KERUSAKAN KARANG OLEH AKTIVITAS MANUSIA SECARA TIDAK LANGSUNG : “Peningkatan Laju Industri Dan Global Warming Yang Berdampak Pada Pengasaman Laut Dan Kerusakan Terumbu Karang

Kerusakan ekosistem terumbu karang tidak terlepas dari aktivitas manusia baik di daratan maupun pada ekosistem pesisir dan lautan. Kegiatan manusia di daratan seperti industri, pertanian, rumah tangga akhirnya dapat menimbulkan dampak negatif bukan saja pada perairan sungai tetapi juga pada ekosistem terumbu karang atau pesisir dan lautan. Suatu kenyataan menunjukkan bahwa luasan terumbu karang di Indonesia dari tahun ke tahun terus mengalami penurunan dan mengalami kerusakan. Kondisi ini semakin lama semakin mengkhawatirkan dan apabila keadaan ini tidak segera ditanggulangi akan membawa bencana besar bagi kehidupan biota laut dan kesejahteraan masyarakat dan bangsa Indonesia.

Menurut Ministery of State for Environment (1996) dari luas terumbu karang yang ada di Indonesia sekitar 50.000 km² diperkirakan hanya 7 % terumbu karang yang kondisinya sangat baik, 33 % baik, 46 % rusak dan 15 % lainnya kondisinya sudah kritis (Supriharyono, 2000). Kerusakan terumbu karang ini dipastikan sebagai akibat aktivitas manusia yang secara langsung dan tidak langsung, sengaja atau tidak tanpa memperhitungkan dampak negatif yang mungkin ditimbulkannya.

A.    Peningkatan Industri dan Pemanasan Global

Bumi ini sebetulnya secara alami menjadi panas karena radiasi panas matahari yang masuk ke atmosfer. Panas ini sebagian diserap oleh permukaan Bumi lalu dipantulkan kembali ke angkasa. Karena ada gas rumah kaca di atmosfer, di antaranya karbon dioksida (CO2), metana (CH4), nitro oksida (N2O), sebagian panas tetap ada di atmosfer sehingga Bumi menjadi hangat pada suhu yang tepat (60ºF/16ºC) bagi hewan, tanaman, dan manusia untuk bisa bertahan hidup. Mekanisme inilah yang disebut efek gas rumah kaca. Tanpa efek gas rumah kaca, suhu rata-rata di dunia bisa menjadi -18ºC. Sayangnya, karena sekarang ini terlalu banyak gas rumah kaca di atmosfer, terlalu banyak panas yang ditangkapnya. Akibatnya, Bumi menjadi semakin panas.

Pemanasan Global adalah meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi akibat peningkatan jumlah emisi Gas Rumah Kaca di atmosfer. Pemansan global terjadi ketika ada konsentrasi gas-gas tertentu yang dikenal dengan gas rumah kaca, yg terus bertambah di udara, hal tersebut disebabkan oleh tindakan manusia, kegiatan industri, khususnya CO2 dan chlorofluorocarbon. Yang terutama adalah karbon dioksida, yang umumnya dihasilkan oleh penggunaan batubara, minyak bumi, gas dan penggundulan hutan serta pembakaran hutan.

Industri yang dapat meningkatkan gas umah kaca antaralain ialah industri pertambangan, perternakan, pertanian, pabrik-pabrik dan lain sebagainya.

Asam nitrat dihasilkan oleh kendaraan dan emisi industri, sedangkan emisi metan disebabkan oleh aktivitas industri dan pertanian. Chlorofluorocarbon CFCs merusak lapisan ozon seperti juga gas rumah kaca menyebabkan pemanasan global, tetapi sekarang dihapus dalam Protokol Montreal. Karbon dioksida, chlorofluorocarbon, metan, asam nitrat adalah gas-gas polutif yang terakumulasi di udara dan menyaring banyak panas dari matahari. Sementara lautan dan vegetasi menangkap banyak CO2, kemampuannya untuk menjadi “atap” sekarang berlebihan akibat emisi. Ini berarti bahwa setiap tahun, jumlah akumulatif dari gas rumah kaca yang berada di udara bertambah dan itu berarti mempercepat pemanasan global.

