BAB 6 Hubungan Manusia dan Lingkungan Akibat Dinamika Hidrosfer
Kompetensi Dasar N
Menganalisis hubungan antara manusia dengan lingkungan sebagai akibat dari dinamika hidrosfera.
N
Menyajikan hasil analisis hubungan antara manusia dengan lingkungannya sebagai pengaruh dinamika hidrosfer dalam bentuk narasi, tabel, bagan, grafik, gambar ilustrasi, dan atau peta konsep.
Tujuan Pembelajaran N
Siswa mampu mendeskripsikan perairan darat dan potensinya
N
Siswa mampu mendeskripsikan perairan laut dan potensinya
N
Siswa mampu menjelaskan pemanfaatan dan pelestarian perairan darat dalam unit Daerah Aliran Sungai (DAS)
N
Siswa mampu menanalisis pemanfaatan dan pelestarianlaut secara berkelanjutan
N
Siwa mampu mengtahui Balai Pengelolaan DAS dan Pusat Penelitian Oseanografi
PETA KONSEP
Pengertian Hidrosferfer Sungai Siklus Hidrosferfer Danau Rawa Perairan Darat Air Tanah Gletser Delta Menurut terjadinya
Hidrosfer dan Kaitannya dalam Kehidupan
Menurut letaknya Menurut kedalamannya Perairan Laut
Relief dasar laut Gerakan air laut Sifat air laut Manfaat dan pelestarian laut
Balai Pengolahan DAS Balai Pengolahan DAS dan Pusat Penelitian Oseanografi
Pusat Penelitian Oseanografi (P2O LIPI)
A. SIKLUS HIDROLOGI Siklus hidrologi atau disebut juga siklus air adalah proses, yang didukung oleh energi matahari, yang menggerakan air antara lautan, langit, dan tanah. Artikel berikut menjelaskan sedikit lebih banyak tentang siklus air, di mana air bersirkulasi dari tanah ke udara dalam suatu siklus yang berkelanjutan. Air adalah kekuatan pendorong dari semua alam (Leonardo da Vinci). Benar dinyatakan oleh pelukis dan pematung terkenal ini, air adalah salah satu zat yang paling penting di bumi, karena semua organisme hidup membutuhkan air untuk bertahan hidup. Selain itu, itu adalah fakta yang diketahui bahwa air mencakup sekitar 70% dari permukaan bumi. Siklus air, juga dikenal sebagai siklus hidrologi, dapat didefinisikan sebagai ‘suatu siklus terus menerus, tak berujung dan penguapan air secara alami, berikutnya kondensasi, dan pengendapan sebagai hujan dan salju. ”.
Air adalah dasar dari semua proses hidup. Lebih dari setengah dari tubuh manusia terdiri dari air, sementara sel-sel manusia lebih dari 70 persen air. Dengan demikian, sebagian besar hewan darat membutuhkan pasokan air segar untuk bertahan hidup. Namun, ketika memeriksa penyimpanan-penyimpanan air di bumi, 97,5 persen itu adalah air asin non-minuman. Air yang tersisa, 99 persen terkunci dibawah tanah sebagai air atau es. Jadi, kurang dari 1 persen dari air tawar yang mudah diakses dari danau dan sungai. Banyak makhluk hidup, seperti tanaman, hewan, dan jamur, tergantung pada jumlah kecil pasokan air permukaan yang segar, kekurangan air dapat memiliki efek besar pada dinamika ekosistem. Manusia, tentu saja, telah mengembangkan teknologi untuk meningkatkan ketersediaan air, seperti menggali sumur untuk mengambil air tanah, menyimpan air hujan, dan menggunakan desalinasi untuk mendapatkan air minum dari laut. Meskipun pengejaran air minum ini telah berlangsung sepanjang sejarah manusia, pasokan air bersih masih menjadi masalah utama di zaman modern. Siklus air sangat penting untuk dinamika ekosistem karena memiliki pengaruh besar pada iklim dan, dengan demikian, pada lingkungan ekosistem. Misalnya, ketika air menguap,
