tugas oceanografi kirim e mail.doc

5/17/2018 tugas oceanografi kirim e mail.doc - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-oceanografi-kirim-e-maildoc 1/9

OCEANOGRAFI

KARBON DIOKSIDA DAN FOSFOR

Nama : Arif Kurniawan

NIM :105080401111003

Kelas : A

Prodi : Sosial Ekonomi Perikanan

FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2012



Pendahuluan

Oseanografi berasal dari kata ocean (laut) dan graph (gambaran atau

deskripsi). Oseanografi diartikan sebagai ilmu yang mempelajari laut dengan segala

macam aspeknya (gerakan air, zat-zat terlarut, organisme, dasar laut dan proses-

proses lain). Ilmu yang termasuk dalam batasan ini adalah fisika laut, kimia laut,

biologi laut, perikanan, perkapalan, pelayaran, geologi dan meteorologi.

Dalam penerapannya oseanografi sering diartikan sebagai ilmu yang hanya

mempelajari segi fisika dan kimia laut. Untuk semua aspek laut dipalajari dalam

oseanologi . Aspek fisika laut yang dipelajari adalah gelombang (ombak), arus,

percampuran massa air yang berbeda sifatnya, pasut, suara, cahaya, listrik, magnet

di laut. Aspek kimia laut yang dipelajari adalah susunan zat kimia dan nasib zat

tersebut.

Oseanografi berhubungan dengan geologi dan meteorologi, karena pada

dasarnya laut berhubungan dengan tanah dan udara. Oseanografi, geologi dan

meteorologi mempunyai kesamaan metode dan konsep ilmiah, maka sering

digabung dan dikenal sebagai geofisika.

Pembahasan

KARBON DIOKSIDA

Dari ion utama di air laut, bikarbonat mempunyai waktu tinggal paling pendek.

Jadi stabilisasi kandungan bikarbonat di laut merupakan masalah yang paling

dinamis. Karbon dioksida berperanan penting dalam keseimbangan panas atmosfer

dan dalam kerusakan (karena hujan atau angin) batuan.



1. Inventaris karbon dioksida

Karbon dioksida terdapat dalam bentuk yang berbeda di bagian yang berbeda

dari lingkungan. Atmosfer mengandung 0,03% CO2. Karena CO2 secara kuat

menyerap radiasi inframerah di atmosfer, senyawa tersebut mempengaruhi

keseimbangan panas bumi. Ion karbonat CO32– jika bergabung dengan ion alkali

tanah, khususnya kalsium Ca2+ dan magnesium Mg2+ membentuk endapan besar

batu karbonat yaitu limestones dan dolomit. Jika telah lama terkubur secara dalam

akan berubah menjadi marmer. Karbondioksida merupakan sumber karbon bagi

tanaman, dan jika tanaman dikonsumsi oleh hewan , banyak karbon organik

direspirasi menjadi karbon dioksida. Beberapa karbon organik terkubur dalam

endapan. Jika kandungan organik cukup tinggi, bahan organik yang memfosil dapat

diekstraksi menghasilkan bahan bakar fosil yaitu batubara, petroleum dan gas alam.

Jika karbondioksida terlarut dalam air, membentuk H2CO3 dan karena mengalami

dissossiasi akan meningkatkan ion bikarbonat HCO3 – dan ion karbonat CO3

2–.

Kenyataan bahwa CO2 di air laut terdapat dalam 3 bentuk senyawa yaitu H2CO3,

HCO3 – dan CO3

2–. Ketiganya selalu siap untuk berubah dalam 3 bentuk ini, dan

jumlah relatif mereka tergantung hanya oleh acidity air. Masalah ini dapat

disederhanakan memakai diagram yang diusulkan oleh K.S. Deffeyes (1965) yang

memaparkan variabel konsentrasi CO2 total dan alkalinitas.

2. Diagram Deffeyes

Konsentrasi total CO2 adalah jumlah konsentrasi H2CO3, HCO3 – dan CO3

2– yang

dinyatakan dalam mmol/kg. Konsetrasi ini hanya berubah hanya jika ditambah atau

dikurangi karbonat.

Ada 2 macam ion dalam air, yaitu seperti Cl – yang tidak dapat berinteraksi

dengan ion H+ dan HCO3 – yang dapat berinteraksi denga H+. Alkalinitas adalah

ukuran konsentrasi ion yang dapat berinteraksi dengan H+, dinyatakan dalam

meq/kg. Ion tersebut antara lain HCO3 – dan CO3

2– dan OH –. Oleh karena itu air murni

mempunyani alkalinitas nol, karena konasntrasi OH – sama dengan H+, keduanya

10–7 meq/kg.