Sepanjang seratus tahun ini konsumsi energi dunia bertambah secara spektakuler. Sekitar 70% energi dipakai oleh negara-negara maju; dan 78% dari energi tersebut berasal dari bahan bakar fosil. Hal ini menyebabkan ketidakseimbangan yang mengakibatkan sejumlah wilayah terkuras habis dan yang lainnya mereguk keuntungan. Sementara itu, jumlah dana untuk pemanfaatan energi yang tak dapat habis (matahari, angin, biogas, air, khususnya hidro mini dan makro), yang dapat mengurangi penggunaan bahan bakar fosil, baik di negara maju maupun miskin tetaplah rendah, dalam perbandingan dengan bantuan keuangan dan investasi yang dialokasikan untuk bahan bakar fosil dan energi nuklir.

Pemanasan global mengakibatkan dampak yang luas dan serius bagi lingkungan bio-geofisik (seperti pelelehan es di kutub, kenaikan muka air laut, perluasan gurun pasir, peningkatan hujan dan banjir, perubahan iklim, punahnya flora dan fauna tertentu, migrasi fauna dan hama penyakit, dsb). Sedangkan dampak bagi aktivitas sosial-ekonomi masyarakat meliputi : (a) gangguan terhadap fungsi kawasan pesisir dan kota pantai, (b) gangguan terhadap fungsi prasarana dan sarana seperti jaringan jalan, pelabuhan dan bandara (c) gangguan terhadap permukiman penduduk, (d) pengurangan produktivitas lahan pertanian, (e) peningkatan resiko kanker dan wabah penyakit, dan sebagainya.

Hal yang menjadi pembahasan utama dalam makalah ini ialah dampak dari pemanasan global terhadap pengasaman laut dan pengaruhnya terhadap kerusakan terumbu karang.

A.    Pemanasan Global dan Pengasaman Laut

Lautan menyerap CO₂ dari atmosfer sekitar 2,2 giga ton per tahun atau 30 % dari total CO₂ yang dihasilkan oleh aktivitas manusia. CO₂ yang masuk ke dalam laut berbentuk asam karbonat (carbonat acid) yang akan membuat laut semakin asam. Hal ini akan membuat pH air laut turun dan juga menurunkan konsentrasi ion karbonat. Berkurangnya ion karbonat akan menurunkan kemampuan karang untuk membangun kerangka dan strukturnya. Pertukaran CO_2­ di lautan dalam skala global sebenarnya seimbang, akan tetapi pengaruh keadaan setempat seperti fluktuasi suhu permukaan laut, tingkat kegaraman (salinitas), kecepatan angin, kandungan CO₂ di atmosfer dan lautan, reaksi kimia dengan spesies di permukaan laut serta aktivitas biologi lautan mempengaruhi besarnya fluktuasi CO₂ antara lautan dan atmosfer.

Laut mempunyai arti penting dalam siklus karbon, karena siklus karbon sebagian besar terjadi di laut. Menurut ahli biologi, hanya 10 % siklus karbon yang terjadi di darat, sedangkan sisanya terjadi di laut. Arti penting itu semakin disadari padacsaat ini, saat dimana isu pemanasan global menjadi perhatian penting. Pemanasan Global (Global Warming) merupakan peningkatan suhu rata-rata atmosfer, bumi, maupun lautan. Hal ini diakibatkan karena adanya peningkatan atau pertambahan jumlah gas rumah kaca (GRK), antara lain karbon monoksida (CO), CFC, O₃, khususnya karbon dioksida. Pengasaman laut merupakan konsekuensi langsung dari meningkatnya emisi karbon dioksida.

Pengasaman laut ialah perubahan kimia air laut akibat peningkatan karbon dioksida di atmosfer. Karbon dioksida (CO₂) yang terserap oleh air laut inilah yang mengakibatkan perubaha kimia air laut. Karbon dioksida dalam air dapat menimbulkan pembentukan asam karbonat (H₂CO₃), sehingga menyebabkan pH laut turun sebesar 0,1 unit. Meskipun ini terlihat seperti bukan sebuah perubahan besar, namun skala pH adalah skala logaritma. Dengan demikian, 0,1 satuan perubahan pH diterjemahkan ke dalam peningkatan 30 % pada ion hidrogen. Bahkan diproyeksikan turun lagi sebesar 0,3-0,4 unit pada akhir abad ini bila emisi gas CO₂ terus bertambah.

Pergeseran zat-zat kimiawi dalam lautan tidak hanya meningkatkan keasaman tetapi juga mengurangi ketersediaan ion karbonat yang banyak digunakan hewan untuk membangun kerangka yang terbuat dari kalsium karbonat. Penurunan ini membuat organisme seperti karang dan moluska berjuang untuk membangun dan memelihara struktur pelindung mereka. Jika tekanan terhadap mereka besar, maka kemungkinan kepunahan populasi tidak dapat terhindarkan, termasuk ekosistem terumbu karang di Florida.