tidak memakan energi dari sekitarnya, pendinginan lingkungan. Ketika mengembun, ia melepaskan energi, pemanasan lingkungan. Tahap penguapan adalah siklus memurnikan air, yang kemudian mengisi ulang tanah dengan air tawar. Aliran air cair dan es mengangkut mineral di seluruh dunia. Hal ini juga terlibat dalam pembentuk kembali fitur geologi bumi melalui proses termasuk erosi dan sedimentasi. Siklus air juga penting untuk pemeliharaan yang paling hidup dan ekosistem di planet ini. Sebagian besar air di bumi disimpan untuk waktu yang lama di lautan, tanah, dan es. Waktu tinggal adalah ukuran waktu rata-rata molekul air individual tetap dalam reservoir tertentu. Sejumlah besar air bumi terkunci di tempatnya pada waduk ini seperti es, di bawah tanah, dan di laut, dan, dengan demikian, tidak tersedia untuk siklus jangka pendek (hanya air permukaan yang bisa menguap). Ada berbagai proses yang terjadi selama Siklus air, yang meliputi: 1. Penguapan / sublimasi 2. Kondensasi / presipitasi 3. Aliran air bawah permukaan 4. Limpasan permukaan / pencairan salju 5. Debit sungai
B. Tahapan Siklus Air Ada sejumlah langkah yang terlibat dalam siklus air. Air melewati semua tiga keadaan materi selama siklus ini. Kekuatan alam seperti matahari, udara, tanah, pohon, sungai, laut, dan pegunungan memainkan peranan penting dalam menyelesaikan siklus air. Tahap 1 Matahari terjadi menjadi kekuatan pendorong dari siklus air. Ini memanas air di laut, sungai, danau dan gletser, yang menguap dan naik ke atas di udara. Air juga menguap melalui tanaman dan tanah melalui proses yang disebut transpirasi. Air menguap ini dalam bentuk uap air, yang tidak dapat dilihat dengan mata telanjang. Tahap 2 Uap air ini kemudian masuk bersentuhan dengan arus udara, yang membawanya lebih tinggi ke atmosfer. Setelah mencapai suhu dingin, uap air mengembun membentuk awan, yang mengandung jutaan tetesan kecil air. Tahap 3 Awan ini bergerak sepanjang dunia dan tumbuh semakin besar mengumpulkan uap air lebih banyak dalam perjalanan mereka. Ketika itu menjadi terlalu berat untuk awan untuk menahan uap air lagi, mereka meledak dan tetesan air jatuh kembali ke bumi dalam bentuk hujan. Jika suasana cukup dingin, curah hujan berubah menjadi hujan salju dan hujan es. Tahap 4 Pada langkah terakhir, hujan atau salju yang mencair mengalir kembali ke badan air seperti sungai, danau, dan waduk. Air hujan juga diredam oleh tanah, melalui proses yang disebut infiltrasi. Beberapa air juga berjalan dari permukaan atau merembes di dalam tanah, yang kemudian dapat dilihat sebagai air tanah atau air tawar mata air. Akhirnya air mencapai
lautan, yang merupakan badan air terbesar dan sumber terbesar dari uap air. Siklus air didorong oleh energi matahari karena menghangatkan lautan dan air permukaan lainnya. Energi matahari menyebabkan penguapan (air menjadi uap air) air permukaan yang zat cair dan sublimasi yakni (es menjadi uap air) air beku, yang menyimpan dalam jumlah besar uap air ke atmosfer. Seiring waktu, uap air mengembun menjadi awan ini sebagai tetesan cair atau bekuan, yang akhirnya diikuti oleh presipitasi (hujan atau salju), kembali lagi air ke permukaan bumi. Hujan akhirnya merembes ke dalam tanah, di mana ia dapat menguap lagi (jika dekat permukaan), mengalir di bawah permukaan, atau disimpan untuk waktu yang lama. Lebih mudah diamati adalah limpasan permukaan: aliran air segar baik dari hujan atau pencairan es. Limpasan kemudian dapat membuat jalan melalui sungai dan danau ke laut atau mengalir langsung ke lautan itu sendiri. Hujan dan limpasan permukaan adalah cara utama di mana mineral, termasuk karbon, nitrogen, fosfor, dan sulfur, yang bersiklus dari air darat. C. Ringkasan Pengertian Proses Siklus Air (hidrologi) 1. Siklus air mempengaruhi iklim, mengangkut mineral, memurnikan air, dan mengisi ulang tanah dengan air tawar. 2. Air dengan waktu tinggal yang lebih lama, seperti air di lautan dan gletser, tidak tersedia untuk Siklus jangka pendek, yang terjadi melalui penguapan. 3. Penguapan air permukaan (air menjadi uap air) atau sublimasi (es menjadi uap air), yang menyumbang dalam jumlah besar uap air ke atmosfer. 4. Uap air di atmosfer mengembun menjadi awan dan akhirnya diikuti oleh curah hujan, yang mengembalikan air ke permukaan bumi. 5. Hujan merembes ke dalam tanah, di mana ia dapat menguap atau memasuki badan air. 6. Limpasan permukaan memasuki lautan secara langsung atau melalui sungai dan danau. 