Sound Velocity Profiler (SVP)

Gelombang suara merambat baik dalam air. Dalam air laut yang bersifat konduktif dan keruh, kebanyakan gelombang elektro magnetik (gelombang cahaya dan radio) akan berkurang energinya (teratenuasi) dengan cepat dalam jarak beberapa ratus bahkan puluh meter saja. Penetrasi cahaya praktis hanya dapat mencapai beberapa puluh meter di bawah lapisan permukaan, sementara gelombang suara dapat mencapai dasar laut dengan kedalaman ribuan meter dan dapat merambat puluhan ribu meter melintasi samudra luas (Jaya, 2011).

Kecepatan suara merupakan faktor yang sangat penting dalam survei batimetri. Hal ini disebabkan kecepatan suara dalam air memiliki nilai yang tidak selalu sama untuk setiap wilayah, sehingga langkah awal untuk melakukan pemetaan dasar laut (Marine mapping) adalah melakukan perhitungan terhadap kecepatan suara di wilayah tersebut. Pengambilan data kecepatan suara dapat dilakukan menggunakan Conductivity Temperature and Depth (CTD) ataupun Sound Velocity Profiler (SVP).

Mike (2008) menjelaskan laut memiliki tiga zona utama kecepatan suara (Gambar 1) yaitu:
• Permukaan / Musiman: Merupakan bagian yang sangat bervariasi dengan permukaan berkisar 0 sampai 100 meter dan musiman berkisar 100 sampai 200 m
• Termoklin utama (Main thermocline): Pada bagian ini cenderung mengalami penurunan SV sampai 1000 meter karena terutama terjadi penurunan suhu.
• Lapisan kedalaman isotermal (Deep isothermal layer): Berada di bawah 1000 meter. Suhu air mendekati 2 ⁰C dan kecepatan suara meningkat hanya karena tekanan.

Gambar 1. Profil kecepatan suara dalam air laut (Mike, 2008)

Kecepatan suara adalah fungsi dari suhu, salinitas dan tekanan (kedalaman).
• Suhu sangat bervariasi dari permukaan sampai akhir termoklin utama.

• Salinitas diukur dalam Practical Salinity Units (PSU). 1 PSU = sekitar 1 bagian

   per seribu (ppt). Salinitas berubahan dari 34 dekat permukaan sampai 35 dekat

   dasar (Bottom).
• Tekanan khas diukur dalam decibars, satu decibars tekanan meningkat sesuai

   dengan 1 meter air mendalam.
Tingkat kecepatan suara meningkat seiring dengan peningkatan suhu, salinitas, dan tekanan: Peningkatan suhu 1 ⁰C akan menaikkan kecepatan suara 4,0 m / detik, peningkatan salinitas 1 PSU akan menaikkan kecepatan suara 1,4 m / detik,  dan peningkatan tekanan atau kedalaman 1 km akan menambah pula kecepatan suara sebesar 17 meter/detik. Secara sederhana dapat ditentukan nilai kecepatan suara ( c ) dengan formula dari Wilson atau Persamaan 9:

c = 1449 + 4.6T – 0.055T² + 0.0003T³ + (1.39 – 0.012T) (S – 35) + 0.017 Z…..(9)

di mana : c = kecepatan suara (m/s), T= suhu (⁰C), S= salinitas (PSU), dan Z = kedalaman / tekanan (dbars).

Kalibrasi Data Pemeruman Hidroakustik

Kalibrasi merupakan tahapan yang dilakukan untuk memeriksa dan menentukan besarnya kesalahan yang ada dalam instrumen yang bersangkutan. Kalibrasi diperlukan untuk menentukan kualitas data yang digunakan. Kalibrasi biasanya berkaitan dengan offset kapal dan gerakan kapal ( roll, pitch, dan yaw)    ( Gambar 1).

                      Gambar 1. Rotasi dan sudut dari gerakan kapal roll, pitch, dan yaw (L-3 C

                        SeaBeam Instruments, 2000)

Metode penyelesaiannya tergantung pada masing-masing software saat proses pengumpulan data (Sounding). Umumnya kalibrasi waktu tunggu (latency) akan ditentukan terlebih dahulu sebelum kalibrasi pitch dan kalibrasi roll ditentukan sebelum yaw (Brennan, 2009).

