Panduan Wisata Edukasi Kelautan Kualitas Air Laut

Panduan Wisata Edukasi Kelautan Kualitas Air Laut

Corry Corvianawatie

UPT Loka Pengembangan Kompetensi Sumber Daya Manusia Oseanografi Pulau Pari Pusat Penelitian Oseanografi Lembaga Ilmu Pengetahuan Indonesia


Penulis

: Corry Corvianawatie

Editor

: Triyono

Desain sampul dan tata letak

: Michael Andikawan Silalahi

Cetakan Pertama

: Desember 2015

Penerbit : UPT Loka Pengembangan Kompetensi Sumber Daya Manusia Oseanografi Pulau Pari LIPI Jalan Raden Saleh No.43 Cikini Jakarta Pusat 10330 Telp. 021-3912497 Fax. 021-3912497

Hak Cipta dilindungi undang-undang. Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk apapun tanpa ijin tertulis dari penerbit.

KATA PENGANTAR

Puji syukur atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat rahmat dan karunia-Nya, UPT Loka Pengembangan Kompetensi Sumber Daya Manusia Oseanografi Pulau Pari dapat menyelesaikan Buku Panduan Wisata Edukasi Kelautan bagi siswa SMP/SMA. Kami telah menyusun empat serial buku yang meliputi Panduan Kualitas Air Laut, Lamun, Mangrove, dan Makro Alga. Keempat seri buku tersebut disusun dengan bahasa yang sederhana dan mudah dipahami, serta berisi panduan kegiatan-kegiatan yang menarik seperti pengamatan, percobaan, praktik lapangan, dan permainan interaktif. Dalam Buku Panduan Kualitas Air Laut peserta diajak untuk memahami suhu, salinitas, pH air laut yang meliputi definisinya, cara pengukuran, variasinya terhadap ruang dan waktu, serta dampak dari perubahannya terhadap lingkungan. Besar harapan kami agar buku ini dapat bermanfaat bagi siswa-siswi SMP/ SMA yang memiliki minat belajar di bidang kelautan.

Jakarta, November 2015 Kepala UPT LPKSDMO Pulau Pari LIPI

Triyono, S. P., M. Si.


i

DAFTAR ISI Kata Pengantar ...................................................................................................... Daftar Isi ................................................................................................................ Bab 1. Suhu Air Laut 1.1 Pengukuran suhu air laut ..................................................................... 1.2.a Distribusi vertikal suhu air laut ......................................................... 1.2.b Distribusi horizontal suhu permukaan laut ........................................ 1.3 Dampak kenaikan suhu permukaan laut .............................................. Bab 2. Salinitas Air Laut 2.1 Pengukuran salinitas air laut ................................................................. 2.2 Distribusi vertikal dan horizontal salinitas air laut ................................

i ii 1 3 5 8 9 12

2.3 Dampak perubahan salinitas air laut ..................................................... 15 Bab 3. Keasaman (pH) Air Laut

3.1 Karakteristik dan pengukuran pH air laut ............................................. 17 3.2 Variasi pH air laut terhadap waktu ........................................................ 19

3.3 Efek ocean acidification ........................................................................ 20 Evaluasi ................................................................................................................. 21 Daftar Pustaka ....................................................................................................... 22

ii


SUHU AIR LAUT TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Peserta mengetahui karakter suhu air laut dan mampu melakukan pengukuran suhu air laut. 2. Peserta memahami profil vertikal suhu air laut, profil horizontal suhu permukaan laut dunia. 3. Peserta mampu menerapkan pengetahuan dasar suhu air laut dalam kaitannya dengan fenomena coral bleaching.

1.1 Pengukuran suhu air laut Suhu air laut menyatakan derajat panas air laut. Satuan dari suhu air laut secara umum dinyatakan dalam derajat Celcius. Suhu air laut dapat diukur menggunakan termometer. Cara kerja termometer yaitu air laut menghantarkan panas/kalor ke dalam cairan yang berada di dalam termometer. Cairan yang digunakan dalam termometer umumnya yaitu alkohol atau raksa. Kalor yang ditransfer oleh air laut

akan menyebabkan cairan tersebut memuai (karena pemanasan) atau menyusut (karena pendinginan). Pemuaian alkohol atau raksa akan ditandai dengan cairan yang bergerak naik melalui tabung kapiler termometer. Sebaliknya penyusutan alkohol atau raksa akan ditandai dengan cairan yang bergerak turun.