Dalam air laut alkalinitas terutama dipengaruhi oleh adanya HCO3 –. Ditambah

sejumlah kecil CO32– dan berbagai bentuk asam borak H3BO3, H2BO3

–, HBO32– dan

BO33–. Catatan bahwa sementara kandungan total CO2 dinyatakan dalam milimole,

alkalinitas dalam miliequivalen. Diagram Deffeyes merupakan plot dari hubungan

antara total CO2 dengan alkalinitas.

Data yang diambil dari berbagai kedalaman di Lautan Pasifik pantai barat

Amerika Selatan menunjukkan bahwa kandungan total CO2 dan alkalinitas dalam air

naik berdasarkan kedalaman, tetapi di bawah 1000 m kenaikan alkalinitas melambat

(tidak sebanding dengan kenaikanCO2). Untuk mengerti perubahan ini kita harus

meneliti bagaimana berbagai proses mempengaruhi komposisi air laut.

Alkalinitas dan kandungan total CO2 dalam air laut dinyatakan dengan titik A

pada diagram Deffeyes. Jika ditambah CO2 ke air, hasilnya total CO2 akan naik

sesuai dengan jumlah yang ditambahkan. Disebabkan CO2 tidak membawa muatan,

maka alkalinitas tidak akan berubah. Oleh karena itu penambahan CO2

menyebabkan titik A bergerak ke kanan. Sebaliknya jika CO2 berkurang maka titik A

akan bergerak ke kiri.

Jika ditambah bikarbonat seperti hasil dari penambahan air sungai ke air laut dan

kemudian terjadi evaporasi. Dalam kasus ini, jika ditambah 1 mmol HCO3 – ke dalam

1 kg air laut, kandungan total CO2 akan naik 1 mmol dan alkalinitas naik 1 meq. Titik

A bergerak dengan sudut 45o ke atas dan kanan. Pengurangan 1 mmol HCO3 –

menyebabkan titik A bergerak dengan jarak yang sama dengan arah kebalikannya.

Jika ditambah CO32–, seperti jika ada penambahan dari hasil pelarutan limestone

(batu kapur).

CaCO3

Ca

2+

+ CO3

2–

Jika ditambah 1 mmol CO32– ke dalam 1 kg air laut, maka kandungan total CO2 akan

naik 1 mmol. Disebabkan ion karbonat membawa 2 muatan negatif, alkalinitas akan

naik 2 meq. Oleh karena itu titik A akan berpndah dengan sudut 60o ke atas dan

kanan. Pengendapan kalsium karbonat menyebabkan berkurangnya CO32– dari

larutan, akan menghasilkan gerakan dengan arah yang berlawanan.



Jika ada penambahan asam kuat seperti HCl, penambahan ion H+ akan

bergabung dengan ion bikarbonat membentuk H2CO3. Hasilnya alkalinitas air akan

turun sementara kandungan total CO2 tetap. Oleh karena itu titik A akan bergerak ke

bawah. Jika penambahan asam kuat diteruskan dan ion H+ melebihi jumlah ion

negaif HCO3 – dan CO3

2– dan OH –, maka alkalinitas akan menjadi negatif.

Penambahan basa kuat seperti NaOH akan meningkatkan alkalinitas air tanpa

mempengaruhi kandungan total CO2. Oleh karena itu titik A akan bergerak ke atas.

Jika air laut berinteraksi dengan mineral, pengaruhnya akan equivalent dengan

penambahan asam atau basa ke dalam air. Jadi beberapa mineral clay dapat

menggabungkan Mg2+ dan OH – dari air ke dalam crystal latice mereka. Ini equivalen

dengan pengurangan OH –

atau penambahan H+

.

3. SIKLUS KARBONAT DI PERMUKAAN BUMI

Pengaruh jangka panjang penambahan air sungai ke laut. Karena air diuapkan

kembali, pengaruh bersih adalah naiknya kandungan HCO3 – air laut,

menyebabkan komposisi di Diagram Deffeyes bergerak ke atas kanan dengan sudut

45o. bagaimana perubahan ini diatasi? Proses utama di laut adalah pengendapan

kalsium karbonat, tertuama oleh tanaman dan hewan yang membangun kerangka

luar mereka dari CaCO3.