Aplikasi Teknologi Akustik Bawah Air

Hidroakustik merupakan suatu teknologi pendeteksian bawah air dengan menggunakan suara atau bunyi untuk melakukan pendeteksian. Teknologi hidroakustik memiliki beberapa kelebihan diantaranya yaitu; informasi pada areal yang dideteksi dapat diperoleh secara cepat (real time), dan secara langsung di wilayah deteksi (in situ), serta tidak berbahaya atau merusak objek yang diteliti (friendly) pada frekuensi tertentu, karena pendeteksian dilakukan dari jarak jauh dengan menggunakan suara (underwater sound). Sehingga metode ini merupakan solusi yang cepat dan efektif untuk menduga objek yang ada di bawah air (Jackson et al., 1986).

Manik et al. (2006) kegunaan lain dari akustik bawah air laut (lumpur, pasir, kerikil, karang dan sebagainya) dan untuk penentuan kontur dasar laut. Beberapa ahli lainnya seperti bidang geologi, pertambangan, arkeolog, perusahaan konstruksi dan badan pengawasan lingkungan turut memanfaatkan bidang ilmu akustik dasar laut.

a. Pengukuran Kedalaman Dasar Laut (Bathymetry)

                                            Multibeam animation (NOAA)

Pengukuran kedalaman dasar laut dapat dilakukan dengan Conventional Depth Echo Sounder, di mana kedalaman dasar laut dapat dihitung dari perbedaan waktu antara pengiriman dan penerimaan pulsa suara. Pertimbangan sistim Side-Scan Sonar pada saat ini, pengukuran kedalaman dasar laut (bathymetry) dapat dilaksanakan bersama-sama dengan pemetaan dasar laut (Sea Bed Mapping) dan pengidentifikasian jenis-jenis lapisan sedimen di bawah dasar laut (subbottom profilers).

b. Pengidentifikasian Jenis-jenis Lapisan Sedimen Dasar Laut (Subbottom Profilers)

Teknologi akustik bawah air, dengan peralatan side-scan sonar yang mutakhir dilengkapi dengan subbottom profilers dan menggunakan frekuensi yang lebih rendah dan sinyal impulsif yang bertenaga tinggi yang digunakan untuk penetrasi ke dalam  lapisan-lapisan sedimen di bawah dasar laut.

c. Pemetaan Dasar Laut (Sea bed Mapping)

Teknologi side-scan sonar dalam pemetaan dasar laut dapat menghasilkan tampilan peta dasar laut dalam tiga dimensi. Peta dasar laut yang lengkap dan rinci ini dapat digunakan untuk menunjang penginterpretasian struktur geologi bawah dasar laut dan kemudian dapat digunakan untuk mencari mineral bawah dasar laut.

d. Pencarian Kapal-kapal Karam di Dasar Laut

                                           Hasil side scan sonar dan multibeam (meted.ucar.edu)

e. Penentuan Jalur Pipa dan Kabel di Bawah Dasar Laut dan sebagainya.

Terumbu Karang dan Coral Triangle

                                                  Gambar 1. Ekosistem terumbu karang

Terumbu karang adalah sekumpulan hewan karang yang bersimbiosis dengan sejenis tumbuhan alga yang disebut zooxanthellae. Terumbu karang termasuk dalam jenis filum Cnidaria kelas Anthozoa yang memiliki tentakel. Kelas Anthozoa tersebut terdiri dari dua Subkelas yaitu Hexacorallia (atau Zoantharia) dan Octocorallia, yang keduanya dibedakan secara asal-usul, Morfologi dan Fisiologi.

Koloni karang dibentuk oleh ribuan hewan kecil yang disebut Polip. Dalam bentuk sederhananya, karang terdiri dari satu polip saja yang mempunyai bentuk tubuh seperti tabung dengan mulut yang terletak di bagian atas dan dikelilingi oleh Tentakel. Namun pada kebanyakan Spesies, satu individu polip karang akan berkembang menjadi banyak individu yang disebut koloni. Hewan ini memiliki bentuk unik dan warna beraneka rupa serta dapat menghasilkan CaCO₃ atau zat kapur yang membentuk terumbu. Terumbu karang merupakan habitat bagi berbagai spesies tumbuhan laut, hewan laut, dan mikroorganisme laut lainnya yang belum diketahui.