Metode Pembelajaran: Praktik Lapangan Alat dan Bahan: 1. 2. 3. 4. 5.

Termometer Air laut Lembar kerja pengamatan Alat tulis Jam tangan

Metode:

Cara mengukur suhu permukaan laut adalah dengan mencelupkan secara langsung termometer ke permukaan air laut dan menunggu hingga penunjuk nilai di termometer sudah tidak bergerak lagi. Cara lainnya yaitu dengan mengambil contoh air laut dalam gelas kemudian mengukurnya menggunakan termometer.

Setelah selesai membaca nilai suhu permukaan laut kemudian nilainya dituliskan ke dalam lembar kerja pengukuran. Parameter lain yang perlu dicatat dalam lembar kerja yaitu lokasi dan waktu pengukuran.


1

Gambar 1. (a) Termometer (b) Termometer dicelupkan ke dalam air laut. Panas air laut ditransfer ke dalam alkohol di dalam thermometer (cairan berwarna merah). Panas dari laut membuat alkohol memuai dan naik ke atas melalui tabung kecil di dalam termometer.

a.

b.

Lembar Kerja Pengamatan Suhu Air Laut No

2

Waktu


Lokasi

Suhu (℃)

1.2.a Distribusi vertikal suhu air laut Suhu air laut nilainya berbeda-beda dari permukaan hingga dasar. Suhu air laut di permukaan akan lebih hangat dibandingkan suhu air laut di dasar perairan. Sebagai contoh, di Samudera Hindia yang memiliki kedalaman hingga >2000m, suhu di permukaannya sekitar 27-30˚C sedangkan suhu air laut di dasar bisa mencapai 4˚C. Adanya perbedaan

suhu air laut di lapisan permukaan dan dasar disebabkan oleh sinar atau energi panas matahari yang tidak dapat menembus hingga ke dasar. Oleh karena itu suhu paling tinggi berada di permukaan dan secara berangsur suhunya berkurang seiring dengan bertambahnya kedalaman.

Gambar 2. Contoh gambar distribusi vertikal suhu air laut dari kedalaman 0 hingga 6000 meter1.

Metode Pembelajaran: Percobaan Alat dan Bahan: 1. Wadah/baskom bening 2. Heater/pemanas/lampu 3. Air 4. Termometer 5. Penggaris 6. Lembar kerja pengamatan 7. Alat tulis

lampu belajar

matahari

air laut

air laut dalam gelas Metode: Air dimasukkan ke dalam wadah bening. Selanjutnya pemanas diletakkan di dekat permukaan air selama kurang lebih 15-30 menit. Setelah 15-30 menit, dilakukan pengukuran suhu air laut di permukaan, tengah, dan dasar baskom. Hasil pengukuran kedalaman dan suhu air laut ditulis di dalam lembar kerja pengukuran. Output: Peserta dapat memahami adanya variasi suhu air laut secara vertikal akibat keterbatasan sinar/energi panas matahari untuk mencapai lapisan dasar. Panduan Wisata Edukasi Kelautan Kualitas Air Laut

3

No

4

Kedalaman (cm)


Suhu (℃)

1.2.b Distribusi horizontal suhu permukaan laut Rentang nilai suhu permukaan laut di Indonesia adalah 27 – 30 derajat Celcius. Nilai suhu permukaan laut rata-rata tahunan antara satu perairan dengan perairan yang lain dapat berbeda. Perbedaan suhu permukaan laut ini disebabkan oleh perbedaan penerimaan sinar matahari. Contohnya, suhu permukaan laut di wilayah Indonesia akan berbeda dengan suhu permukaan laut

di wilayah Australia. Gambar 3 menunjukkan bahwa suhu air laut di wilayah katulistiwa (lintang 0°) lebih hangat daripada suhu air laut di lintang yang lebih tinggi. Hal ini dikarenakan wilayah khatulistiwa mendapatkan penyinaran matahari yang lebih besar daripada daerah kutub.

