Dilihat dari luar angkasa, planet kita jelas didominasi oleh fitur alam terbesarnya — yang luas, dalam, dan massa air laut yang saling berhubungan — Samudra Global. Global Ocean memiliki luas sekitar 362juta kilometer persegi, kedalaman rata-rata 3.682 meter, dan berisi sejumlah besarair — sekitar 1,34 miliar kilometer kubik, yang merupakan sekitar 97 persen dari semua air ituada di planet kita. Seperti yang diamati oleh penulis sains Arthur C. Clarke: 'Sungguh tidak pantas menyebut iniplanet Bumi, ketika jelas itu adalah Samudra.
Geografi Samudra Global
Global Ocean telah dibagi menjadi lima samudra regional — Pasifik, Atlantik, India,Arktik, dan lautan Selatan, yang terakhir membentang dari pantai Antartika ke garis lintang di 60 ° S (lihat Gambar 1 ). Banyak daerah marjinal dari lautan regional ini dikenal dengan sebutanlaut, misalnya Laut Karibia atau Laut Merah.
 |
1. Samudra Global.
Lautan adalah cekungan besar yang dipenuhi air laut yang memiliki fitur struktural yang khas (lihat Gambar 2).Tepi setiap cekungan terdiri dari dangkal, landai landai dari benua yang berdekatanmassa dan disebut landas kontinen. Rak kontinental biasanya memanjang hingga ke kedalaman abeberapa ratus meter dan bervariasi dari beberapa kilometer hingga lebarnya ratusan kilometer.
|
 |
2. Potongan melintang diagram cekungan laut.
Di tepi luar landas kontinen, dasar samudera turun dengan tiba-tiba dan curam untuk membentukkemiringan benua, yang memanjang hingga kedalaman 2-3 kilometer. Kemiringan benua kemudian membericara menuju kenaikan benua yang lebih landai yang turun satu kilometer atau lebih untuk bergabung dengan ahamparan luas dasar datar, lunak, samudera — dataran abyssal — yang membentang di kedalaman sekitar 4–6kilometer dan menyumbang sekitar 76 persen dari dasar Samudra Global.
|
Dataran abyssal ditranseksi oleh punggungan laut yang luas — rantai gunung bawah lautdiciptakan oleh aktivitas vulkanik yang intens — yang menjulang ribuan meter di atas abyssal di sekitarnyadataran. Punggung bukit di tengah lautan membentuk rantai pegunungan berkelanjutan yang memanjang secara linear untuk 65.000kilometer melintasi lantai cekungan Samudra Global — mirip dengan jahitan dengan bisbol.
Di beberapa tempat di sepanjang tepi dataran abyssal dasar laut dipotong oleh parit sempit ituterjun ke kedalaman yang luar biasa — 3-4 kilometer di bawah dasar laut di sekitarnya — dan sekarangpanjang ribuan kilometer tetapi lebarnya hanya puluhan kilometer. Untuk memberikan rasa komparatifskala, Grand Canyon rata-rata sekitar 1,6 kilometer, panjangnya 446 kilometer, dan sekitar 16lebar rata-rata kilometer. Bagian terdalam yang diketahui dari Samudra Global — sekitar 11 kilometer di bawah permukaan laut — berada di dasar salah satu parit seperti itu, Palung Mariana, yang terletak di lepas Jepang dan Jepang Kepulauan Filipina.
Gunung laut adalah fitur khas lain dari cekungan laut. Mereka biasanya kapal selam yang punah gunung berapi yang naik 1.000 atau lebih meter di atas dasar laut di sekitarnya tetapi tidak mencapai permukaan laut. Dengan demikian puncak mereka ratusan hingga ribuan meter di bawah permukaan laut.Seamount umumnya terjadi dalam rantai atau cluster dalam kaitannya dengan pegunungan tengah laut, meskipun beberapabangkit dari dasar laut sebagai fitur soliter. Global Ocean berisi sekitar 100.000 atau lebih gunung bawah laut yang naik lebih dari 1 kilometer di atas dasar laut dalam di sekitarnya, dan sekitar 13.000 gunung bawah laut yang naik lebih dari 1,5 kilometer.
Habitat laut
Organisme laut hidup di seluruh Lautan Global, dari permukaannya yang diterangi matahari hingga bagian bawahnya parit terdalam. Mereka dapat hidup di lautan terbuka, disebut zona pelagis, atau dalam pergaulandengan dasar lautan, zona bentik. Organisme kecil yang hidup di zona pelagis dikenal sebagai plankton. Fitoplankton adalah organisme planktonik yang mampu membuat makanan mereka sendiri oleh fotosintesis; sedangkan zooplankton adalah hewan planktonik kecil.
Hewan yang lebih besar yang aktif berenang melalui air disebut sebagai nekton.Kolonisasi ini setiap bagian dari lingkungan laut oleh makhluk hidup sekarang diterima begitu saja,meskipun pada abad ke - 19 secara luas diyakini bahwa tidak ada kehidupan dalam apa yang kemudian disebut 'zona azoik' — bagian mana pun dari lautan di bawah 300 depa (sekitar 550 meter). Ini lingkungan dianggap sebagai zona mati kegelapan, terlalu tidak ramah untuk bentuk kehidupan apa pun. Gagasan ini dengan tegas dimakamkan setelah ekspedisi bersejarah HMS Challenger (1872–6), kapal pertama yang menuju mengeksplorasi bagian-bagian yang lebih dalam dari cekungan samudera dan untuk menemukan kehidupan laut sampai kedalaman hampir 6.000 meter.Kita sekarang tahu bahwa samudera secara harfiah penuh dengan keanekaragaman kehidupan yang sangat besar. Virus, paling banyakbentuk kehidupan primitif, sangat melimpah, terjadi pada konsentrasi puluhan miliar perliter air laut; bakteri muncul pada konsentrasi satu miliar atau lebih per liter; fitoplankton pada usia puluhanjutaan per liter; zooplankton dalam ribuan per liter; dan ratusan ribuspesies invertebrata, ikan, mamalia, dan reptil hidup dalam jumlah besar di seluruh duniaLautan.Jadi, lingkungan macam apa yang ditempati oleh kebanyakan kehidupan ini?
Salinitas
Air di lautan adalah dalam bentuk air laut, minuman encer ion terlarut, atau garam. Khloridadan ion natrium adalah garam utama dalam air laut, bersama dengan sejumlah kecil ion lain seperti itu sebagai sulfat, magnesium, kalsium, dan kalium (lihat Tabel 1 ).Tabel 1. Ion utama dalam air lautIonBerat (gram / kilogram air laut)Klorida (Cl−)19.35Sodium (Na +)10.76Sulphate ()2.71Magnesium (Mg2 +)1.29Kalsium (Ca2 +)0,41Kalium (K +)0,40Total34,92Jumlah total garam terlarut dalam air laut disebut salinitasnya. Air laut biasanya memiliki salinitassekitar 35 — setara dengan sekitar 35 gram garam dalam satu kilogram air laut. Tapi ini bisa bervariasi,khususnya di teluk tertutup sebagian yang memiliki tingkat penguapan yang tinggi, yang meningkatkan salinitas,atau untuk aliran air tawar dalam bentuk hujan, aliran sungai, atau lelehan es, yang menekan salinitas.
Suhu
Sebagian besar organisme laut terpapar pada air laut yang berada dalam suhu sedangjangkauan dibandingkan dengan karakteristik ekstrem lingkungan terestrial. Permukaan air di daerah tropisbagian dari cekungan samudra secara konsisten hangat sepanjang tahun, mulai dari sekitar 20–7 ° C, dan naik hingga sekitar 30 ° C di teluk tropis dangkal di puncak musim panas. Di sisi lain, permukaan air laut di bagian kutub cekungan lautan bisa sedingin -1,9 ° C.Suhu lautan biasanya menurun dengan kedalaman, tetapi tidak dengan cara yang seragam. Zona berbeda daritransisi suhu yang cepat sering hadir yang memisahkan air laut hangat di permukaan dari pendinginair laut yang lebih dalam. Zona ini disebut lapisan termoklin (lihatGambar 3).
 |
3. Profil khas laut tropis yang menunjukkan lapisan termoklin dan zona minimum oksigen. |
Perubahan iklim global yang disebabkan oleh manusia, yang menghasilkan peningkatan rata-rata udara globalsuhu, juga mengakibatkan kenaikan suhu lautan. Lautan menyerap hampir semuakehangatan tambahan yang diciptakan dari emisi gas rumah kaca manusia dan efek rumah kaca yang dihasilkan;selama empat puluh tahun terakhir lautan telah menyerap 93 persen panas tambahan yang menakjubkandibuat. Heat sink laut ini telah memainkan peran utama dalam melindungi manusia dari iklimberubah dengan memoderasi kenaikan suhu atmosfer yang akan terjadi sebaliknya. Untukletakkan ini dalam perspektif, jika panas yang dihasilkan antara tahun 1955 dan 2010 semuanya masuk ke bumiatmosfer bukannya lautan, rata-rata suhu udara permukaan global akan meningkatsekitar 36 ° C, bukannya kenaikan 1,1 ° C sejauh ini.
Akibatnya, bagaimanapun, perairan permukaan sebagian besar Samudra Global sekarang mendekati 1 ° C lebih hangatdari 140 tahun yang lalu dan di beberapa tempat lebih dari 3 ° C lebih hangat. Kemudian di abad ini, suhu akanmulai meningkat di bagian lautan yang lebih dalam serta air laut permukaan yang lebih hangat perlahandicampur ke kedalaman yang lebih dalam. Tren pemanasan ini menyebabkan penurunan cepat dalam ketebalan dan cakupanes laut di Samudra Arktik dan penipisan rak es di Antartika. Ini juga berdampak padaorganisme laut dan berfungsinya ekosistem laut dalam berbagai cara penting yang kitaakan mengeksplorasi seluruh volume ini.