                                             Gambar 2. Hewan karang dan zooxanthellae

Habitat terumbu karang pada umumnya hidup di pinggir pantai atau daerah yang masih terkena cahaya matahari kurang lebih 50 m di bawah permukaan laut. Beberapa tipe terumbu karang dapat hidup jauh di dalam laut dan tidak memerlukan cahaya, namun terumbu karang tersebut tidak bersimbiosis dengan zooxanhellae dan tidak membentuk karang.

Ekosistem terumbu karang sebagian besar terdapat di perairan tropis, sangat sensitif terhadap perubahan lingkungan hidupnya terutama suhu, salinitas, sedimentasi, Eutrofikasi dan memerlukan kualitas perairan alami (pristine). Demikian halnya dengan perubahan suhu lingkungan akibat pemanasan global yang melanda perairan tropis di tahun 1998 telah menyebabkan pemutihan karang (coral bleaching) yang diikuti dengan kematian massal mencapai 90-95%. Selama peristiwa pemutihan tersebut, rata-rata suhu permukaan air di perairan Indonesia adalah 2-3 °C di atas suhu normal.

Segitiga Karang Dunia (Coral triangle)

Negara negara yang mencakup segitiga terumbu karang  adalah: Filipina. Indonesia. Papua Nugini. Malaysia. Timor Leste, dan Kepulauan Solomon. Sebagian dari kawasan  tersebut — masing-masing merupakan  gugusan yang menakjubkan baik dari unsur budaya manusia, hewan, tumbuhan, dan keanekaragaman geofisika yang amat penting.

Segitiga terumbu karang memiliki ekosistem laut yang paling beragam di dunia, dengan lebih dari 500 spesies karang, setidaknya 3.000 spesies ikan dan hutan mangrove terbesar yang tersisa di Bumi. Kawasan ini dihuni oleh lebih dari 150 juta orang.

Kawasan ini merupakan pusat global keanekaragaman hayati laut, dan penting untuk menjaga ekosistem dan perikanan yang produktif bagi keberlanjutan dan kesejahteraan penduduk di seluruh dunia.

Cara tangkap perikanan yang tidak berlanjutan, polusi, perubahan iklim dan perusakan habitat mengancam wilayah ini, yang secara praktis kemudian  mengancam kehidupan ikan  dan mengancam pula kepentingan  manusia yang telah disediakan oleh Segitiga terumbu karang ini.

                                       Gambar 3. Coral triangle atau segitiga karang dunia

Sepertiga garis pantai tropis dunia terbentuk oleh terumbu karang. Kawasan terumbu karang merupakan lingkungan yang sangat produktif, dengan tingkat produktivitas 100 kali lebih produktif dibanding laut di sekelilingnya. Terumbu karang membentuk hotspot atau habitat biologis yang menyokong kehidupan bagi spesies di sekitarnya. Serta memasok sembilan juta dari 75-100 ton hasil tangkapan ikan dunia.

Indonesia berada di wilayah Segitiga Karang atau Coral Triangle yang mencakup empat dari 25 buah hotspot keanekaragaman hayati dunia. Segitiga Karang ini memiliki luas terumbu karang lebih dari 100.000 kilometer persegi, 76 persen spesies karang dunia tercakup di dalamnya. Belum lagi potensi 45 spesies mangrove, 13 spesies lamun, dan 2.228 spesies ikan.

Perubahan iklim sudah berdampak besar pada ekosistem laut dan pesisir di Segitiga Terumbu Karang-oleh pemanasan, pengasaman dan naiknya permukaan air laut.

Gambar 4. Gugusan pulau di Raja Empat di Indonesia yang merupakan salah satu pusat terumbu karang dunia dan pusat keanekaragaman hayati laut.

Dua kejadian terdahsyat pemutihan karang yang mengakibatkan kerusakan signifikan pada terumbu di seluruh dunia juga terkait dengan perubahan iklim, pada tahun 1998, pemutihan karang menghancurkan lebih dari 16% dari terumbu karang dunia, termasuk di wilayah Segitiga Terumbu Karang.

Jika emisi gas rumah kaca terus meningkat, banyak bagian dari Segitiga Terumbu Karang akan hilang pada akhir abad ini. Oleh karena itu, kita sebagai warga negara yang hidup di negara kepulauan maritim Indonesia sudah seharusnya memprioritaskan dalam pembangunan dan kelestarian sumberdaya laut demi pemanfaatan yang sustainable.

Referensi:

1. http://id.wikipedia.org/wiki/Terumbu_karang

2. http://nationalgeographic.co.id

3. http://www.conservation.org

4. http://www.wwf.or.id