Gambar 3. Rata-rata suhu permukaan laut di dunia2


5

Metode Pembelajaran: Games Interaktif Alat dan Bahan:

1. Kertas gambar yang berisi kontur suhu air laut. 2. Krayon

Metode:

Peserta dalam tim (3-5 orang) diminta memberikan warna pada setiap nilai kontur suhu yang tertera di dalam gambar. Suhu permukaan laut yang paling tinggi diberi warna merah sedangkan suhu permukaan laut yang paling rendah diberi warna biru. Gradasi warna antara merah hingga biru berurutan sebagai berikut: merah-oranye-kuning-hijau-biru.

Output:

Setelah peta suhu permukaan laut selesai diberi warna, masing-masing tim diminta menjelaskan maksud dari peta tersebut. Peserta diharapkan dapat memahami dan menjelaskan maksud dari gambar tersebut yang meliputi: a. Variasi suhu terhadap lintang b. Variasi suhu terhadap bujur

6


Lembar Kerja


7

1.3 Dampak kenaikan suhu permukaan laut Fenomena perubahan iklim yang diakibatkan oleh meningkatnya konsentrasi gas rumah kaca (CO2) dapat menyebabkan peningkatan suhu permukaan laut. Salah satu biota laut yang dapat terganggu pertumbuhannya karena perubahan suhu permukaan laut adalah karang. Kenaikan suhu permukaan laut dapat menyebabkan karang yang sebelumnya memiliki warna yang beragam berubah

menjadi putih karena kehilangan biota simbionnya yaitu alga jenis zooxanthellae. Proses keluarnya zooxanthellae dari karang disebut pemutihan atau bleaching. Apabila suhu permukaan laut terus naik, lama kelaman karang tersebut akan mati. Sebaliknya apabila suhu permukaan menurun, ada kemungkinan karang yang mengalami pemutihan tersebut dapat sehat kembali.

Metode Pembelajaran: Games Interaktif Alat dan Bahan: 1. Materi video coral bleaching

Metode:

Peserta diajak menonton video yang berisi tentang kenaikan suhu pemrukaan laut dan dampaknya terhadap pemutihan karang.

Output:

Peserta memahami dampak kenaikan suhu permukaan laut terhadap pemutihan karang.

Health Coral Karang dan alga zooxanthellae saling bersimbiosis. Alga ini merupakan sumber penghasil makanan utama bagi karang dan penghasil warna karang. Stressed Coral Meningkatnya suhu permukaan laut menyebabkan alga mulai meninggalkan karang. Bleached Coral Peningkatan suhu air laut menyebabkan alga zooxanthellae melepaskan diri dari polip karang sehingga karang menjadi putih. Dead Coral Suhu yang terus meningkat menyebabkan karang lama- kelamaan akan mati karena tidak mendapatkan makanan dari alga. Recovering Coral Karang yang mengalami bleaching dapat pulih kembali apabila suhu air laut kembali turun. Sehingga alga-alga akan kembali bersimbiosis dengan karang dan karang kembali sehat. Gambar 4. Proses terjadinya pemutihan karang (coral bleaching)3 dan pemulihan karang (recovering coral)4 8


SALINITAS AIR LAUT TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Peserta mengetahui karakter salinitas air laut dan mampu melakukan pengukuran salinitas air laut. 2. Peserta memahami profil vertikal salinitas air laut, profil horizontal salinitas permukaan laut dunia 3. Peserta mampu menerapkan pengetahuan dasar salinitas air laut dalam kaitannya terhadap metabolisme biota laut.

2.1 Pengukuran salinitas air laut Salinitas air laut adalah suatu satuan yang menyatakan tingkat keasinan atau kadar garam dalam air laut. Jumlah kadar garam dalam air laut dinyatakan dalam gram garam dalam 1 kilogram air laut. Satuan dari salinitas dinyatakan dalam bentuk permil (‰), part per thousand (ppt), atau practical salinity unit (psu).

