Reverberation Level                           RL
• Ambient-Noise Level                         NLA
• Source Level                                       SL
• Self Noise Level                                 NLS
• Receiver Directivity Index                 DI
• Detector Threshold                             DT
• Target Strength                                   TS
• Target Source Level                            SL

- Noise measurement

N = 10 log 10 I/Io

I = Intensitas setelah pemantulan
I = Intensitas awal

- Penyerapan suara bergantung pada jarak yang ditempuh

- Attenuation adalah pengulangan intensitas suara karena dissosiasi ionic

- MgSO4 bisa menyerap suara

- SONAR menggunakan bunyi berfrekuensi rendah

- Makin tinggi Intensitas maka makin rendah ring yang tercipta

- Spreading sound disebabkan

1. Due to divergence
2. No loss of energy
3. Sound spread over wide area

Ring yang tercipta dari pengukuran target bawah laut tergantung intensitas suara yang digunakan sehingga tercipta 2 jenis ring pengukuran yaitu;

• Spherical        TL (dB) = 20 log R
• Cylindrical     TL (dB) = 10 log R + 30 dB

- Penerimaan suara akan besar bila tekanan rendah

- Makin besar objek maka penerimaan suara pantulan ssemakin besar dengan asumsi bahwa intensitas
  dan tekanan suara sama

- Suara sonar bersifat logaritmik

Instrumentasi dan Akustik Kelautan - Single Target Measurement

Single-Target Measurement merupakan suatu teknik pengukuran gelombang suara didalam akustik kelautan. Dalam single target measurement ada beberapa istilah yang perlu dicermati seperti dibawah ini

• Target Strength
  Target strength adalah ukuran desibel (dB) intensitas yang dipantulkan target saat gelombang suara dipancarkan pada medium cair. Target Strength dibedakan menjadi dua yaitu Intensity Target Strength (TSi) dan Energy Target Strength (TSe). Keduanya sama hanya saja yang membedakan adalah pada bagian yang diukur. intensitas target strength merupakan pengukuran target strength pada besarnya intensitas yang dipantulkan oleh target. Sedangkan energi targetstrength merupakan besarnya energi yang dipantulkan oleh target. Nilai Intensitar dan Energi Target Strength dapat dirumuskan kedalam:
  
  a. Intensity Target Strength (TSi)
  
  TSi =10 log Ir/Ii
  

      Ir = intensitas suara yang dipantulkan
      Ii = intensitas suara awal
  b. Energy Target Strength (Tse)
  
  TSe = 10 log Er/Ei
  

      Er = energy suara yang dipantulkan
      Ei = energy suara awal
  
• Threshold
  Threshold adalah nilai ambang batas pemilihan tingkat sinyal dibawah sinyal yang tidak dapat diproses.sinyal threshold digunakan untuk menghilangkan sinyal noise dan sinyal yang tidak dikehendaki. Jadi semua echo dari ikan yang berada di bawah nilai threshold akan diabaikan. Hal ini berarti jika distribusi target strength berada di bawah nilai threshold maka intensitas echo rata-rata akan menjadi bias (Mac Lennan dan Simmond, 1992).
  
• Echo integration
  Echo integration merupakan suatu metode untuk menentukan densitas gerombolan ikan pada kolom perairan. Metode ini digunakan jika echocounting memberikan estimasi yang terlalu tinggi terhadap densitas ikan. Metode ini dicetuskan pertama kali oleh Dragesund and Olsen pada tahun 1965. Metode ini memberikan kemudahan dalam mengestimasi jumlah ikan. Echo integration menjadi teknik yang secara umum digunakan untuk menduga kelimpahan ikan. Teknik ini memberikan hasil yang cepat dan informasi terkini mengenai distribusi ikan pelagis di suatu area survei. Teknik ini diaplikasikan secara luas karena tidak perlu menentukan echo ikan tunggal.

Instrumentasi dan Akustik Kelautan - Prinsip dasar gelombang suara

Gelombang suara merupakan kunci dari akustik kelautan. Prinsip dasar gelombang suara yang digunakan untuk melakukan pendeteksian objek di bawah laut bisa dijelaskan seperti prinsip kerja SONAR (Sound Navigation and Ranging) yakni, membandingkan gelombang suara pantulan yang di kirim kebawah dengan gelombang suara awal. Oleh karena itu dibutuhkan gelombang yang kuat untuk dapat menempuh dasar laut. SONAR menggunakan gelombang panjang atau berfrekuensi rendah sehingga bisa mencapai kedalaman yang cukup ekstrem.