B.     Mekanisme Pengasaman Laut Dan Pengaruhnya Terhadap Terumbu Karang

Pemanasan global atau biasa disebut global warming merupakan suatu fenomena yang terjadi sejak ditemukannya mesin uap oleh James Watt sehingga menyulut sebuah revolusi besar di Inggris, yaitu Revolusi Industri. Secara singkat pemanasan global dapat diartikan sebagai fenomena meningkatnya suhu rata-rata permukaan bumi akibat gas rumah kaca yang terus terakumulasi di atmosfer. Kontributor terbesar pemanasan global saat ini adalah karbon dioksida(CO₂), metana (CH₄) yang dihasilkan agrikultur dan peternakan (terutama dari sistem pencernaan hewan-hewan ternak), Nitrogen Oksida (NO) dari pupuk, dan gas-gas yang digunakan untuk kulkas dan pendingin ruangan (CFC). Rusaknya hutan-hutan yang seharusnya berfungsi sebagai penyimpan CO₂ juga makin memperparah keadaan ini karena pohon-pohon yang mati akan melepaskan CO₂ yang tersimpan di dalam jaringannya ke atmosfer.

Global warming dan pengasaman laut mempunyai hubungan yang sangat erat, dapat diibaratkan seperti ini global warning membawa malapetaka di daratan, dan asidifikasi (pengasaman laut) membawa malapetaka bagi spesies laut. Global warming juga berkontribusi terhadap meningkatnya permukaan air laut dan suhu rata-rata air laut. Ocean acidification (pengasaman laut) adalah istilah yang diberikan untuk proses turunnya kadar pH air laut yang kini tengah terjadi akibat penyerapan karbon dioksida di atmosfer yang dihasilkan dari kegiatan manusia (seperti penggunaan bahan bakar fosil). Air laut bersifat sedikit basa dengan derajat keasaman (pH) sekitar 8,2 di dekat permukaan air laut. sejauh ini sejumlah emisi karbon dioksida yang terlarut dalam lautan menurunkan pH air laut sekitar 0,1 (berdasarkan penelitian yang dilakukan oleh National Research Council).

Penurunan pH 0,1 berarti air menjadi 30 persen lebih asam dari kondisi sebelumnya. Jika carbon dioksida terakumulasi secara terus-menerus, diperkirakan tingkat keasaman laut akan turun menjadi 7,8 pada tahun 2100. Pada saat itu air akan menjadi 150 persen lebih asam dibandingkan pada tahun 1800. Tidak ada negosiasi dalam perjanjian pembahasan khusus efek penyerapan karbon di lautan, di mana hasil studi menunjukkan absorbsi karbon adalah kunci yang merusak makhluk berkerangka keras di lautan. Karbon dioksida (CO₂) merupakan sumber utama yang menyebabkan laut kian asam. Oksida asam yang satu ini dapat berasal dari berbagai aktifitas, diantaranya hasil buangan industry, peternakan, kendaraan, pembukaan lahan; dapat dikatakan bahwa sesuatu yang sifatnya menghasilkan energi sepertinya menghasilkan gas ini. Bahkan manusia juga menyuplai CO₂ melalui proses pernapasan.

Peningkatan suhu permukaan laut menyebabkan daya larut (solubilitas)nya semakin berkurang. Dalam prosesnya, apabila tekanan parsial gas karbon dioksida di atmosfer lebih tinggi dari tekanan di dalam air laut, maka laut akan menyerap karbon. Artinya, bila suhu permukaan laut lebih rendah dari atmosfer (konsentrasi gas CO₂ lebih besar/jenuh di atmosfer, maka pergerakan CO₂ adalah dari atmosfer menuju laut. Sebaliknya, laut akan melepas karbon bila tekanan parsial (tekanan yang diberikan oleh komponen-komponen gas dalam campuran gas) gas karbon dioksida di dalam air laut lebih tinggi dari tekanan di atmosfer.