7. waktu tinggal. waktu rata-rata molekul tertentu air akan tetap berada di badan air 8. limpasan permukaan. aliran darat kelebihan air (dengan atau tanpa akumulasi kontaminan) yang tidak dapat diserap oleh tanah saat infiltrasi 9. evaporasi. proses cairan dikonversi ke bentuk gas 10. kondensasi. konversi gas ke cairan, sehingga terbentuk kondensat 11. sublimasi. transisi dari suatu zat dari fase padat langsung ke keadaan uap sedemikian rupa sehingga tidak melewati antara fase cair
D. POLA ALIRAN SUNGAI Pola aliran merupakan hasil proses geomorfologi pada permukaan bumi dengan struktur geologi tertentu. Ada beberapa pola aliran sungai, antara lain sebagai berikut. 1. Pola aliran sungai dendritik
P.A Dendritik
a. Pola aliran dendritik memiliki bentuk yang tidak teratur b. Berkembang pada daerah dengan curah hujan tinggi serta tidak ada kenampakan struktur geologi yang dominan & komposisi batuan sama b c. bentuk pola aliran ini menyerupai percabangan pohon. 2. Pola aliran sungai rectangular
P.A Rectangular a. Pola aliran ini terdapat pada daerah dengan struktur patahan (fault) atau mempunyai banyak retakan (joint) b. Pola aliran ini ditandai oleh pertemuan aliran sungai utama dengan anak sungai membentuk pola saling tegak lurus
3. Pola aliran sungai trelis
P.A Trelis a. Pola aliran ini berbentuk seperti teralis atau menyirip seperti daun b. Terdapat pada daerah dengan struktur lipatan, biasanya juga didukung oleh adanya patahan atau retakan
c. Pola aliran ini terbentuk ketika lembah sempit berbatuan lunak dipisahkan oleh perbukitan paralel berbatuan resisten 4. Pola aliran sungai paralel
P.A Paralel a. Pola aliran ini memiliki arah yang saling sejajar, terkendali oleh proses dan struktur geologi b. Pola ini terbentuk pada daerah yang kemiringan lerengnya dapat menghambat kerja angin atau faktor lain yang dapat menyebabkan terjadinya pembengkokan alur
5. Pola aliran sungai radial sentrifugal
P.A Radial Sentrifugal a. Pola aliran ini memiliki arah menyebar dari satu titik puncak ke segala arah, b. dijumpai pada daerah berbentuk kerucut 6. Pola aliran sungai radial sentripetal
P.A Radial Sentripetal
a. Pola aliran ini memiliki arah mengumpul/memusat ke satu titik pusat dengan elevasi terendah, b. Dijumpai pada daerah berbentuk cekungan/basin atau pada daerah bertopografi karst.
7. Pola aliran sungai annular
P.A Annular a. Pola aliran ini hampir sama dengan pola aliran radial b. Tetapi pada pola aliran anular aliran yang menyebar tadi kemudian masuk ke sungai subsekuen c. Pola ini terbentuk pada daerah dengan struktur kubah/dome E. PERAIRAN LAUT Permukaan planet Bumi yang luasnya mencapai 510 juta km2, sekitar 71% merupakan bentang perairan laut, sedangkan wilayah daratnya hanya sekitar 29% saja. Berdasarkan Proses Terjadinya : a. Laut Transgresi ialah kawasan laut dangkal yang terjadi akibat kenaikan muka air laut pada saat pencairan es di Bumi sekitar 2–3 juta tahun yang lalu. b. Laut Ingresi terjadi karena tanah turun akibat gaya endogen yang menimbulkan patahan. Contohnya, Laut Karibia, Laut Tengah, dan Laut Jepang. Berdasarkan Letaknya : a. Laut Pedalaman, yaitu laut yang letak atau posisinya di tengah-tengah benua atau dikelilingi daratan. Contohnya Laut Hitam, Laut Baltik, Laut Kaspia, dan Laut Mati. b. Laut Tepi, yaitu laut-laut yang letaknya di tepian benua yang memisahkan benua tersebut dengan Samudra. Contohnya antara lain Laut Jepang, Laut Korea, Laut Arab, Teluk Benggala, dan laut-laut tepi di sekitar pantai Benua Amerika. c. Laut Tengah, yaitu laut yang memisahkan dua benua atau dengan kata lain yang terletak di antara dua benua. Contoh laut tengah, antara lain Laut Mediteran, Selat Gibraltar, laut-laut di perairan Indonesia, dan laut-laut di kawasan Karibia.