Adapun unsur-unsur yang menyusun garam terdiri dari Chlor (Cl-), Sodium (Na+), dan unsur-unsur minor lainnya seperti Sulfat, Magnesium, Kalsium, Kalium, dll. Sumber-sumber dari garam yang larut dalam air laut yaitu adanya proses pelapukan batuan dan gas-gas yang keluar dari punggung samudera dan gunung api bawah laut.

Metode Pembelajaran: Praktik Lapangan Alat dan Bahan: 1. 2. 3. 4. 5. 6.

Salinometer/refraktometer Air laut Air tawar Alat tulis Lembar kerja pengamatan Jam tangan

Metode:

Pengukuran salinitas dilakukan dengan cara meneteskan air ke dalam refraktometer. Setelah itu kita meneropong refraktometer dan membaca angka yang tertera di dalam refraktometer. Sebelumnya tidak lupa lokasi dan waktu pengamatan dituliskan ke dalam lembar kerja.


9

Gambar 5. Pengukuran salinitas air laut dilakukan dengan refraktometer5. Apabila air tawar dimasukkan ke dalam refraktometer maka akan terlihat nilai nol (0). Sedangkan apabila air laut dimasukkan ke dalam refraktometer maka nilainya akan berubah sesuai dengan kandungan garam pada air laut tersebut.

10


Lembar Kerja Pengamatan Salinitas Air Laut No

Waktu

Lokasi

Salinitas (‰)


11

2.2 Distribusi vertikal dan horizontal salinitas air laut Salinitas air laut memiliki nilai yang berbeda-beda baik secara vertikal (terhadap bertambahnya kedalaman) maupun secara horizontal. Nilai salinitas air laut membesar seiring dengan bertambahnya kedalaman. Di permukaan laut salinitas banyak dipengaruhi oleh curah hujan, penguapan, dan masukan air dari sungai. Curah hujan dan masukan air dari sungai menyebabkan bertambahnya air tawar yang masuk ke dalam laut. Curah hujan dan masukan air sungai yang tinggi dapat menyebabkan nilai salinitas di permukaan menurun. Sebaliknya penguapan air laut di permukaan menyebabkan bertambahnya nilai salinitas di permukaan.

Selain bervariasi secara vertikal, salinitas air laut juga bervariasi secara horizontal. Salinitas permukaan laut di dunia bervariasi terhadap lintang. Variasi ini disebabkan oleh perbedaan antara jumlah penguapan dan curah hujan. Di daerah tropis nilai curah hujan lebih besar daripada penguapan. Sedangkan di daerah subtropics nilai curah hujan lebih kecil daripada penguapan. Kondisi ini menyebabkan salinitas air laut di daerah tropis lebih kecil daripada salinitas air laut di wilayah subtropis.

Gambar 6. Contoh gambar distribusi horizontal salinitas permukaan laut6.

Gambar 7. Contoh gambar distribusi vertikal salinitas air laut7.

12


Metode Pembelajaran: Games interaktif Alat dan Bahan:

1. Kertas gambar yang berisi peta dunia kontur nilai salinitas 2. Krayon 3. Penanda penguapan (evaporasi) dan curah hujan (presipitasi)

Metode:

Peserta dalam bentuk kelompok (3-5 orang) diminta memberikan warna pada setiap nilai kontur salinitas yang tertera di dalam gambar. Salinitas air laut yang paling tinggi diberi warna merah sedangkan salintas air laut yang paling rendah diberi warna biru. Gradasi warna antara merah hingga biru berurutan sebagai berikut: merah-oranye-kuning-hijau-biru.

Selanjutnya pada hasil gambar distribusi horizontal salinitas, peserta diminta meletakkan penanda penguapan dan curah hujan di atas laut. Peserta diminta menentukan daerah dimana (1) Penguapan lebih besar daripada curah hujan dan (2) Penguapan lebih kecil daripada curah hujan. Setelah peserta menyelesaikan gambar salinitas permukaan laut tersebut, peserta diminta menjelaskan maksud dari gambar yang tersusun.