Karbon dioksida (CO₂) masuk dari atmosfer ke lautan melalui bubble (media penghubung pertukaran gas-gas antara laut dan atmosfer). Bubble ialah gelembung-gelembung air yang terbentuk akibat deburan ombak. Banyak sedikitnya gelembung-gelembung dipengaruhi oleh kecepatan angin. Hal inilah yang membuat kecepatan angin berpengaruh terhadap interaksi pertukaran CO₂ antara laut dan atmosfer. Kelarutan CO₂ di laut dipengaruhi oleh suhu permukaan air laut dan salinitasnya. Kecepatan pertukaran gas antara lautan degan atmosfer dipengaruhi oleh suhu permukaan laut dan kecepatan angin.

Karbon dioksida (CO2) yang diserap oleh lautan dapat menjadi asam ketika bereaksi dengan air (H₂O) sehingga disebut oksida asam. Reaksi tersebut menghasilkan senyawa asam karbonat (H₂CO₃) yang merupakan asam lemah.

CO_2(g) + H₂O_(l)                 H₂CO_3(aq)

Seperti semua asam, asam karbonat kemudian melepaskan ion hidrogen (H⁺) ke dalam lautan (spesi yang mengindikasikan larutan bersifat asam menurut teori Asam Basa Arrhenius).

H₂CO_3(aq)                    H⁺_(aq) + HCO₃^-_(aq)

Keasaman air laut ditentukan oleh konsentrasi ion hidrogen. Oleh karena itu, peningkatan ion hidrogen dari pnyerapan karbon dioksida menurunkan pH laut dan meningkatkan keasamannya. Selain melepaskan ion hidrogen, asam karbonat juga membentuk ion bikarbonat (HCO₃^-). Karbonat dan ion bikarbonat sebenarnya berada dalam kesetimbangan satu sama lainnya. Namun saat CO₂ berlebih memasuki lautan, maka akan menghasilkan banyak ion bikarbonat sehingga terjadi pergeseran kesetimbangan pada ion karbonat. Proses ini menghabiskan jumlah ion karbonat yang tersedia bagi kehidupan laut.

Air laut menjadi kekurangan persediaan karbonat akibat pembentukan ion bikarbonat. Padahal ion karbonat merupakan zat yang digunakan oleh puluhan riu spesies hewan laut untuk membentuk cangkang dan tulang (kerangka) serta karang. Jika keasaman lautan cukup tinggi, air laut menjadi korosif dan melarutkan cangkang, melemahkan pertumbuhan hewan lautdan terumbu karang beserta jutaan spesies yang bergantung padanya.

Reaksi pembentukan karang dan cangkang adalah sebagai berikut :

Ca²⁺ +CO₃^2-               CaCO₃ (kalsium karbonat/ zat kapur)

            Kalsifikasi merupakan proses yang menghasilkan kapur dan pembentukan rangka karang yang terjadi pada bagian ektodermis (calicoblastic layer). Pada kenyataannya, proses kalsifikasi ini sangat dipengaruhi oleh kadar karbon di perairan derajat keasaman (pH).

 

Dimana Ca²⁺  yang dibutuhkan untuk proses ini berasal dari lingkungan perairan sendiri. Sedangkan apabila jumlah karbon yang masuk ke perairan laut semakin bertambah dan semakin banyak, maka ion Ca²⁺ yang dibutuhkan oleh karang untuk proses kalsifikasi (pembentukan kerangka kapur) dan makhluk hidup bercangkang lainnya akan semakin berkurang akibat pengikatan Ca²⁺ oleh ion H⁺ untuk menjaga pH air laut agar tetap basa (mengingat air laut sebagai penyangga terbesar).

 

Jika suplai karbonat berkurang, maka karang harus mengeluarkan energi yang lebih banyak untuk mengumpulkan ion tersebut. Bahkan bukan hanya melemahkan pertumbuhan karang, jika keasaman laut cukup tinggi, air laut akan menjadi korosif dan melarutkan cangkang atau kerangka kapur.

Seperti pada gambar di atas, pada lapisan calicoblastic layer (yaitu lapisan di mana kerangka kapur mengalami pembentukan), terdapat mitokondria yang berfungsi mengahasilkan energi yang berguna bagi karang untuk mentrasfer ion H⁺ yang bersifat asam ke lapisan coelenteron yang berada di atasnya. Hal tersebut dilakukan untuk mejaga agar pH pada lapisan calicoblastic layer tetap basa agar pembentukan kerangka kapur dapat terus berlangsung, mengingat bahwa pH asam akan sangat korosif dan dapat melarutkan atau meruntuhkan CaCO₃ di dalam kerangka kapur sehingga pembentukan kerangka kapur akan sangat sulit terjadi bahkan tidak akan berlangsung.