Gambar: Laut berdasarkan letaknya
F. Zona Kedalaman Laut Berdasarkan kedalamannya laut dibedakan menjadi 4 wilayah (zona) yaitu: zona Lithoral, zona Neritic, zona Bathyal dan zona Abysal. 1. Zona Lithoral, adalah wilayah pantai atau pesisir atau shore. Di wilayah ini pada saat air pasang tergenang air dan pada saat air laut surut berubah menjadi daratan. Oleh karena itu wilayah ini sering juga disebut wilayah pasang-surut. 2. Zona Neritic (wilayah laut dangkal), yaitu dari batas wilayah pasang surut hingga kedalaman 200 m. Pada zona ini masih dapat ditembus oleh sinar matahari sehingga pada wilayah ini paling banyak terdapat berbagai jenis kehidupan baik hewan maupun tumbuh-tumbuhan. Contohnya laut Jawa, laut Natuna, selat Malaka dan laut-laut di sekitar kepulauan Riau. 3. Zona Bathyal (wilayah laut dalam), adalah wilayah laut yang memiliki kedalaman antara 200 m hingga 1800 m. Wilayah ini tidak dapat tertembus sinar matahari, oleh karena itu kehidupan organismenya tidak sebanyak yang terdapat di wilayah Neritic. 4. Zone Abyssal (wilayah laut sangat dalam), yaitu wilayah laut yang memiliki kedalaman di atas 1800 m. Di wilayah ini suhunya sangat dingin dan tidak ada tumbuh-tumbuhan. Jenis hewan yang dapat hidup di wilayah ini sangat terbatas.
Gambar . Zona kedalamana laut
G. Wilayah Laut Indonesia Indonesia memiliki tiga batas wilayah laut yaitu Batas Laut Teritorial, Batas Landas Kontinen dan Zona Ekonomi Eksklusif (ZEE).
Laut Nusantara merupakan laut yang berada di antara pulau-pulau yang dibatasi oleh garis dasar pulau tersebut. Sedangkan Batas Laut Teritorial merupakan batas kedaulatan penuh negara Indonesia artinya negara-negara lain tidak diperbolehkan memasuki wilayah ini tanpa izin negara kita. Landas Kontinen (Continental Shelf) adalah bagian dari benua yang terendam oleh air laut. Untuk menentukan apakah dasar laut merupakan kelanjutan dari suatu benua, biasanya dilihat dari struktur batuan pembentuknya (kondisi geologi). Yang paling mudah diamati, landas kontinen memiliki kedalaman tidak boleh lebih dari 150 meter. Sedangkan Batas Landas Kontinen merupakan batas dasar laut yang sumberdaya alamnya dapat dikelola oleh negara yang bersangkutan. Zona Ekonomi Eklusif adalah zona yang luasnya 200 mil dari garis dasar pantai, yang mana dalam zona tersebut sebuah negara pantai mempunyai hak atas kekayaan alam di dalamnya, dan berhak menggunakan kebijakan hukumnya, kebebasan bernavigasi, terbang di atasnya, ataupun melakukan penanaman kabel dan pipa.
Gambar. Wilayah Laut Indonesia
H. Mengukur Kedalaman Laut Ada dua cara yang dapat ditempuh untuk mengukur kedalaman laut yaitu dengan menggunakan teknik bandul timah hitam (dradloading) dan teknik Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading. 1. Teknik Bandul Timah Hitam (dradloading) Teknik ini ditempuh dengan menggunakan tali panjang yang ujungnya diikat dengan bandul timah sebagai pemberat. 2. Gema duga atau Echo Sounder atau Echoloading. Penggunaan teknik ini didasarkan pada hukum fisika tentang perambatan dan pantulan bunyi dalam air. RUMUS :
I. Gerakan Air Laut Ada tiga hal yang akan kita bahas sehubungan dengan gerakan air laut ini yaitu arus laut, gelombang laut dan pasang surut air laut.