Ouput:

Peserta dapat memahami distribusi vertikal dan horizontal air laut serta faktor-faktor yang mempengaruhinya.


13

Penguapan: Panduan Wisata Edukasi Kelautan Kualitas Air Laut

Lembar Kerja

Curah Hujan: 14

2.3 Dampak perubahan salinitas air laut Perubahan salinitas adalah salah satu faktor penting yang mempengaruhi kehidupan organisme di laut. Hal ini dikarenakan proses osmosis, yaitu kemampuan air untuk masuk dan keluar dari sel hidup, sebagai respon dari konsentrasi suatu zat, hingga tercapai suatu kesetimbangan. Beberapa jenis hewan seperti alga tidak memiliki mekanisme untuk mengontrol osmosis. Apabila salinitas air laut naik drastis, maka proses osmosis akan menyebabkan air yang berada di dalam sel alga keluar ke laut. Hal ini menyebabkan sel alga mengalami dehidrasi (kekurangan air). Sebaliknya,

apabila salinitas air laut berkurang drastis, maka proses osmosis akan menyebabkan air yang berada dari laut masuk ke dalam sel alga, sehingga sel alga akan kelebihan air. Berbeda dengan ikan, cairan dalam tubuhnya memiliki kadar garam yang lebih rendah daripada air laut. Oleh karena itu ikan selalu kehilangan air yang keluar dari dalam tubuhnya karena proses osmosis dan terancam mengalami dehidrasi. Untuk mengatasinya, ia secara terus menerus meminum air laut dan mengeluarkan garam melalui insangnya.

Gambar 8. Contoh proses osmosis pada air yang salinitasnya turun secara drastis, salinitas yang naik secara drastis, dan salinitas yang konstan8.

Metode Pembelajaran: Video Alat dan Bahan:

1. Materi video osmosis pada biota laut

Metode:

Peserta akan diajak menonton video yang menjelaskan pengaruh perubahan salinitas terhadap kehidupan biota laut


15

16


Keasaman (pH) AIR LAUT TUJUAN PEMBELAJARAN

1. Peserta mengetahui karakter fisik pH air laut dan mampu melakukan pengukuran pH air laut. 2. Peserta memahami variasi pH air laut terhadap waktu. 3. Peserta mampu menerapkan pengetahuan dasar pH air laut dalam kaitannya dengan fenomena ocean acidification.

3.1 Karakteristik dan pengukuran pH air laut pH adalah suatu satuan yang menyatakan tingkat keasaman. Tingkat keasaman (pH) secara umum dibagi menjadi 3 yaitu asam, netral, dan basa. Beberapa contoh cairan yang bersifat asam antara lain asam klorida (HCl), jus lemon, jeruk, anggur, jus tomat, minuman bersoda, urin.

Selanjutnya cairan yang bersifat netral yaitu air murni, sedangkan cairan yang bersifat basa antara lain air laut, pengembang makanan (baking soda), larutan ammonia, dan air sabun.

Adapun rentang nilai pH dibagi menjadi 0 hingga <7 untuk zat bersifat asam, pH=7 untuk zat bersifat basa, dan pH>7 hingga 14 untuk zat bersifat basa.


17

Gambar 9. Contoh cairan dan nilai pH nya9 18


Metode Pembelajaran: Percobaan Alat dan Bahan: 1. 2. 3. 4.

Air laut Air tawar Air stroberi Air sabun

Metode:

Peserta (dalam tim) diminta mencoba satu-persatu 5 cairan yang sudah disediakan. Setelah itu peserta diminta mengurutkan cairan dari yang paling asam hingga cairan yang paling basa. Urutan cairan yang sudah ditentukan oleh peserta kemudian dicatat ke dalam lembar kerja. Setelah itu peserta diminta melakukan pengukuran langsung pH masingmasing cairan menggunakan kertas lakmus.

5. 6. 7. 8.