Gelombang suara adalah bentuk-bentuk dari gelombang longitudinal yang perambat secara perapatan dan perenggangan terbentuk oleh partikel zat perantara serta ditimbulkan oleh sumber bunyi yang mengalami getaran. Cepat rambat bunyi dipengaruhi oleh jenis medium perambatannya. Medium udara, air, zat padat dan suhu akan menghasilkan cepat rambat bunyi yang berbeda-beda.Semakin padat suatu medium makin rapat pula partikel dalam medium dan makin kuat gayakohesi diantara partikel medium tersebut. Sehingga suatu bagian dari medium yang bergetar akan menyebabkan bagian lain ikut bergetar secara cepat. Demikian pula dengan suhu suatu medium. Makin tinggi suhu suatu medium, makin cepatgetaran partikel-partikel dalam medium tersebut, sehingga proses perpindahan getaran semakin cepat. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan suara di perairan laut, sebagai berikut;

• Suhu, temperatur yang lebih panas atau lebih dingin mempengaruhi kecepatan bunyi di udara. Pada prinsipnya semakin tinggi suhu suatu medium, maka semakin cepat rambat bunyi dalam medium tersebut. Dikarena makin tinggi suhu, maka semakin cepat getaran partikel-partikel dalam medium tersebut. Akibatnya, proses perpindahan getaran makin cepat.

• Tekanan, setiap penambahan kedalaman makatekanan akan semakin tinggi. Semakin tinggi tekanan maka akan semakin tinggi cepat rambat bunyinya. Hal tersebut karena partikel-partikel zat yang bertekanan tinggi terkompresi sehingga cepat rambat yang dihasilkan lebih besar. Pengaruh tekan akan lebih besar dari suhu dan salinitas pada lapisan Deep Layer. Pada kedalaman berdasarkan kecepatan suara dibagi dalam 3 zona, yaitu : 

1. Zona 1 (mix layer)  : Kecepatan suara cenderung meningkat akibat faktor perubahan tekanan    mendominasi faktor perubahan suhu
2. Zona 2 (termochline) : Kecepatan suara menurun dan menjadi zona minimum kecepatan suara  akibat terjadinya perubahan suhu yang sangat drastis dan mendominasi faktor perubahan tekanan.
3. Zona 3 (deep layer) : Kecepatan suara meningkat kembali akibat faktor perubahan tekanan mendominasi kembali faktor perubahan suhu.

• Salinitas, cepat rambat bunyi terhadap salinitas seharusnyaberkurang seiring kenaikan salinitas karena meningkatnya densitas. Akan tetapi kenaikan salinitas meningkatkan modulus axial (larutan menjadi kurang kompres), sehingga tiap kenaikan salinitas akan meningkatkan cepat rambat bunyi.

• Pada densitas, makin rapat medium umumnya semakin besar cepat rambat bunyi dalam medium tersebut. Penyebabnya adalah makin rapat medium maka makin kuat gaya kohesi antarpartikel. Akibatnya pengaruh suatu bagian medium kepada bagian yang lain akan mengikuti getaran tersebut dengan segera sehingga perpindahan getaran terjadi sangat cepat.

Perambatan gelombang suara di air memiliki kecepatan sebesar 1450 m/s sampai dengan 1540 meter per detik. Kecepatan perambatan gelombang suara ini sangat dipengaruhi oleh temperatur, salinitas dan kedalaman air laut. ada juga persamaan yang menggambarkan dan membuktikan bahwa ada pengaruh ini, yaitu:
               C = (1449.2 + 4.6T) – (0.055 T2) + 0.00029T3 + (1.34 – 0.010T)(S-35) + 0.016z
Keterangan :
C = kecepatan suara (m/s)
T = suhu (oC)
Z = kedalaman (m)
S = salinitas (psu)

Instrumentasi dan Akustik Kelautan - Hydro Accoustic

Hidroakustik merupakan ilmu yang mempelajari gelombang suara dan perambatannya dalam suatu medium, dalam hal ini mediumnya. Data hidroakustik merupakan data hasil estimasi echo counting dan echo integration melalui proses pendeteksian bawah air. Proses tersebut antara lain seperti berikut: 

1. Transmitter menghasilkan listrik dengan frekuensi tertentu, kemudian disalurkan ke transduser. 
2. Transduser akan mengubah energi listrik menjadi suara, kemudian suara tersebut dalam berbentuk pulsa suara dipancarkan dengan satuan ping. 
3. Suara yang dipancarkan tersebut akan mengenai objek, kemudian suara itu akan dipantulkan kembali oleh obyek dalam bentuk echo dan kemudian diterima kembali oleh tranduser. 
4. Echo yang diperoleh tersebut diubah kembali menjadi energi listrik di transduser kemudian diteruskan ke receiver.
5. Pemrosesan sinyal echo dengan menggunakan metode echo integration.