Akibatnya, bagaimanapun, perairan permukaan sebagian besar Samudra Global sekarang mendekati 1 ° C lebih hangatdari 140 tahun yang lalu dan di beberapa tempat lebih dari 3 ° C lebih hangat. Kemudian di abad ini, suhu akanmulai meningkat di bagian lautan yang lebih dalam serta air laut permukaan yang lebih hangat perlahandicampur ke kedalaman yang lebih dalam. Tren pemanasan ini menyebabkan penurunan cepat dalam ketebalan dan cakupanes laut di Samudra Arktik dan penipisan rak es di Antartika. Ini juga berdampak padaorganisme laut dan berfungsinya ekosistem laut dalam berbagai cara penting yang kitaakan mengeksplorasi seluruh volume ini.
Cahaya
Jumlah sinar matahari yang menghantam permukaan laut sangat bervariasi tergantung waktu,tutupan awan, waktu tahun, dan garis lintang. Kedalaman yang dikelola oleh sinar matahari inimenembus permukaan lautan (lapisan yang diterangi matahari atau zona fotografis lautan) sangat bergantung padajumlah partikel tersuspensi di air laut. Ini terdiri dari campuran sedimen tersuspensidan bahan organik yang hidup dan mati. Sebagai aturan praktis, cahaya tidak menembus banyak hal150-200 meter di sebagian besar Samudra Global, dengan cahaya merah diserap dalam beberapa yang pertamameter dan lampu hijau dan biru menembus bagian terdalam. Di laut pantai beriklim sedang, cahaya dapat menembushanya beberapa puluh meter pada waktu - waktu tertentu dalam setahun karena banyaknya jumlah partikel diair laut.Tekanan
Tekanan adalah fitur yang menentukan dari lingkungan laut. Di lautan, tekanan meningkat sebesar aatmosfer tambahan setiap 10 meter (satu atmosfer tekanan kira-kira setara dengan udaratekanan di permukaan laut). Dengan demikian, organisme yang hidup di kedalaman 100 meter di landas kontinenmengalami tekanan sepuluh kali lebih besar dari organisme yang hidup di permukaan laut; makhluk hidup di 5kilometer dalam pada dataran abyssal mengalami tekanan sekitar 500 kali lebih besar dari padapermukaan; organisme-organisme yang tinggal di bagian yang lebih dalam dari parit samudera tunduk pada tekanansekitar 1.000 kali lebih besar dari penghuni permukaan laut — tekanan pada kedalaman ini sama dengan besar10.000 ton per meter persegi.Oksigen
Oksigen terlarut cukup melimpah di sebagian besar Samudra Global. Namun demikian jumlah oksigen dalam air laut jauh lebih sedikit daripada di udara — air laut pada 20 ° C mengandung sekitar 5,4mililiter oksigen per liter air laut, sedangkan udara pada suhu ini mengandung sekitar 210mililiter oksigen per liter. Semakin dingin air laut, semakin banyak oksigen yang dikandungnya; sebagai contoh,air laut pada 0 ° C mengandung sekitar 7,8 mililiter oksigen per liter.Oksigen tidak didistribusikan secara merata dengan kedalaman di lautan. Kadar oksigen biasanya tinggi dan tipislapisan permukaan 10-20 meter. Di sini oksigen dari atmosfer dapat dengan bebas berdifusi ke dalamair laut, ditambah ada banyak organisme fitoplanktonik di zona fotik yang menghasilkan oksigenmelalui fotosintesis.
Konsentrasi oksigen kemudian sering berkurang dengan cepat dengan kedalaman mencapai sangattingkat rendah, kadang mendekati nol, pada kedalaman sekitar 200-1.000 meter. Wilayah ini disebutsebagai zona minimum oksigen (lihat Gambar 3). Zona ini dibuat oleh tingkat pengisian ulang yang rendahOksigen menyebar ke bawah dari lapisan permukaan lautan, dikombinasikan dengan tingkat penipisan yang tinggioksigen dengan pembusukan bakteri dari bahan organik partikulat yang tenggelam dari permukaan.Di bawah zona minimum oksigen, kandungan oksigen meningkat dengan kedalaman sehingga lautan dalam mengandung kadar oksigen yang cukup tinggi, meski secara umum tidak setinggi lapisan permukaan.
Semakin tinggi tingkat oksigen di laut dalam sebagian mencerminkan asal usul massa air laut dalam, yangberasal dari air laut dingin, kaya oksigen yang tenggelam dengan cepat dari permukaan kutublautan, dengan demikian menghemat kandungan oksigennya. Juga, dibandingkan dengan kehidupan di perairan dekat permukaan,organisme di laut dalam relatif langka dan memiliki tingkat metabolisme yang rendah, sehingga memakannyasedikit oksigen yang tersedia.
Karbon dioksida dan pengasaman laut
Berbeda dengan oksigen, karbon dioksida (CO2) mudah larut dalam air laut. Sebagian besar saat itudikonversi menjadi asam karbonat (H2CO3), ion bikarbonat (CO2-3), dan ion karbonat (), denganproporsi keempat bentuk yang ada dalam keseimbangan kompleks, seperti yang ditunjukkan berikut inipersamaan:Ion bikarbonat (sejauh ini merupakan bentuk dominan di air laut, dengan bentuk lainnya terjadi dijumlah yang jauh lebih kecil. Namun, perubahan CO2konsentrasi mempengaruhi keseimbangan ini dan, karenanya,pH air laut. Misalnya, jika lebih banyak CO2ditambahkan ke air laut beberapa asam karbonat yang tersedia(H2CO3) kehilangan H + , yang menurunkan pH dan menciptakan lebih banyak ion bikarbonat (). Selanjutnya,beberapa H + tambahan ini bereaksi dengan beberapa ion karbonat yang tersedia (), mengurangiketersediaan. Sebaliknya, menghapus CO2menciptakan lebih banyak asam karbonat (H2CO3), dengan demikian mengikat lebih banyak H + ,meningkatkan pH, dan membuat ion karbonat lebih banyak () tersedia.Air laut secara alami sedikit basa, dengan pH berkisar antara 7,7 hingga 8,2, dan organisme lauttelah beradaptasi dengan baik dengan kehidupan dalam kisaran ini. Air laut di dekat permukaan laut adalah umumnya pada ujung kisaran pH yang lebih tinggi karena organisme fotosintesis yang melimpah di fotozona mengambil karbon dioksida. Selanjutnya, air laut permukaan umumnya lebih hangat dari padaair laut dan air laut yang hangat, semakin sedikit karbon dioksida yang bisa diserapnya. Di bagian dalam yang lebih dingindari lautan, di mana tidak ada fotosintesis yang terjadi, konsentrasi karbon dioksida lebih tinggi, danpH sering di ujung bawah kisaran.Sebagai hasil dari keseimbangan karbon dioksida - asam karbonat - bikarbonat - karbonat dalam air laut,Global Ocean adalah cadangan karbon anorganik yang luas, yang memiliki implikasi penting bagi lautkehidupan dan masyarakat manusia. Dari perspektif biologis, karbon tidak pernah menjadi faktor pembatas bagi karbonpertumbuhan organisme fotosintesis laut, seperti halnya untuk tanaman darat. Dari sebuah planetperspektif, Samudra Global adalah wastafel alami yang sangat besar untuk karbon dioksida atmosfer,mengganti gas rumah kaca.Saat ini, Samudra Global menyerap setidaknya 25 persen dari sekitar 41 miliar tonkarbon dioksida dimuntahkan ke atmosfer setiap tahun oleh manusia yang membakar bahan bakar fosil danmenebangi permukaan planet — ini kira-kira 1,2 juta ton karbon dioksida per jam.Sekitar 25 persen lainnya diserap oleh hutan, dengan keseimbangan terakumulasi di atmosfer.Hasil akhirnya adalah bahwa konsentrasi karbon dioksida atmosfer saat ini meningkat pada laju sekitar3 bagian per juta (ppm) per tahun, itulah sebabnya konsentrasi karbon dioksida di planet iniatmosfer telah meningkat dari tingkat pra-industri 278 ppm ke tingkat sekarang lebih besar dari 405ppm dan naik dengan cepat. Ini adalah pemikiran serius bahwa jika bukan karena serapan Global Oceansejumlah besar karbon dioksida antropogenik, konsentrasi karbon dioksida atmosfer akansekarang menjadi lebih dari 460 ppm.Dengan demikian, Samudra Global memainkan peran mendasar dalam mengurangi laju perubahan iklim yang disebabkan oleh manusiatidak hanya dengan menyerap panas berlebih dari atmosfer, tetapi juga dengan membersihkan banyak kelebihannyakarbon dioksida memuntahkan ke atmosfer sejak Revolusi Industri. Sayangnya, semua inikarbon dioksida yang diserap mulai mengubah kimia dasar Samudra Global, membuatnyalebih asam rata-rata, suatu proses yang disebut pengasaman laut.PH rata-rata air laut permukaan pada tahun 1870 adalah sekitar 8,18. Sekarang sekitar 8,0 hingga 8,1 dan pada tahun 2100diperkirakan sekitar 7,7 hingga 7,8 jika manusia terus mengeluarkan karbon dioksida antropogenik pada saat initarif. Ini tampak seperti perubahan kecil secara numerik tetapi, karena skala pH logaritmik, merekamenyamakan sekitar 30 persen dan peningkatan keasaman 170 persen, masing-masing. Tingkat perubahan iniadalah sekitar sepuluh kali lebih cepat daripada apa pun yang telah terjadi selama 65 juta tahun terakhir. Seperti diasamkanair laut permukaan secara bertahap bercampur dengan air yang lebih dalam, seluruh Samudra Global terpengaruh.Pengasaman laut sudah menyebabkan pH banyak daerah di Samudra Global menuruntingkat di bawah kisaran yang secara alami dialami oleh organisme laut. Nilai pH air permukaan kurang dari8.0 sekarang umumnya diukur dan nilai serendah 7,6 telah diukur di beberapa daerah.Penurunan pH laut sekarang mempengaruhi banyak jenis organisme laut, terutama yang dari luarkerang atau kerangka internal yang mengandung kalsium karbonat, seperti karang, kerang, tiram, bulu babi,bintang laut, dan beberapa spesies plankton dan ganggang. Organisme ini menggunakan karbonat untuk air lautmembuat kerang atau kerangka mereka. Seperti disebutkan