1. Arus Laut Arus Laut atau sea current adalah gerakan massa air laut dari satu tempat ke tempat lain baik secara vertikal maupun secara horizontal. Menurut letaknya arus dibedakan menjadi dua yaitu arus atas dan arus bawah. Arus atas adalah arus yang bergerak di permukaan laut. Sedangkan arus bawah adalah arus yang ber gerak di bawah permukaan laut. Menurut suhunya dikenal adanya arus panas dan arus dingin. Arus panas adalah arus yang bila suhu nya lebih panas dari daerah yang dilalui. Sedangkan arus dingin adalah arus yang suhunya lebih dingin dari daerah yang dilaluinya.
Gambar. Peta arus laut dunia 2. Gelombang Laut Gelombang laut atau ombak merupakan gerakan air laut yang paling umum dan mudah kita amati. Helmholts menerangkan prinsip dasar terjadinya gelombang laut sebagai berikut: Jika ada dua massa benda yang berbeda kerapatannya (densitasnya) bergesekan satu sama lain, maka pada bidang geraknya akan terbentuk gelombang.
Gambar 5. Gelombang laut
3. Pasang Surut (Ocean Tide) Pasang naik dan pasang surut merupakan bentuk gerakan air laut yang terjadi karena pengaruh gaya tarik bulan dan matahari terhadap bumi. Hal ini didasarkan pada hukum Newton yang berbunyi: Dua benda akan terjadi saling tarik menarik dengan kekuatan yang berbanding terbalik dengan pangkat dua jaraknya. Berdasarkan hukum tersebut berarti makin besar/jauh jaraknya makin kecil daya tariknya. Karena jarak dari bumi ke matahari lebih jauh dari pada ke jarak bulan, maka pasang surut permukaan air laut lebih banyak dipengaruhi oleh bulan. Ada dua macam pasang surut : a. Pasang Purnama, ialah peristiwa terjadinya pasang naik dan pasang surut tertinggi (besar). Pasang besar terjadi pada tanggal 1 (berdasarkan kalender bulan) dan pada tanggal 14 (saat bulan purnama). Pada kedua tanggal tersebut posisi Bumi - Bulan Matahari berada satu garis (konjungsi) sehingga kekuatan gaya tarik bulan dan matahari berkumpul menjadi satu menarik permukaan bumi. Permukaan bumi yang menghadap ke bulan mengalami pasang naik besar. Sedangkan permukaan bumi yang tidak menghadap ke bulan mengalami pasang surut besar. b. Pasang Perbani, ialah peristiwa terjadinya pasang naik dan psang surut terendah (kecil). Pasang kecil terjadi pada tanggal 7 dan 21 kalender bulan. Pada kedua tanggal tersebut posisi Matahari-Bulan-Bumi membentuk sudut 90°.
Gambar. Pasang Surut air laut
4. Tsunami Aktivitas endogenik terjadi di dasar laut berupa kegiatan gunungapi atau gempa tektonik dapat menyebabkan terjadinya gelombang pasang secara tiba-tiba dengan tinggi gelombang jauh lebih besar dibandingkan dalam keadaan normal. Gelombang pasang air laut semacam ini dinamakan Tsunami. Kedahsyatan tsunami dapat dilihat dari panjang gelombangnya yang dapat mencapai 200 kilometer dengan tinggi gelombang sekitar 30 meter dadan kecepatan rambat gelombang sekitar 800 km/jam.
Gambar 7. Tsunami J. Morfologi dan Relief Dasar Laut Morfologi
Laut
adalah
keadaan
naik
turunnya
permukaan
dasar
laut.
Macam-macam bentuk dasar laut : 1. Landas kontinen (continental shelf), yaitu wilayah laut yang dangkal di sepanjang pantai dengan kedalaman kurang dari 200 meter, dengan kemiringan kira-kira 8,4 %. Landas kontinen merupakan, dasar laut dangkal di sepanjang pantai dan menjadi bagian dari daratan. Contohnya Landas Kontinental Benua Eropa Barat sepanjang 250 km ke arah barat. Dangkalan sahul yang merupakan bagian dari benua Australia dan Pulau Irian, landas kontinen dari Siberia ke arah laut Artetik sejauh 100 km, dan Dangkalan Sunda yang merupakan bagian dari Benua Asia yang terletak antara Pulau Kalimantan, Jawa dan Sumatra. 2. Lereng benua (continental slope), merupakan kelanjutan dari continental shelf dengan kemiringan antara 4 % sampai 6 %. Kedalaman lereng benua lebih dari 200 meter. 3. Dasar Samudra (ocean floor), meliputi: (1) Deep Sea Plain, yaitu dataran dasar laut dalam dengan kedalaman lebih dari 1000 meter, (2) The Deep, yaitu dasar laut yang terdalam yang berbentuk palung laut (trough).