Teknologi pendeteksian bawah air dengan menggunakan perangkat akustik (accoustic instrument) disebut juga Hidroakustik. Alat-alat yang sering digunakan untuk melakukan pendeteksian objek dibawah air antara lain; Echosounder, Fishfinder, SONAR dan ADCP (Acoustic Doppler Current Profiler). Teknologi tersebut menggunakan prinsip pantulan suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Keunggulan dari penggunaan teknologi akustik untuk antara lain:

• Berkecepatan tinggi (great speed), sehinga sering disebut quick assessment method,  yang memungkinkan memperoleh dan
• Pemrosesan data dilakukan secara real time,
• Memiliki akurasi dan ketepatan tinggi (accuracy and precision), 
• Dapat dilakukan dari jarak jauh (remote sensing). 

Dibandingkan dengan metode konvensional lainnya untuk pendeteksian stok ikan atau objek lainnya yang ada dibawah laut, teknologi hidroakustik memiliki kelebihan utama seperti informasi pada areal yang dideteksi dapat diperoleh secara cepat (real time), dan secara langsung di wilayah deteksi (in situ).  Teknologi-teknologi akustik sekarang telah berkembang dengan sangat  pesat sehingga dapat menghitung target strength ikan melalui pengukuran secara langsung melalui berbagai percobaan - percobaan khususnya echosounder.

Daftar pustaka

MacLennan, D.N dan Simmonds, E.J.(1992). Fisheries Acoustic. Chapman and Hall. 325 p. 

Ekologi Laut Tropis - Seagrass dan Blue Carbon

Lamun merupakan suatu ekosistem penting yang ada didaerah pesisir. Pesisir membutuhkan lamun sebagai barrier kedua setelah terumbu karang untuk menahan ombak. Ombak bisa saja menjadi mengerikan bila barrier dari lamun telah hilang didaerah pesisir. Namun ekosistem mangrove masih sanggup menahan deburan ombak. Walaupun begitu, banyak didaerah kita ekosistem mangrove yang telah dialihfungsikan menjadi daerah pemanfaatan. Hal ini semakin meningkatkan risiko abrasi yang bisa dihasilkan oleh kuatnya ombak.

Berbicara mengenai fungsi ekosistem lamun selain sebagai barrier wall, ekosistem lamun bersinergis dengan ekosistem mangrove dalam hal penyerapan gas karbondioksida. Ekosistem lamun terbukti mampu menyerap gas karbondioksida yang terakumulasi di udara sehingga kadar karbondioksida masih bisa dalam ambang batas yang aman. Daerah-daerah yang ekosistem lamunnya telah rusak maka sudah tidak memiliki daya tampung lagi untuk mengontrol kadar gas karbondioksida berlebih.

Istilah diatas sering juga disebut ‘Karbon biru’ yang berarti karbon yang diserap dan disimpan di dalam laut dan ekosistem pesisir. Disebut ‘biru’ karena terbentuk di bawah air yang tampak berwarna biru. Dalam hal ini termasuk pula karbon pesisir yang tersimpan dalam lahan basah pasang surut, seperti hutan pasang surut, mangrove, semak pasang surut dan padang lamun, di dalam tanah, biomassa hidup dan biomassa mati dalam kolam karbon. Hutan mangrove merupakan ekosistem kaya karbon yang mampu menyimpan tiga kali lebih banyak karbon per hektar dibanding hutan terestrial.

Lalu ada di manakah karbon biru tersimpan, karbon biru banyak tersimpan di sedimen seperti pada mangrove dan bagian dasar ekosistem lamun. Seagrass bed banyak berperan dalam mengikat dan menjaga karbon dibawah akar-akarnya sehingga karbon tersebut bisa terjaga dan tidak terakumulasi di udara dalam bentuk gas. Kemudian karbon-karbon tersebut nantinya akan digunakan untuk sumber nutrisi makro bagi ekosistem lamun ataupun alga-alga yang hidup didalamnya.

Daftar Pustaka
https://oceanservice.noaa.gov/facts/bluecarbon.html