di atas, dengan penurunan pH, ada lebih sedikit karbonat di air laut, yang membuatnya lebih sulit bagi organisme ini untuk membangun kerang atau kerangka yang tepat dantumbuh. Selain itu, dengan meningkatnya penipisan karbonat, air laut mulai menarik karbonat keluar daricangkang dan kerangka organisme ini, merusak dan melemahkan mereka, dengan dampak yang jelas pada merekakesehatan.Penelitian yang sedang berlangsung mengungkapkan banyak contoh efek negatif dari pengasaman laut pada lautkehidupan. Efek telah diamati pada foraminifera — organisme mikroskopis yang berlimpahdi plankton dan yang membangun cangkang kalsium karbonat. Cangkang foraminifera dariSamudra Selatan sekarang secara signifikan lebih tipis dibandingkan dengan spesimen yang diawetkan dari pra-industriwaktu. Studi tentang terumbu karang telah menunjukkan bahwa pengasaman laut secara signifikan mengurangi kemampuanbeberapa spesies menghasilkan kerangka mereka, yang berdampak pada pertumbuhan dan kemampuan mereka untuk pulih dari yang laintekanan lingkungan. Juga ditunjukkan bahwa cangkang kupu-kupu laut, atau pteropoda — kecilsiput laut planktonik — larut pada tingkat pH lautan diperkirakan terjadi pada tahun 2100. Kupu-kupu laut adalahterutama penting di lautan kutub dan subpolar di mana mereka dimakan oleh paus, burung laut, danikan komersial seperti salmon, herring, cod, dan mackerel. Tinjauan komprehensif atassensitivitas hewan laut terhadap pengasaman laut telah menemukan bahwa proporsi signifikan dari 153 berbagai spesies invertebrata laut dan ikan yang diteliti menunjukkan efek negatif.Ini menunjukkan bahwa pengasaman laut akan menyebabkan perubahan besar pada ekosistem laut di dalamnya, termasuk perubahan permanen dalam komposisi spesies.Lautan bergerak
Pada skala planet, permukaan Samudra Global bergerak dalam serangkaian lima besar, secara kasarmelingkar, sistem arus yang digerakkan angin, atau pilin, masing-masing berdiameter ribuan kilometer (lihat Gambar4 ). Belahan belahan utara di Pasifik Utara dan Samudra Atlantik Utara mengalir searah jarum jam; th ebelahan bumi selatan di Pasifik Selatan, Atlantik Selatan, dan Samudra Hindia mengalirberlawanan arah jarum jam. Gyre ini mengangkut volume besar air dan energi panas dari satu bagianbaskom samudera ke yang lain dan membawa serta berbagai jenis plankton. |
4. Arus permukaan utama dari Samudra Global. |
Pilin Laut Atlantik Utara memberikan contoh yang baik tentang dinamika sistem pilin. Di siniair permukaan beredar di sekitar pusat yang stabil yang dikenal sebagai Laut Sargasso. Yang mengalir ke utaratepi barat pilin ini terdiri dari Gulf Stream. Gulf Stream memiliki lebar 50–75 kilometerarus permukaan yang bergerak cepat yang mengangkut volume besar air laut tropis yang hangat dan asin dengan kecepatan tinggirata-rata 3-4 kilometer per jam di sepanjang tepi timur benua Amerika Utara. Iniarus hangat meninggalkan pantai Amerika Utara di sekitar Carolina Selatan dan melintasi UtaraAtlantik sebagai Arus Atlantik Utara Arus, melepaskan panasnya ke atmosfer di sepanjang jalan. Itupilin kemudian berbelok ke selatan dan berkelok-kelok di sepanjang tepi barat Eropa dan Afrika sebagailebih dingin, lebih luas, dan lebih lambat bergerak Canary Current. Arus ini kemudian melengkung ke baratkhatulistiwa untuk membentuk Arus Khatulistiwa Utara yang mengalir ke wilayah Karibia untuk melengkapipilin.Di bawah permukaan, massa air yang lebih dalam dari Samudra Global juga bergerak.
Gerakan ini tidak diciptakan oleh angin, seperti untuk arus permukaan, tetapi oleh perubahan daya apung air laut yang terjadi dilautan kutub. Ini menghasilkan aliran yang lebih megah yang disebut sirkulasi termohalin karenaperubahan daya apung adalah hasil dari perubahan suhu dan salinitas air laut.Samudra Atlantik memberikan contoh sirkulasi termohalin yang baik. Arus Teluk mengangkutsejumlah besar air laut asin hangat dari daerah tropis ke garis lintang kutub di Samudera Atlantik Utara.Di sini didinginkan dan salinitasnya meningkat dengan penambahan garam yang diekstrusi dari pembekuan Arktikair laut. Proses ini menciptakan air laut yang dingin, asin, dan padat yang tenggelam dengan cepat hingga ke kedalaman yang luar biasa.
Sejumlah besar air laut terbentuk dan tenggelam di laut lepas Greenland, Islandia, dan Norwegiamembentuk apa yang disebut Deep Water Atlantik Utara (lihat Gambar 5). Dari situlah massa air inimengalir perlahan ke selatan di dekat dasar cekungan Samudra Atlantik untuk naik ratusan tahun kemudiandekat pantai Antartika. Demikian pula, air laut yang sangat dingin, asin, dan sangat padat terciptapantai Antartika dan tenggelam ke dasar cekungan Atlantik dan mengalir ke utara di bawahDeep Water Atlantik Utara dan menembus jauh ke cekungan Atlantik Utara. Massa air ini adalahdisebut sebagai Air Bawah Antartika. Beberapa Deep Water Atlantik Utara upwellingmenyimpang menuju Antartika, mendingin, dan menyatu dengan Antartika Bawah Air untuk tenggelam kembali ke Antartikakedalaman. Namun, bagian lain dari air laut naik ini menyimpang jauh dari Antartika danbergerak kembali ke khatulistiwa di mana ia menjadi agak lebih hangat dan lebih sedikit salin dan tenggelamdi bawah air Teluk Stream untuk membuat massa air lain dengan kepadatan menengah yang disebutAntartika Intermediate Water yang menembus ke Atlantik Utara. Samudra Atlantik inisistem peredaran darah disebut dengan Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC).
AMOC memainkan peran penting dalam mengangkut panas ke utara dari daerah khatulistiwa danmelepaskannya ke atmosfer di atas Samudra Atlantik Utara. Dengan demikian memiliki pengaruh besar padapola iklim belahan bumi utara. Ahli kelautan telah berspekulasi bahwa iklim yang disebabkan oleh manusiaperubahan dapat memengaruhi sistem ini dengan menambahkan lebih banyak air salinitas rendah ke kutub Atlantik Utara karenapeningkatan pencairan es laut dan Lembar Es Greenland. Ini akan membuat air permukaan lebih banyakapung, mengurangi tingkat tenggelamnya air laut, dan melemahkan AMOC.
Ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa skenario ini mungkin berlaku. Studi terbaru menunjukkan bahwaLaju aliran AMOC sekarang sekitar 15 persen lebih lambat daripada kapan saja dalam 1.600 tahun terakhir. Itu belumsepenuhnya jelas sejauh mana pelemahan ini didorong oleh variabilitas iklim alami atauperubahan iklim yang disebabkan oleh manusia. Kemungkinan kedua mekanisme terlibat, dengan antropogenikpemanasan bekerja bersama dengan variabilitas iklim alami untuk mempertahankan atau meningkatkan pencairan es danAMOC melemah. Pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk memprediksi keadaan AMOC dengan lebih baik selama setengahabad sejak pelemahan lebih lanjut atau, dalam kasus terburuk, runtuhnya sistem, akan mengarah pada yang mendalamperubahan pola iklim di belahan bumi utara.AMOC adalah bagian dari sistem sirkulasi lautan skala planet yang jauh lebih besar. Tenggelamnya air laut di Greenland, Islandia, dan Norwegia, ditambah dengan tenggelamnya air laut Antartika, menggerakkan sistem arus Global Ocean yang luar biasa yang dikenal sebagai Great Ocean ConveyorSabuk. Seperti garis conga raksasa, Great Ocean Conveyor mengalir dan menghubungkan Atlantik,Samudra Hindia, Pasifik, dan Selatan (lihat Gambar 6 ). Sederhananya, Conveyor menggerakkan saline dinginair dalam bentuk arus yang dalam dari Samudra Atlantik ke Samudra Selatan di mana ia kemudianmengalir searah jarum jam di sekitar Antartika, memberikan cabang ke India dan PasifikLautan. Arus ini naik ke permukaan, menghangatkan, dan kembali saat arus permukaan kembali melintasiSamudra Pasifik, India, dan Atlantik ke titik awal sistem Konveyor di kutub UtaraAtlantik, proses yang memakan waktu sekitar 1.000 tahun. Great Ocean Conveyor bergerak lebih lambatkecepatan daripada arus permukaan yang digerakkan angin — beberapa sentimeter per detik — tetapi bergerak sangat besarvolume air — lebih dari seratus kali aliran Sungai Amazon. Dengan demikian mirip dengan asistem distribusi skala planet, mengangkut oksigen, nutrisi, dan panas ke seluruh lautanplanet ini dan memoderasi iklim global.6. Tampilan Sederhana dari Great Ocean Conveyor Belt. Naungan yang lebih gelap (biru) menunjukkan arus dalam yang dingin; Naungan yang lebih ringan(Merah) menunjukkan arus dangkal yang lebih hangat.
 |
5. Skema sederhana Sirkulasi Pembalikan Meridional Atlantik Atlantik.(AMOC) |
AMOC memainkan peran penting dalam mengangkut panas ke utara dari daerah khatulistiwa danmelepaskannya ke atmosfer di atas Samudra Atlantik Utara. Dengan demikian memiliki pengaruh besar padapola iklim belahan bumi utara. Ahli kelautan telah berspekulasi bahwa iklim yang disebabkan oleh manusiaperubahan dapat memengaruhi sistem ini dengan menambahkan lebih banyak air salinitas rendah ke kutub Atlantik Utara karenapeningkatan pencairan es laut dan Lembar Es Greenland. Ini akan membuat air permukaan lebih banyakapung, mengurangi tingkat tenggelamnya air laut, dan melemahkan AMOC.