Air susu Air nanas Kertas lakmun Alat tulis

Cara pengukurannya yaitu kertas lakmus dicelupkan ke dalam cairan dan ditunggu beberapa menit hingga kertas berubah warna. Setelah itu, warna kertas lakmus dicocokkan kembali dengan nilai standar untuk mengetahui nilai pH. Pengukuran dengan menggunakan kertas lakmus ini berfungsi untuk menkonfirmasi urutan yang sudah dibuat oleh peserta.

Ouput:

Peserta mengetahui karakteristik keasaman air laut dan mengetahui perbedaan antara keasamaan air laut dan cairan-cairan lainnya.

3.2 Variasi pH air laut terhadap waktu Secara umum pH air laut tidak memiliki variasi yang Penambahan karbondioksida ke dalam laut dapat cukup besar terhadap waktu. pH air laut nilainya menyebabkan penurunan nilai pH. Apabila nilai pH cenderung konstan dari waktu ke waktu. Adapun air laut turun, artinya air laut akan semakin asam. faktor yang mempengaruhi nilai pH air laut salah satunya yaitu kandungan CO2 yang diserap oleh air laut.

Metode Pembelajaran: Video Alat dan Bahan: 1. Materi video

Metode:

Peserta diajak menonton video tentang perubahan pH air laut dan proses pengasaman air laut dari waktu ke waktu.

Output:

Peserta memahami proses pengasaman atau penurunan pH air laut.


19

3.3 Efek ocean acidification Pengasaman air laut atau penurunan pH air laut memiliki beberapa dampak bagi biota-biota laut, terutama yaitu hewan-hewan yang bercangkang. Cangkang dari biota-biota laut umumnya tersusun dari kalsium karbonat.

Apabila terjadi penurunan pH air laut maka akan terbentuk reaksi antara kalsium karbonat dengan hydrogen yang menyebabkan CaCO3 terlarut dalam air. Akibatnya yaitu cangkang dari biota biota laut akan mengalami pengikisan.

Metode Pembelajaran: Pengamatan Alat dan Bahan:

1. Cangkang kerang di dalam air (pH=8) 2. Cangkang kerang di dalam air (pH=7) 3. Cangkang kerang di dalam air (pH=5)

Metode:

Peserta diajak mengamati perubahan yang terjadi pada kerang yang hidup di dalam air dengan pH=8, pH=7, dan pH=5. Peserta diminta menjelaskan dampak pengasaman pH terhadap cangkang kerang.

Ouput:

Peserta memahami dampak dari pengasaman laut terhadap biota-biota laut.

20


1. 2. 3. 4.

EVALUASI

Bagaimana cara mengukur suhu permukaan laut? Bagaimana cara mengukur salinitas permukaan laut? Bagaimana cara mengukur pH air laut? Faktor apa yang mempengaruhi perbedaan suhu permukaan laut antara lokasi satu dengan lokasi yang lain? 5. Faktor apa yang mempengaruhi perbedaan salinitas permukaan laut antara lokasi satu dengan lokasi yang lain? 6. Faktor apa yang menyebabkan pengasaman air laut?


21

DAFTAR PUSTAKA 1

http://hidethedecline.eu/pages/posts/why-global-mean-temperature-is-not-a-valid-scientifi c-measure-for-global-climate-change-174.php 2 http://www.cpc.ncep.noaa.gov/products/precip/realtime/clim/annual/sst/mean_ pentad_sst.71_00.total.gif 3 http://oceanservice.noaa.gov/facts/coralbleaching-large.jpg 4 http://www.coralwatch.org/ 5 http://www.grapestompers.com/images/refractometer_water.gif 6 http://www.euroargo-edu.org/img/map9.png 7 http://www.ldeo.columbia.edu/res/div/ocp/projects/anslope/nbp0402/ cruiserep/402cruisereport.htm 8 http://www.bio.miami.edu/tom/courses/protected/KAR/ch04/4_35.jpg 9 http://www.purewaterproducts.com/img/water-problems/ph_375.jpg

22


Panduan Wisata Edukasi Kelautan Kualitas Air Laut

Recommend Documents