Pengendapan CaCO3 oleh tumbuhan dan hewan (membentuk kerangka)

• menetralkan fenomena no. 2 Deffeyes

• merubah alkalinitas dan total CO2 dengan ratio 2 : 1

• alkalinitas akan tetap, tapi kelebihan total CO2

• sisa CO2 ke atmosfer dan larut dalam air hujan

Air murni memiliki alkalinitas nol dan CaCO3 nol. Ketika CO2 larut dalam air murni,

akan menambah total CO2 tetapi alkalinitas tetap CO2 dalam air hujan jatuh ketanah, air karbonat bereaksi dengan batu kapur, melarutkan dan menghasilkan ion

Ca2+ dan HCO3-

CO3 + H2O → H2CO3

H2CO3 + CaCO3 → Ca2+ + 2HCO-

Air sungai kemudian masuk ke laut lagi untuk mengulangi siklus ini. Hasil bersih dari

siklus adalah larutnya batuan karbonat di daratan dan mengendapkannya di laut.

Konsentrasi di atmosfer dan laut konstan sama.



Siklus di alam lebih kompleks lagi di bandingkan dengan yang ditunjukan

gambar 21. 6 . kehancuran disebabkan oleh angin atau hujan oleh CO2 yang

tersimpan dalam air hujan melarutkan tidak hanya batuan karbonat, tetapi juga btuan

silikat. Di laut Si berinteraksi dengan air merubah alkilinitasnmya. Proses detail

bervariasi sesuai dengan tempat, tergantung batuan yang mengalami kerusakan. Di

pulau karbonat yang terisolasi dari laut, seperti Atol karang, proses utama ditunjukan

seperti gambar 21. 6. air hujan secara terus menerus melarutkan batu kapur yang

terbuka di pulau, sementara tumbuhan dan hewan mengendapkan kembali CaCO3

di perairan dangkal sekitar pulau.

4. SIKLUS KARBONAT

Ketika karbon dioksida larut dalam air, terjadi kombinasi dengan molekul air

membentuk molekul asam karbonat.

CO2 + H2O → H2CO3n

Atom karbon mengandung 6 elektron. Dalam molekul CO2, atom karbon berbagi

dua elektron dengan tiap-tiap atom oksigen, jadi memberikan mereka konfigurasi

elektron seperti neon. Ketika molekul CO2 kombinasi dengan molekul air, oksigen

dari molekul air juga berbagi dua elektron dengan atom karbon (Gambar 19-7).

Sebagai hasilnya, inti positif hidrogen dari air sangat lemah berpegangan ke molekul

H2CO3. Jika satu ion H+ hilang, molekul H2CO3 dirubah menjadi ion bikarbonat

(HCO3 –) yang bermuatan negatif.

H2CO3 → HCO3 – + H+

Ion bikarbonat dapat kehilangan ion H+ yang lain menjadi ion karbonat

bermuatan dua negatif.

HCO3 – → CO3

– + H+

Ion bikarbonat dan karbponat terbentuk dari CO2 terlarut, mereka dapat menarik

ion hidrogen dari larutan untuk menurunkan muatan mereka. Ada pertukaran ion



hidrogen secara konstan antara karbonat dan larutan. Konsentrasi relatif dari H2CO3,

HCO3 – dan CO3

= tergantung konsentrasi H+ dalam larutan. Pada pH rendah,

konsentrasi H+ tinggi akan dihasilkan dalam konsentrasi H2CO3 yang relatif tinggi.

Pada pH tinggi, CO3= merupakan bentuk karbonat yang melimpah. Bikarbonat akan

dominan pada konsentrasi ion hidrogen yang sedang (pertengahan). Konsentrasi

relatif dari ketiga ion dalam air laut merupakan fungsi dari pH.

FOSFOR

1. SENYAWA FOSFOR TERLARUT

Fosfor anorganik terlarut terdiri dari ion ortofosfat, pada salinitas 35 o/oo suhu

20oC, HPO4 – P 87%, PO4 – P 12% dan H2PO4 – P 1%.

Kadar fosfat (PO4 – P) di laut rata-rata 1 – 60 mg/m3, pada musim barat di

Indonesia bagian timur kadar fosfat 0,2 – 0,3 ug/l, pada musim timur 0,3 – 0,4 ug/l,

karena up welling di Laut Banda dan Arafura.