Ada banyak bukti yang menunjukkan bahwa skenario ini mungkin berlaku. Studi terbaru menunjukkan bahwaLaju aliran AMOC sekarang sekitar 15 persen lebih lambat daripada kapan saja dalam 1.600 tahun terakhir. Itu belumsepenuhnya jelas sejauh mana pelemahan ini didorong oleh variabilitas iklim alami atauperubahan iklim yang disebabkan oleh manusia. Kemungkinan kedua mekanisme terlibat, dengan antropogenikpemanasan bekerja bersama dengan variabilitas iklim alami untuk mempertahankan atau meningkatkan pencairan es danAMOC melemah. Pekerjaan lebih lanjut diperlukan untuk memprediksi keadaan AMOC dengan lebih baik selama setengahabad sejak pelemahan lebih lanjut atau, dalam kasus terburuk, runtuhnya sistem, akan mengarah pada yang mendalamperubahan pola iklim di belahan bumi utara.AMOC adalah bagian dari sistem sirkulasi lautan skala planet yang jauh lebih besar. Tenggelamnya air laut di Greenland, Islandia, dan Norwegia, ditambah dengan tenggelamnya air laut Antartika, menggerakkan sistem arus Global Ocean yang luar biasa yang dikenal sebagai Great Ocean ConveyorSabuk. Seperti garis conga raksasa, Great Ocean Conveyor mengalir dan menghubungkan Atlantik,Samudra Hindia, Pasifik, dan Selatan (lihat Gambar 6 ). Sederhananya, Conveyor menggerakkan saline dinginair dalam bentuk arus yang dalam dari Samudra Atlantik ke Samudra Selatan di mana ia kemudianmengalir searah jarum jam di sekitar Antartika, memberikan cabang ke India dan PasifikLautan. Arus ini naik ke permukaan, menghangatkan, dan kembali saat arus permukaan kembali melintasiSamudra Pasifik, India, dan Atlantik ke titik awal sistem Konveyor di kutub UtaraAtlantik, proses yang memakan waktu sekitar 1.000 tahun. Great Ocean Conveyor bergerak lebih lambatkecepatan daripada arus permukaan yang digerakkan angin — beberapa sentimeter per detik — tetapi bergerak sangat besarvolume air — lebih dari seratus kali aliran Sungai Amazon. Dengan demikian mirip dengan asistem distribusi skala planet, mengangkut oksigen, nutrisi, dan panas ke seluruh lautanplanet ini dan memoderasi iklim global.6. Tampilan Sederhana dari Great Ocean Conveyor Belt. Naungan yang lebih gelap (biru) menunjukkan arus dalam yang dingin; Naungan yang lebih ringan(Merah) menunjukkan arus dangkal yang lebih hangat.
Proses biologis laut
Mikroba laut — organisme mikroskopis, sel tunggal — jauh lebih beragam dan berlimpah di dalamnyalautan daripada yang diperkirakan sebelumnya dan memainkan peran kunci dalam produksi dan aliran bahan organik danenergi dan siklus nutrisi di lautan. Kira-kira setengah dari produksi utama planet ini — yaitusintesis bahan organik oleh organisme yang mengandung klorofil menggunakan energi cahaya dari matahari — adalahdiproduksi di dalam Samudra Global. Di darat, produsen utama besar, jelas, danbentuk kehidupan yang relatif panjang - pohon, semak, rumput, dan tanaman pangan yang menjadi ciri khaslanskap terestrial. Situasinya sangat berbeda di lautan di mana, untuk sebagian besar,produsen utamanya adalah mikroba fitoplanktonik yang tersuspensi di lapisan permukaan lautan yang diterangi matahari.Mikroorganisme pengatur energi ini — padang rumput yang tak terlihat oleh lingkungan laut — membentuk dasar dariweb makanan laut, jaringan jalur di mana energi makanan ditransfer ke semuaorganisme lain dalam sistem kelautan termasuk mikroba lain, zooplankton, ikan, mamalia laut,dan, akhirnya, manusia.Lautan mikrobaMikroba berlimpah di lingkungan laut pelagis. Jika seseorang menambahkan beratsemua mikroba di lautan itu akan mencakup lebih dari dua pertiga dari total kehidupan lautbiomassa. Lautan tidak diragukan lagi merupakan sup kehidupan mikroba yang luas dan jernih.Revolusi dalam pemahaman kita tentang pentingnya mikroba dalam proses kelautan dimulai pada1970-an ketika peningkatan teknik penghitungan dan penghitungan mengungkapkan keragaman yang tidak terduga dankelimpahan luar biasa dari dunia mikroba laut, atau microbiome laut. Dari dulupengetahuan tentang struktur dan fungsi microbiome laut telah maju lebih jauh karenapengambilan sampel lautan yang lebih intensif dan konvergensi teknologi baru yang meliputi: lebih lanjutperbaikan pencitraan mikroskopis; perkembangan terbaru dari pendekatan metagenomik yang memungkinkangenom sejumlah besar mikroba disampel dari lingkungan alam menjadi cepatdianalisis dengan urutan yang sangat cepat dari bahan genetik mereka; dan sebuah revolusi berbasis bioinformatikapada kemajuan dalam komputasi yang membantu dalam analisis dan interpretasi dari sejumlah besardata metagenomik dihasilkan.Beberapa ekspedisi laut abad ke-21, mengingatkan pada perjalanan oseanografi klasikPenemuan abad ke-19, telah memainkan peran kunci dalam penelitian microbiome laut. Sang TaraEkspedisi Lautan adalah salah satu pelayaran seperti itu.
The Tara adalah sekunar 36-meter yang berlayar ini dunialautan antara tahun 2009 dan 2013 mengumpulkan lebih dari 35.000 sampel air laut dari permukaan sampai1.000 meter untuk analisis metagenomik dari mikroba yang dikandungnya. Pekerjaan sejauh ini telah terungkap tambang emas genetik di lautan — inventaris sekitar 40 juta gen, lebih dari 80 persennyaadalah hal baru bagi sains, yang mencerminkan keragaman mikrobiom laut yang luar biasa.Keragaman mikroba lautEmpat kelompok utama mikroba hidup di lautan — bakteri, archaea, protista, dan virus (lihat Gambar7 ).7. Keragaman mikroba laut.Bakteri merupakan bagian dari kelompok bentuk kehidupan yang dikenal sebagai prokariota — organisme bersel tunggal tanpa ainti. Bakteri laut berukuran kecil, umumnya berdiameter kurang dari 2 μm. Mereka bisa non-motil atau memiliki satu atau lebih pelengkap seperti cambuk, yang disebut flagella, yang memberi mereka gelarmobilitas dalam microworld di mana mereka memberi makan, tumbuh, dan bereproduksi.
Kepadatan bakteri diair laut berkisar dari sekitar satu miliar hingga 10 miliar per liter. Karena mikroskopis merekaukuran, satu miliar bakteri laut hanya berbobot sekitar 0,1 mg dan akan menempati 0,0000001 persen sedikitdari satu liter air laut. Jadi, meski jumlahnya sangat banyak, bakteri menempati ruang yang sangat sedikitlautan.Beberapa bakteri laut bersifat autotrofik - sel-selnya mengandung klorofil yang memungkinkan mereka untuk menghasilkannyamakanan sendiri oleh fotosintesis. Yang lain heterotrofik — mereka memperoleh nutrisi dengan menyerap organikmolekul dilarutkan dalam air laut (Dissolved Organic Matter atau DOM) melalui membran sel mereka,atau dengan mengkolonisasi dan menyerap energi dari partikel-partikel kecil bahan organik yang tersuspensi dalam air laut(Particulate Organic Matter atau POM). Beberapa di antaranya adalah mixotrophic — mampu menggabungkan autotrophic danmode gizi heterotrofik. Sel bakteri laut memiliki tingkat metabolisme yang sangat tinggi dan dapattumbuh dan bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan sel dengan sangat cepat, sering setiap hari, kadang-kadang dalam hitunganjam. Populasi bakteri dengan demikian memiliki potensi untuk menghasilkan 'populasi' populasi besar dengan sangat cepatdalam kondisi yang menguntungkan.Archaea, seperti bakteri, adalah prokariota dan terlihat dangkal seperti bakteri dalam ukuran dan bentuk, tetapibiokimia dasar mereka sangat berbeda. Archaea pertama kali ditemukan di lingkungan yang keras, seperti itusebagai mata air panas dan danau yang sangat asin, dan pada awalnya dianggap 'ekstrofil', hanya ditemukandi lingkungan yang ekstrem. Mereka sekarang dikenal berlimpah di banyak habitat lain, termasukzona pelagis lautan, di mana mereka terdiri dari komponen yang melimpah dan beragambiomassa mikroba.Protista adalah eukariotik, artinya sel-sel mereka memiliki nukleus, tetapi mereka bersel tunggal, tidakmultiseluler seperti organisme eukariotik lainnya. Protista laut memiliki ukuran mulai dari 1 hingga 200 μmdan terjadi pada kepadatan 1 juta hingga 100 juta dalam satu liter air laut. Protista adalah yang palingberagam kelompok organisme di lautan, jauh lebih beragam daripada bakteri laut dan lautbinatang. Analisis metagenomik menunjukkan bahwa ada ratusan ribu jenis berbedaprotista di lautan, paling dikenal hanya dengan tanda tangan genetik mereka. Meski bersel tunggal, lautProtista telah mengembangkan susunan bentuk yang memukau dan struktur sub-seluler khusus. Punya beberapasilia atau flagella untuk penggerak, sementara yang lain amoeboid; beberapa memiliki kerangka internal, sementarayang lain menghasilkan cangkang eksternal; dan banyak yang telah mengembangkan struktur khusus untuk menangkap makanandan merasakan lingkungan. Protista laut dapat bersifat autotrofik atau heterotrofik sementara beberapa lainnyamixotrophic. Heterotrof adalah predator bakteri dan protista lain dan sering disebut sebagaiprotozoa.