C.    Contoh Kasus

Jurnal : “Decadal Changes in Oyster Reefs in The Big Bend of Florida’s Gulf Coast”

(Perubahan (dalam sepuluh tahun terakhir) terhadap Terumbu Karang dan Tiram di Big Bend, Pesisir Teluk Florida)

Contoh kasus tersebut merupakan contoh terjadinya kerusakan terumbu karang dan tiram-tiraman di daerah Big Bend, Florida, Amerika Serikat akibat pengasaman laut oleh kegiatan industri. Penulis melakukan di daerah Big Bend, Florida yang membentang sepanjang wilayah pesisir Cedar Key (Horseshoe Beach, Florida). Dalam jurnalnya penulis membangun peta batas spasial dan kondisi relatif sumber daya terumbu karang dan tiram selama periode 29 tahun tersebut. Hal ini dilakukan untuk memberikan perkiraan perubahan spasial luasnya terumbu dan tiram, jenis terumbu dan tiram, serta struktur populasi (kematian terumbu karang dan tiram).

Dengan diketahui data mengenai pH dari beberapa tahun terakhir dan perubahan spasial luasnya terumbu dan tiram, jenis terumbu dan tiram, serta struktur populasi (kematian terumbu karang dan tiram), maka dapat diketahui seberapa jauh pemanasan global, khususnya pengasaman laut telah mempengaruhi ekosistem terumbu karang di Florida.

Amerika Serikat adalah penyumbang terbesar untuk pemanasan global, memiliki tanggung jawab untuk hampir seperempat dari semua emisi karbon yang dibuat manusia. Setiap hari, Amerika rata-rata menyumbangkan sekitar 118 pon karbon dioksida ke atmosfer (sebagian besar hasil industri dan kegiatan yang menggunakan bahan bakar fosil). Secara tahunan, rata-rata Amerika menambahkan 22 ton karbon dioksida ke atmosfer. Pada tahun 2003, Amerika memproduksi 6,5 milyar dari 27,7 miliar ton karbon dioksida yang dihasilkan, dan angka ini bertambah setiap tahunnya.

Florida, sebuah negara bagian di AS yang terletak di Tenggara Amerika Serikat, berbatasan dengan Albama dan Georgia. Terletak pada 24^o 27’ LU – 31^oLU dan 80^o 02’ BB – 87^o BB. Sebagian besar wilayah Florida berupa semenanjung yang dibatasi oleh Teluk Meksiko dan Samudera Atlantik. Florida memiliki terumbu karang yang paling luas di seluruh Amerika Serikat (terbesar ketiga di dunia).

Oleh karena itu, pemanasan global sangat berpengaruh pada wilayah Florida, terutama pengaruh kondisi pengasaman laut terhadap ekosistem terumbu karang dan sumber daya lautnya. Pemanasan global memberikan konstribusi terhadap ancaman kehidupan laut dan pesisir Florida.

DAFTAR PUSTAKA

Anonim. 2006. Proses Pengasaman Laut. http://oseanografi.wordpress.com. Dikases tanggal 8/04/2012/pukul 21.00 WIB

Anonim. 2008. Asidifikasi Lautan. http://blogtrikdantips.blogspot.com. Dikases tanggal 8/04/2012/pukul 20.00 WIB

Anonim. 2011. Lautan Mengasam : Terumbu Karang Butuh Perlindungan. http://agentpantaicarita.wordpress.com. Diakses tanggal 8/04/2012/pukul 08.00 WIB

Dewi. 2009. Pengasaman Laut Mengancam Organisme Lautan. http://www.goblue.or.id. Dikases tanggal 8/04/2012/pukul 20.00 WIB

Feely, Richard. A, dkk. 2006. Carbon Dioxide and Our Ocean Legacy. San Marcos : California State University

Mardesyawati, Aar. 2011. Siklus Karbon di Laut. http://www.beritadaerah.com. Dikases tanggal 8/04/2012/pukul 21.00 WIB

NDRC. 2007. Global Warming’s Effect on Florida’s Oceans and Coasts Demand Immediate Action. United States : Florida

Safrizal, Rino. 2011. Asidifikasi Lautan dan Dampaknya Terhadap Terumbu Karang. http://downloadmaterikimia.blogspot.com. Diakses tanggal 8/04/2012/pukul 21.30 WIB

Seavey, J.R, dkk. 2011. Decadal Changes in Oyster Reefs in The Big Bend of Florida’s Gulf Coast. United States : Florida