2. DAUR FOSFOR

Penyebaran fosfor dikendalikan factor fisika dan biologi. Daur fosfor bersifat

terbuka, fosfor yang mengendap sebagian mengalami regenenasi dan kembali ke

kolom air, sebagian berubah menjadi mineral, misal apatik Ca3(PO4)3(OH.F) yang

mengendap di dasar.

a. PENYEBARAN FOSFOR

Adenosine trifosfat dan berbagai ko-enzim nukliotid memegang peranan

penting dalam fotosintesis. Tumbuhan mendapatkan melalui asimilasi ortofosfat

yang larut. Absorpsi dan konversi ortofosfat menjadi fosfor organic terjadi siang dan

malam. Jika dalam air terdapat ≥10 µg P/l pertumbuhan fito tidak mengalami

hambatan. Di bawah itu laju pembelahan sel menurun (dan dihasilkan keturunan

yang defisien fosfat) dapat juga berhenti berfotosintesis.

Beberapa spesies fito dapat memanfaatkan fosfat organic terlarut (gliserofosfat

dan beberapa nukliotid).

b. REGENERASI

Fosfor organic, yang merupakan 75% dari senyawa fosfor yang diekskresi oleh

zooplankton oleh aktifitas bakteri atau enzimatik dirombak menjadi ortofosfat.

Berbeda dengan nitrogen, ekskresi fosfor minimal oleh zoo terjadi pada waktu fito

melimpah. Ini diperkirakan akibat dari ditimbunnya sebagian fosforlipid. Jika



kelimpahan fito sangat menurun, zoo menggunakan timbunan fosfolipid sebagai

sumber energi dan hasil sampingnya berupa senyawa fosfor diekskresikan.

3. KADAR DAN PENYEBARAN SENYAWA FOSFOR

penyebarannya sama dengan nitrat. Kadar maksimum fosfat terdapat di

kedalaman di bawah kadar oksigen minimum dan karbondioksida maksimum. Ada

hubungan linier antara kadar fosfat dan karbondioksida di termoklin, ini menunjukkan

bahwa regenerasi fosfat dan karbondioksida terjadi secara simultan. Di bawah

kedalaman dimana kadar fosfat maksimum, kadar fosfat konstan, akibat proses

difusi pusaran vertical.

Di permukaan kadar fosfat organic dapat mencapai 50% kandungan fosfat total.

Semakin dalam kadar fosfat organic ini menurun, sesudah kedalaman 1000 m,

kadarnya dapat diabaikan.

4. FITOPLANKTON

Rumus kimia empiric komposisi fitoplankton.

(CH20)106 (NH3)16 H3PO4

Regenerasi oksidatif akan menghasilkan nitrat dan fosfat, terjadi di bawah zona

eufotik.

(CH20)106 (NH3)16 H3PO4 + 138 O2

106 CO2 + 122 H2O + 16 NO3 – + PO4

3– + 19 H+

5. SIKLUS KARBONAT DALAM LAUT

Dalam Gambar 21-1 terlihat bahwa alkalinitas dan konsentrasi total CO2 di laut

bervariasi tergantung kedalaman. Di bawah permukaan laut dan jauh dari pantai

tidak ada penambahan HCO3– dari sungai dan tidak ada pertukaran CO2 dengan



atmosfer. Organisme dalam laut, berinteraksi dengan sistem karbonat dalam dua

cara. Tanaman merubah karbon dioksida untuk mensintesis bahan organik,

sementara hewan membakar bahan organik dan menambah CO2. Perubahan CO2

oleh tanaman membutuhkan cahaya dan oleh karena itu terbatas di kawasan bagian

atas dari laut, sementara hewan dapat menambah CO2 ke air laut di seluruh

kedalaman.

Kenyataannya bahwa respirasi oleh hewan di kedalaman, air gelap menaikkan

kandungan total CO2, sementara alkalinitas tetap tidak berubah (Gambar 21-1)

yang mana titik dari level lebih dalam berpindah secara cepat ke kanan.

Bagaimanapun juga gambar tersebut menunjukkan bahwa semakin dalam ada

sedikit kenaikan alkalinitas. Hasil ini dari interaksi air laut dengan kalsium

karbonat. Zat (substansi) ini mengendap dalam sel berbagai hewan dan tanaman

membentuk kerangka luar atau dalam. Banyak hewan yang menyebar dalam laut,

dan ketika mati kerangkanya mengendap di dasar laut. Hewan dan tanaman yang

lain hidup permukaan.

tugas oceanografi kirim e mail.doc

Documents

Transcript of tugas oceanografi kirim e mail.doc