Beberapa protista hidup sebagai parasit atau simbion yang berasosiasi dengan organisme lain.Virus sejauh ini merupakan 'bentuk kehidupan' yang paling melimpah di lautan — yang ada di perbatasan antara keduanyaentitas hidup dan tidak hidup. Mereka jauh lebih kecil dari bakteri, dengan diameter biasanya antara0,02 dan 0,3 μm dan hadir pada kepadatan menakjubkan 10 hingga 100 miliar dalam satu liter air laut.Virus terdiri dari mantel protein yang merangkum sejumlah kecil informasi genetik dalam bentukasam nukleat. Virus tidak mereplikasi diri sendiri dan harus menginfeksi organisme inang untuk bertahan hidup danmenyebarkan. Di lautan, bakteri, archaea dan protista adalah inang yang tersedia. Virus yang menginfeksi host tersebut disebut fag dan infeksi fag pada akhirnya menyebabkan kematian dan putusnya induksel, melepaskan sejumlah besar salinan identik dari virus asli, bersama dengan sisa-sisa sel,ke dalam air laut. Infeksi fag merupakan kontributor utama bagi sejumlah besar DOM dan POM di Indonesialautan.Keanekaragaman fitoplankton lautBakteri autotrofik adalah komponen kunci fitoplankton laut, berkontribusi dalam urutan 30-50persen dari total produksi primer laut. Satu kelompok, yaitu cyanobacteria, atau bakteri biru-hijau, adalahsangat penting. Salah satu jenis cyanobacterium, Prochlorococcus , adalah salah satu yang terkecil (abola berdiameter sekitar 0,6 μm) dan mikroba berfotosintesis paling banyak di lautan (lihatGambar 8 (a)). Karena ukurannya yang kecil, mikroba ini hanya ditemukan pada 1980-an. Kita sekarang tahubahwa sangat berlimpah di bagian tropis dan sub-tropis Samudera Global antara 40 ° LUdan 40 ° S garis lintang dari permukaan hingga sekitar 200 meter dengan kepadatan lebih dari 100 juta per literair laut. Telah dihitung bahwa lautan mengandung sekitar 3 × 10 27 (atau tiga miliar miliarmiliar) Prochlorococcus cell, mungkin membuat bakteri ini menjadi fotosintesis yang paling melimpahorganisme di planet ini dan bertanggung jawab atas sekitar 5 persen dari produksi primer global. Genesekuensing telah mengungkapkan bahwa Prochlorococcus terdiri dari ribuan ekotipe — masing-masing ekotipestrain yang berbeda secara genetik diadaptasi untuk lingkungan tertentu. Misalnya, ada ekotipediadaptasi ke tingkat cahaya tinggi di perairan permukaan dan yang lain disesuaikan dengan tingkat cahaya rendah di lebih dalamperairan.
The Tara adalah sekunar 36-meter yang berlayar ini dunialautan antara tahun 2009 dan 2013 mengumpulkan lebih dari 35.000 sampel air laut dari permukaan sampai1.000 meter untuk analisis metagenomik dari mikroba yang dikandungnya. Pekerjaan sejauh ini telah terungkap tambang emas genetik di lautan — inventaris sekitar 40 juta gen, lebih dari 80 persennyaadalah hal baru bagi sains, yang mencerminkan keragaman mikrobiom laut yang luar biasa.Keragaman mikroba lautEmpat kelompok utama mikroba hidup di lautan — bakteri, archaea, protista, dan virus (lihat Gambar7 ).7. Keragaman mikroba laut.Bakteri merupakan bagian dari kelompok bentuk kehidupan yang dikenal sebagai prokariota — organisme bersel tunggal tanpa ainti. Bakteri laut berukuran kecil, umumnya berdiameter kurang dari 2 μm. Mereka bisa non-motil atau memiliki satu atau lebih pelengkap seperti cambuk, yang disebut flagella, yang memberi mereka gelarmobilitas dalam microworld di mana mereka memberi makan, tumbuh, dan bereproduksi.
Kepadatan bakteri diair laut berkisar dari sekitar satu miliar hingga 10 miliar per liter. Karena mikroskopis merekaukuran, satu miliar bakteri laut hanya berbobot sekitar 0,1 mg dan akan menempati 0,0000001 persen sedikitdari satu liter air laut. Jadi, meski jumlahnya sangat banyak, bakteri menempati ruang yang sangat sedikitlautan.Beberapa bakteri laut bersifat autotrofik - sel-selnya mengandung klorofil yang memungkinkan mereka untuk menghasilkannyamakanan sendiri oleh fotosintesis. Yang lain heterotrofik — mereka memperoleh nutrisi dengan menyerap organikmolekul dilarutkan dalam air laut (Dissolved Organic Matter atau DOM) melalui membran sel mereka,atau dengan mengkolonisasi dan menyerap energi dari partikel-partikel kecil bahan organik yang tersuspensi dalam air laut(Particulate Organic Matter atau POM). Beberapa di antaranya adalah mixotrophic — mampu menggabungkan autotrophic danmode gizi heterotrofik. Sel bakteri laut memiliki tingkat metabolisme yang sangat tinggi dan dapattumbuh dan bereproduksi secara aseksual dengan pembelahan sel dengan sangat cepat, sering setiap hari, kadang-kadang dalam hitunganjam. Populasi bakteri dengan demikian memiliki potensi untuk menghasilkan 'populasi' populasi besar dengan sangat cepatdalam kondisi yang menguntungkan.Archaea, seperti bakteri, adalah prokariota dan terlihat dangkal seperti bakteri dalam ukuran dan bentuk, tetapibiokimia dasar mereka sangat berbeda. Archaea pertama kali ditemukan di lingkungan yang keras, seperti itusebagai mata air panas dan danau yang sangat asin, dan pada awalnya dianggap 'ekstrofil', hanya ditemukandi lingkungan yang ekstrem. Mereka sekarang dikenal berlimpah di banyak habitat lain, termasukzona pelagis lautan, di mana mereka terdiri dari komponen yang melimpah dan beragambiomassa mikroba.Protista adalah eukariotik, artinya sel-sel mereka memiliki nukleus, tetapi mereka bersel tunggal, tidakmultiseluler seperti organisme eukariotik lainnya. Protista laut memiliki ukuran mulai dari 1 hingga 200 μmdan terjadi pada kepadatan 1 juta hingga 100 juta dalam satu liter air laut. Protista adalah yang palingberagam kelompok organisme di lautan, jauh lebih beragam daripada bakteri laut dan lautbinatang. Analisis metagenomik menunjukkan bahwa ada ratusan ribu jenis berbedaprotista di lautan, paling dikenal hanya dengan tanda tangan genetik mereka. Meski bersel tunggal, lautProtista telah mengembangkan susunan bentuk yang memukau dan struktur sub-seluler khusus. Punya beberapasilia atau flagella untuk penggerak, sementara yang lain amoeboid; beberapa memiliki kerangka internal, sementarayang lain menghasilkan cangkang eksternal; dan banyak yang telah mengembangkan struktur khusus untuk menangkap makanandan merasakan lingkungan. Protista laut dapat bersifat autotrofik atau heterotrofik sementara beberapa lainnyamixotrophic. Heterotrof adalah predator bakteri dan protista lain dan sering disebut sebagaiprotozoa.
Beberapa protista hidup sebagai parasit atau simbion yang berasosiasi dengan organisme lain.Virus sejauh ini merupakan 'bentuk kehidupan' yang paling melimpah di lautan — yang ada di perbatasan antara keduanyaentitas hidup dan tidak hidup. Mereka jauh lebih kecil dari bakteri, dengan diameter biasanya antara0,02 dan 0,3 μm dan hadir pada kepadatan menakjubkan 10 hingga 100 miliar dalam satu liter air laut.Virus terdiri dari mantel protein yang merangkum sejumlah kecil informasi genetik dalam bentukasam nukleat. Virus tidak mereplikasi diri sendiri dan harus menginfeksi organisme inang untuk bertahan hidup danmenyebarkan. Di lautan, bakteri, archaea dan protista adalah inang yang tersedia. Virus yang menginfeksi host tersebut disebut fag dan infeksi fag pada akhirnya menyebabkan kematian dan putusnya induksel, melepaskan sejumlah besar salinan identik dari virus asli, bersama dengan sisa-sisa sel,ke dalam air laut. Infeksi fag merupakan kontributor utama bagi sejumlah besar DOM dan POM di Indonesialautan.Keanekaragaman fitoplankton lautBakteri autotrofik adalah komponen kunci fitoplankton laut, berkontribusi dalam urutan 30-50persen dari total produksi primer laut. Satu kelompok, yaitu cyanobacteria, atau bakteri biru-hijau, adalahsangat penting. Salah satu jenis cyanobacterium, Prochlorococcus , adalah salah satu yang terkecil (abola berdiameter sekitar 0,6 μm) dan mikroba berfotosintesis paling banyak di lautan (lihatGambar 8 (a)). Karena ukurannya yang kecil, mikroba ini hanya ditemukan pada 1980-an. Kita sekarang tahubahwa sangat berlimpah di bagian tropis dan sub-tropis Samudera Global antara 40 ° LUdan 40 ° S garis lintang dari permukaan hingga sekitar 200 meter dengan kepadatan lebih dari 100 juta per literair laut. Telah dihitung bahwa lautan mengandung sekitar 3 × 10 27 (atau tiga miliar miliarmiliar) Prochlorococcus cell, mungkin membuat bakteri ini menjadi fotosintesis yang paling melimpahorganisme di planet ini dan bertanggung jawab atas sekitar 5 persen dari produksi primer global. Genesekuensing telah mengungkapkan bahwa Prochlorococcus terdiri dari ribuan ekotipe — masing-masing ekotipestrain yang berbeda secara genetik diadaptasi untuk lingkungan tertentu. Misalnya, ada ekotipediadaptasi ke tingkat cahaya tinggi di perairan permukaan dan yang lain disesuaikan dengan tingkat cahaya rendah di lebih dalamperairan.
8. Keanekaragaman fitoplankton laut: (a) Transmisi mikrograf elektron sel dari cyanobacterium Prochlorococcus ;(b) Memindai mikrograf elektron suatu diatom; (c) Memindai mikrograf elektron dari beberapa jenis dinoflagellata; (d)Memindai mikrograf elektron dari kerangka silicoflagellate; (e) Memindai mikrograf elektron dari coccolithophore.Protista terdiri dari kelompok utama fitoplankton laut lainnya. Diatom itu pentingkomponen dari kelompok ini dan sangat berlimpah, terutama di perairan kutub dan daerah upwelling.Sel-sel mereka umumnya berukuran sekitar 10 hingga 200 μm, menjadikannya jauh lebih besar daripada fotosintesisbakteri. Setiap sel diatom tertutup dalam kotak kaca bening berukir yang terbuat dari silika,disebut frustule (lihat Gambar 8 (b)). Sel-sel individual dari beberapa spesies diatom dapat terhubung ke bentukkoloni rantai panjang.
Dinoflagellata dan silicoflagellata adalah dua jenis fitoplankton protistan penting lainnya.Ukuran sel mereka berkisar dari sekitar 2 hingga 20 μm. Sel-sel Dinoflagellate memiliki dua flagela seperti rambut,memberi mereka beberapa motilitas terbatas, dan sering lapis baja dengan piring tembus terbuat dariselulosa (lihat Gambar 8 (c)). Silicoflagellate memiliki satu flagel panjang dan kerangka internalterbuat dari silika (lihat Gambar 8 (d)).Coccolithophores adalah jenis fitoplankton protistan yang penting lainnya. Sel-sel mereka berada dalam 20–Kisaran ukuran 200 μm. Setiap sel ditutupi dengan piring hiasan kecil, yang disebut coccoliths, terbuat darikalsium karbonat (lihat Gambar 8 (e)).Faktor-faktor yang mempengaruhi produksi primer kelautanFitoplankton menggunakan pigmen klorofil di dalam selnya untuk memanen energi penetrasi sinar mataharizona fotografis lautan. Melalui proses fotosintesis, energi ini digunakan untuk mensintesissenyawa organik yang mengandung karbon yang kaya energi, seperti glukosa. Karbon dioksida terlarut (CO2)dalam air laut menyediakan sumber karbon anorganik untuk proses ini. Oksigen (O2) adalah produk sampinganfotosintesis dan dilepaskan ke air laut sekitarnya.Fotosintesis adalah proses multistep yang kompleks, tetapi dapat diringkas sebagai berikutpersamaan sederhana:Bahan organik yang diproduksi oleh fitoplankton adalah basis energi, atau tingkat trofik pertama, dari GlobalLautan; itu mewakili sumber utama energi yang mendukung kehidupan di lautan. Energi pada awalnyalevel trofik digunakan oleh keanekaragaman organisme laut pada level trofik kedua — primerkonsumen atau herbivora — yang pada gilirannya dimakan oleh konsumen pada tingkat trofik yang lebih tinggi di Indonesiasistem.Tingkat fotosintesis, dan karenanya produksi primer, menurun dengan kedalaman di lautan karenamengurangi intensitas cahaya. Karena lapisan atas lautan adalah turbulen alamilingkungan, fitoplankton dicampur ke berbagai kedalaman dalam kolom air tergantung padakekuatan sirkulasi vertikal. Jika fitoplankton ingin tumbuh dan bereproduksi, mereka harus mengeluarkan cukup uangwaktu di atas kedalaman tertentu di zona fotografis, sering disebut sebagai 'kedalaman kritis', untuk dapatphotosynthesize lebih banyak energi daripada yang dibutuhkan untuk kebutuhan metabolisme dasar mereka. Kalau tidak semuaenergi yang dihasilkan dihidupkan dan tidak ada yang tersisa untuk pertumbuhan. Dengan demikian, ketersediaan cahaya dankekuatan pencampuran vertikal adalah faktor penting yang membatasi produksi primer di lautan.Ketersediaan nutrisi adalah faktor utama lain yang membatasi pertumbuhan produsen primer. Satu yang penting
Halaman 21
nutrisi adalah nitrogen, yang dibutuhkan fitoplankton untuk berbagai fungsi metabolisme. Sebagai contoh,nitrogen adalah komponen utama asam amino — blok pembangun protein. Nitrogen diserap olehsebagian besar organisme fotosintesis laut dalam bentuk amonium terlarut (), nitrit (), ataunitrat (). Bakteri 'pengikat' nitrogen, seperti cyanobacterium Trichodesmium , menyediakan asumber senyawa nitrogen anorganik penting ini di lautan. Bakteri ini memilikikemampuan khusus untuk mengkonversi atau 'memperbaiki' molekul nitrogen (N2) dilarutkan dalam air laut menjadi amonia(NH3), yang kemudian digunakan oleh sel mereka untuk mensintesis senyawa organik yang kaya nitrogen sepertiprotein. Ketika bakteri pengikat nitrogen mati, senyawa organik ini dilepaskan ke air lautdi mana jenis bakteri lain memecahnya dan mendaur ulang mereka kembali ke bentuk anorganiknitrogen yang kemudian tersedia untuk produsen primer lainnya.Organisme laut fotosintetik juga membutuhkan fosfor, yang merupakan persyaratan bagi banyak hal pentingfungsi biologis, termasuk sintesis asam nukleat, komponen kunci dari DNA. Fosfordi lautan datang secara alami dari erosi batu dan tanah di darat dan diangkut kelautan oleh sungai, sebagian besar dalam bentuk fosfat terlarut (), yang dapat dengan mudahdiserap oleh organisme fotosintesis laut.Nitrogen anorganik dan senyawa fosfor paling banyak terdapat di laut dalam tempat bakterimembusuk dan mendaur ulang hujan bahan organik mati tenggelam dari air permukaan kembalidalam bentuk anorganik nitrogen dan fosfor. Ketika lapisan atas laut tercampur dengan baik, atautidak terstratifikasi, perairan kaya nutrisi yang dalam ini bercampur menjadi zona fotografis, membawa banyakpasokan nutrisi ke permukaan. Tetapi ketika termoklin hadir, ia bertindak sebagai penghalang untukregenerasi nutrisi dari perairan laut dalam di bawah ini. Dalam keadaan seperti itu, dan jika ringankadar tidak terbatas, organisme fotosintetik akan dengan cepat menghabiskan nutrisi dari lapisan permukaandi atas termoklin. Dalam praktiknya, senyawa nitrogen dan fosfor anorganik tidak digunakan padatingkat yang sama. Dengan demikian, satu akan habis sebelum yang lain dan menjadi nutrisi yang membatasi diwaktu, mencegah fotosintesis lebih lanjut dan pertumbuhan produsen primer kelautan sampai saat inidiisi ulang. Nitrogen umumnya dianggap sebagai nutrisi pembatas laju di sebagian besar samuderalingkungan, khususnya di laut lepas.Produsen primer laut juga membutuhkan zat besi mikronutrien, yang digunakan dalam berbagai metabolismeproses penting untuk fotosintesis dan pertumbuhan. Besi di lautan berasal dari besi yang kayadebu yang tertiup jauh ke lautan dari gurun selama badai debu. Deposito besi di tepibenua adalah sumber lain. Konsentrasi besi terlarut yang memadai ada di sebagian besar bagianGlobal Ocean, jadi ini biasanya bukan faktor pembatas untuk produksi primer. Namun demikian, dalam beberapa halwilayah lautan terbuka, seperti khatulistiwa dan Samudra Pasifik Utara dan sebagian besar wilayah SelatanLautan, konsentrasi zat besi terlarut sangat rendah sehingga zat besi menjadi faktor pembatas lajuproduksi utama meskipun tingkat nitrogen dan fosfor yang tinggi hadir. Area seperti itudisebut sebagai daerah nutrisi-rendah klorofil (HNLC) tinggi, konsentrasi klorofil rendahmencerminkan kelangkaan organisme yang mengandung klorofil di air laut.Beberapa peneliti telah menyarankan bahwa pemupukan buatan daerah HNLC dengan besi untuk memulaiproduksi utama di daerah-daerah yang kaya nutrisi ini dapat menjadi cara mitigasi iklim
perubahan. Idenya adalah bahwa mekar fitoplankton yang dihasilkan akan menarik sejumlah besar karbondioksida dari atmosfer. Ketika fitoplankton mati, mereka akan tenggelam ke laut dalam di mana, jikaketika mereka mencapai dasar lautan, karbon di jaringan mereka akan berpotensi terkunci ke lautsedimen. Dengan kata lain, jika dilakukan pada skala yang cukup besar, ini mekar buatanfitoplankton mungkin meningkatkan fitoplankton yang dimediasi 'pemompaan' karbondioksida dari atmosfer ke interior laut dan berpotensi menjadi penyimpanan jangka panjang di laut dalam.sedimen laut. Memang, beberapa perusahaan memiliki rencana untuk mengubah teori menjadi praktik dan milikimengusulkan untuk melakukan pemupukan besi skala besar di lautan dan mendapatkan penghasilan dari penciptaandan penjualan kredit karbon di pasar perdagangan karbon global.Lebih dari selusin, uji coba skala kecil (sekitar 100 km 2 ) yang melibatkan pemupukan bercak laut terbukasekitar satu ton besi terlarut yang disebar dari kapal penelitian telah menunjukkan bahwa produksi primerdapat dirangsang dengan cara ini selama beberapa hari hingga beberapa minggu. Apakah ini akan menjadiCara praktis untuk 'geoengineer' adalah penghilangan karbon dioksida dalam skala besar dari atmosfertidak pasti. Untuk bekerja dengan baik dan mengunci sejumlah besar karbon dalam sedimen laut, theproses harus merangsang jenis fitoplankton yang tepat — sel-sel diatom besartahan terhadap digembalakan oleh organisme pada tingkat trofik kedua, dan itu tenggelam dengan cepat ke lautlantai. Kalau tidak, produsen utama akan cepat dikonsumsi oleh zooplankton dan karbondilepaskan sebagai karbon dioksida kembali ke perairan permukaan. Percobaan sejauh ini telah menunjukkan bahwa itu sangatsulit untuk memverifikasi berapa jumlah karbon, jika ada, yang diangkut ke dasar laut dan apakahproses ini benar-benar akan membuat perbedaan jika diadopsi dalam skala besar. Lebih penting lagi, tidak adadapat memprediksi apa efek samping yang mungkin terjadi pada sistem biologis industri yang lebih besar.skala pemupukan laut dengan besi. Ini hampir pasti akan mengubah komposisi dan dinamikakomunitas fitoplankton dalam skala besar dan berdampak pada jaring makanan laut dengan cara yang tidak disengaja.Memang, pada 2008 pihak-pihak Konvensi Perserikatan Bangsa-Bangsa tentang Keanekaragaman Hayati sepakat untuk amoratorium semua proyek pemupukan samudera buatan kecuali yang kecil di perairan pantai. Jadi,meskipun penelitian tentang pemupukan besi meningkatkan pemahaman kita tentang proses produksi primerdi lautan, kecil kemungkinannya akan mengarah pada teknologi yang layak dan aman yang dapat digunakan untuk membantumembatasi perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia dengan risiko minimal.Mengukur produktivitas primer kelautanTingkat produksi primer — disebut produktivitas primer — sangat bervariasi tergantung ruang danwaktu di Samudera Global. Produktivitas primer sering dinyatakan sebagai jumlah gram karbon(C) 'diperbaiki', atau dimasukkan ke dalam bahan organik, per meter persegi permukaan laut per tahun (g C m −2thn −1 ). Kecuali dinyatakan sebaliknya, perkiraan produktivitas primer mengacu pada produktivitas primer bersih.Angka ini menarik bagi ahli biologi kelautan karena merupakan ukuran proporsi karbon tetapyang digunakan untuk pertumbuhan fitoplankton dan karena itu tersedia untuk tingkat trofik yang lebih tinggi. Itutidak termasuk karbon tetap yang dihilangkan sebagai karbon dioksida untuk mempertahankan fungsi seluler danyang karenanya hilang ke level trofik berikutnya.Mengukur produktivitas primer di lautan adalah bisnis yang menantang. Itu bisa dilakukan dengan meletakkansampel air laut ke dalam botol, memaparkannya pada cahaya, dan mengukur jumlah oksigen yang dilepaskanoleh organisme fotosintesis dalam botol. Ini dapat dikonversi menjadi estimasi jumlah
karbon yang telah diperbaiki menjadi bahan organik karena jumlah molekul oksigen yang dihasilkansangat mirip dengan jumlah molekul karbon dioksida yang difiksasi menjadi bahan organik (lihatpersamaan untuk fotosintesis, hal. 30). Pendekatan lain adalah mengukur lebih langsung jumlahkarbon dimasukkan ke fitoplankton dalam botol menggunakan radioaktif karbon-14 sebagai pelacak.Dengan menggunakan metode ini, perkiraan produktivitas primer dalam sepetak samudera pada waktu tertentu dapat terjadidiperoleh.Masalah dengan teknik-teknik in situ adalah bahwa, bahkan dengan rezim pengambilan sampel paling intensif, merekahanya dapat memberikan taksiran produktivitas primer untuk sejumlah kecil lokasi sekaligus. ItuOleh karena itu sulit untuk membangun gambaran global dan dinamis dari produktivitas primer menggunakan inipendekatan. Ini berubah ketika satelit mengamati warna permukaan lautanmulai tersedia sejak 1978 dengan peluncuran satelit Nimbus 7. Satelit ini dibawaalat yang disebut Coastal Zone Color Scanner yang mengukur panjang gelombang cahayatercermin dari permukaan laut — pada dasarnya, semakin hijau permukaan laut, semakin besar klorofilkonsentrasi, dan karenanya lebih banyak organisme fotosintesis hadir. Lebih banyak ditanggung oleh satelitsensor sekarang digunakan secara rutin untuk memperkirakan konsentrasi klorofil, dan dengan demikian produktivitas utama,di wilayah yang sangat luas di Samudra Global. Pengukuran turunan satelit berulang dari keseluruhanGlobal Ocean dalam skala hari, minggu, dan tahun, ditambah dengan pengukuran langsung, in situ , milikimemberikan pemahaman sinoptik yang sangat meningkat tentang pola spasial dan temporal globalproduktivitas primer.Pola global produktivitas primer kelautanPola keseluruhan produktivitas primer di Lautan Global sangat tergantung pada garis lintang (lihatGambar 9 ). Di lautan kutub, produksi primer adalah urusan boom-and-bust yang didorong oleh ketersediaan cahaya.Di sini lautan tercampur dengan baik sepanjang tahun, sehingga nutrisi jarang membatasi. Tetapi selamamusim dingin kutub tidak ada cahaya, dan dengan demikian tidak ada produksi primer yang terjadi. Di musim semi, cahayatingkat dan panjang hari keduanya meningkat dengan cepat, dan suatu titik tercapai selama tahun di mana keduanyanutrisi dan cahaya secara bersamaan menjadi tidak terbatas, dan mekar fitoplankton yang intensdimulai. Ini dapat berlangsung selama beberapa bulan sampai cahaya sekali lagi menjadi terbatas pada musim gugur.Meskipun terbatas pada denyut musiman pendek, jumlah total produksi primer bisa sangat tinggi,terutama di Kutub Selatan Samudra di mana produktivitas tahunan dapat berada di urutan 100 g C m −2thn −1 dan di beberapa daerah lebih banyak.
9. Penggambaran variasi musiman dalam produktivitas primer di lautan kutub, sedang, dan tropis.Di wilayah laut lepas yang sedang, produktivitas primer terkait erat dengan acara musiman. Dalammusim dingin permukaan laut mendingin dan termoklin rusak, dibantu oleh angin kencang yang mencampurlapisan permukaan. Hal ini memungkinkan air permukaan tercampur dengan baik dengan air laut yang lebih dalam dan kaya nutrisi.Namun, tingkat cahaya rendah di musim dingin dan membatasi produktivitas primer. Di musim semi, seperti hari-harimemanjang, dan matahari semakin tinggi di langit, waktu tercapai ketika cahaya dan nutrisi menjaditidak terbatas dan mekar fitoplankton musim semi dipicu. Di musim panas, meskipun cahaya sekarangberlimpah, termoklin menjadi kembali terbentuk ketika air permukaan hangat, mengunci fotonyazona dari perairan yang lebih dalam kaya nutrisi. Nutrisi sekarang membatasi dan musim semi mekar 'crash'.Pada musim gugur, termoklin terurai lagi dan nutrisi diregenerasi ke dalam fotografisdaerah. Jika ini terjadi cukup awal di musim gugur, sementara masih ada cukup sinar matahari, maka nutrisi dancahaya keduanya menjadi tidak terbatas untuk waktu yang singkat, dan mekar fitoplankton musim gugur dapat terjadi. Inimekar akan bertahan sampai cahaya sekali lagi menjadi faktor pembatas di akhir musim gugur dan musim dingin.Meskipun sangat musiman, produktivitas primer di samudera sedang berjumlah total 70-120 g Cm −2 tahun ke- 1 , tingkat yang mirip dengan hutan sedang atau padang rumput.Di lautan tropis yang terbuka, produktivitas primer rendah sepanjang tahun. Di sini cahaya tidak pernah membatasitetapi thermocline tropis permanen menghalangi pencampuran air laut yang kaya nutrisi dan dalamair permukaan. Karenanya nutrisi hadir pada tingkat rendah secara permanen di zona fotografis, yang membatasiproduktivitas primer. Karena alasan ini, perairan tropis terbuka-samudera sering disebut sebagai 'lautgurun, dengan produktivitas umumnya kurang dari sekitar 30 g C m − 2 tahun −1 , yang sebanding dengangurun terestrial.Beberapa lingkungan laut paling produktif terjadi di laut pesisir di atas benuarak. Ini adalah hasil dari fenomena yang dikenal sebagai upwelling pantai yang membawa dalam, dingin,air laut yang kaya nutrisi ke permukaan laut, menciptakan kondisi ideal untuk produktivitas primer yangbisa lebih dari 500 g C m − 2 tahun − 1 , sebanding dengan hutan hujan darat atau lahan pertanian.Titik panas dari produktivitas laut ini diciptakan oleh aksi angin yang sejalan dengan rotasi planet ini.
Fenomena tersebut dapat dijelaskan dalam istilah dasar sebagai berikut. Ketika angin stabil bertiup di atasPermukaan lautan itu mengatur lapisan permukaan bergerak ke arah angin. Lapisan atas iniair laut yang bergerak pada gilirannya akan mengatur lapisan air laut di bawahnya bergerak, meskipun sedikit lebih lambatdari lapisan di atasnya, dan seterusnya ke kolom air sampai semua energi angin telahdipindahkan ke air yang bergerak. Namun, karena rotasi planet, yang menciptakan fenomenadikenal sebagai Efek Coriolis, masing-masing lapisan air laut ini bergerak sedikit ke kanan dibelahan bumi utara dan ke kiri di belahan bumi selatan. Ini menciptakan karakteristik spiralpola pergerakan air menuruni kolom air yang disebut Ekman Spiral. Hasil bersih dari suatuEkman Spiral adalah bahwa arah rata-rata aliran air laut yang digerakkan oleh angin adalah padakira - kira sudut kanan ke arah angin permukaan - ke kanan arah angin dibelahan bumi utara, dan ke kiri di belahan bumi selatan. Jaring ini bergerak menuju airarah angin kanan atau kiri dikenal sebagai transportasi Ekman.Upwelling pantai dapat terjadi ketika angin yang berlaku bergerak ke arah yang kira-kira sejajar dengan agaris pantai untuk membuat transportasi Ekman lepas pantai. Upwelling pantai terutama lazim di sepanjang tahunpesisir barat benua. Di belahan bumi selatan, ketika angin kencang bertiup dariselatan di sepanjang tepi barat benua, pergerakan bersih air laut setinggi 100 meterrata-rata berada jauh ke barat dari pantai karena transportasi Ekman (lihat Gambar 10). Massa iniair laut yang dipindahkan hanya dapat diganti dengan air laut dari bawah, yang disusun ke ataspermukaan. Jika upwelling berasal dari air di bawah kedalaman termoklin, maka iniair laut pengganti dingin dan kaya nutrisi. Begitu juga di belahan bumi utara, saat mantapangin bertiup secara kasar dari utara di sepanjang tepi barat benua, lapisan permukaanair laut rata-rata bergerak ke barat menjauh dari pantai, menciptakan kondisi upwelling pantai.Karena upwelling pantai bergantung pada angin yang menguntungkan, maka cenderung musiman atau terputus-putusFenomena dan kekuatan upwelling akan tergantung pada arah dan kekuatan angin.
10. Penggambaran pantai upwelling di sepanjang pantai barat benua di belahan bumi selatan membawa kaya nutrisiair laut ke permukaan.Zona upwelling pantai yang penting di seluruh dunia termasuk pantai California, Oregon,Afrika barat, dan India barat di belahan bumi utara; dan pantai Chili, Peru, dan selatanAfrika barat di belahan bumi selatan. Daerah-daerah ini adalah salah satu laut yang paling produktifekosistem di planet ini. Ketika upwelling terjadi, air laut yang dingin dan kaya nutrisi menstimulasimekar besar fitoplankton, terutama jenis yang lebih besar seperti diatom dan spesies besardinoflagellata.Osilasi Selatan El NiñoUpwelling di lepas pantai barat Amerika Selatan mendukung salah satu perikanan paling produktifplanet ini — perikanan ikan teri Peru. Nelayan Peru telah lama menyadari suatu fenomenamereka menyebut El Nino (Anak) untuk menghormati anak Kristus, karena sering terjadi di sekitarHari Natal. Selama El Nino permukaan air menjadi sangat hangat dan ikan dan burung laut matiperikanan ikan teri berkurang atau runtuh, dan paus, lumba-lumba, dan anjing laut menghilang.Kita sekarang tahu bahwa ini adalah bagian dari fenomena global yang penting dan kurang dipahami yang disebutEl Niño Southern Oscillation (ENSO). ENSO dikaitkan dengan pembalikan atmosfer secara berkalatekanan di Samudera Pasifik. Biasanya, ada sistem tekanan tinggi yang terus-menerus di timurSamudra Pasifik, dan sistem tekanan rendah yang terus-menerus di Samudra Pasifik bagian barat. Di bawah inikondisi angin perdagangan Pasifik bertiup kuat dari timur ke barat, bergerak menuju air laut permukaanbagian barat dan menciptakan sistem upwelling pantai yang mendukung perikanan ikan teri Peru. Selama
sebuah peristiwa El Nino, meskipun demikian, sistem tekanan ini terbalik karena alasan yang tidak diketahui. Ini menyebabkan perdaganganangin berkurang, memungkinkan air hangat dari Samudra Pasifik barat bergerak ke timur danterakumulasi di sepanjang pantai Amerika Selatan, menekan sistem upwelling yang mendukungperikanan ikan teri. Tanpa ikan teri, burung laut mati dan mamalia laut yang biasanya memakannyaikan teri meninggalkan tempat makan mereka yang biasa. El Nino terjadi sekitar setiap dua hingga tujuh tahun danbiasanya berakhir dalam waktu kurang dari satu tahun, meskipun El Nino berat dapat bertahan selama beberapa tahun.Lebih dari dua puluh peristiwa El Nino telah dicatat sejak awal 1950-an dan ada bukti bahwaIntensitas acara ini telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir. Selama periode ini, El paling parahNiños terjadi pada 1982–3, 1997–8, 2014–16, dan 2018–19. Efek dari El Nino yang kuat dirasakansecara global. California dan Amerika Selatan bagian barat dapat mengalami hujan lebat yang luar biasa, sementara sebagianAustralia, Indonesia, dan Afrika dapat mengalami kekeringan parah. Banjir, gagal panen,tanah longsor, dan peristiwa lain yang terkait dengan pola cuaca El Nino ini sangat mahal, menyebabkannyakerusakan besar dan banyak kematian.Memindahkan energi melalui jaring makanan lautSebagaimana dibahas dalam postingan ini, mikroba fitoplanktonik yang tersuspensi di zona fotik bertanggung jawabuntuk hampir semua produksi utama di lautan. Namun apa saja berbagai jalur yang dilaluinyaenergi makanan ini bergerak melalui jaring makanan laut dan dengan efisiensi apa? Selama empat terakhirbeberapa dekade ahli biologi kelautan telah membuat kemajuan yang signifikan dalam menjawab pertanyaan-pertanyaan ini.Hingga tahun 1970-an diperkirakan bahwa sebagian besar produksi primer di lautan bergerak melalui arantai makanan sederhana yang terdiri dari sejumlah kecil 'level trofik' — level dari jaringan makanandimana suatu spesies mendapatkan makanannya. Dalam pandangan 'klasik' ini, produsen utama di trofi pertamatingkat terutama diatom besar dan dinoflagellata yang dimakan oleh zooplankton besar, terutamacopepods, pada tingkat trofik kedua (lihat Gambar 11 (a)). Ini pada gilirannya dimakan oleh ikan kecil ditingkat trofik ketiga, yang kemudian menjadi makanan bagi predator top seperti cumi-cumi, ikan besar, dan lautmamalia di tingkat trofi keempat. Di dunia kita yang didominasi manusia saat ini, banyak dari laut inipredator puncak dipanen oleh predator puncak tertinggi — manusia di tingkat trofik kelima.
11. Keanekaragaman Zooplankton: (a) Copepod; (B) Protista flagellated; (c) Ciliate protista; (d) Larvacean raksasa. B = tubuh binatang,T = ekor binatang © 2002 MBARI.Ketika ahli biologi kelautan mulai memahami pentingnya mikroba dalam perekonomianlautan, menjadi jelas bahwa konsep rantai makanan klasik ini dalam banyak kasus terlalu sederhana dantidak lengkap gambaran tentang bagaimana energi bergerak melalui ekosistem laut. Alhasil, model barustruktur jaring makanan telah muncul yang masih dipelajari dan disempurnakan oleh ahli biologi kelautan.Sekarang diketahui bahwa bakteri autotrofik mikroskopis menghasilkan sejumlah besar primerproduksi di lautan, terutama di perairan laut yang miskin nutrisi. Sel mereka terlalu kecilditangkap dan dimakan oleh zooplankton besar dari rantai makanan klasik, tetapi protista yang ditandai bendera kecil(Lihat Gambar 11 (b) ) dapat mengkonsumsinya. Ini kemudian dimakan oleh protista bersilia (lihatGambar 11 (c))yang cukup besar untuk dimakan oleh zooplankton yang lebih besar, seperti copepoda, sehingga terhubung ke dalamnyarantai makanan klasik (lihat Gambar 12 ).
12. Jalur utama aliran energi melalui sistem kelautan.Sekarang juga diketahui bahwa sebagian besar produksi fitoplankton — hingga 50 persen di bawah tertentukondisi — tidak ditransfer ke tingkat trofik berikutnya melalui konsumsi langsung tetapi 'bocor' keair laut di sekitarnya sebagai bahan organik terlarut (DOM). Sebagian dari kebocoran ini berasal darihilangnya molekul organik secara pasif melintasi membran sel fitoplankton. Tapi fitoplanktonjuga secara aktif memancarkan molekul organik ke dalam air laut karena alasan yang belum sepenuhnya dipahami.Selanjutnya, DOM dan partikel kecil bahan organik (POM) hilang ketika sel fitoplanktonrusak selama makan oleh predator dan setelah kematian alami sel. Copepod danzooplankton lainnya juga melepaskan sejumlah besar POM ke dalam lautan dalam bentuk tinja dan kapanmereka mati dan hancur. Juga diakui bahwa infeksi fag virus memainkan peran yang sangat pentinghilangnya DOM dan POM dari mikroba laut. Diperkirakan virus membunuh sekitar 20 hingga40 persen bakteri laut setiap hari — tingkat infeksi luar biasa — dan sejumlah besar DOM danPOM dilepaskan saat sel inang mati.Hilangnya bahan organik dari semua sumber ini menciptakan kumpulan besar energi makanan tidak hidupdi lautan (lihat Gambar 12). Ukuran total dari kumpulan ini, dinyatakan dalam karbon, diperkirakan sekitar1.000 miliar ton, yang mengerdilkan sekitar 6 miliar ton karbon yang ada dalam semua makhluk hiduporganisme lautan. Banyak dari ini adalah DOM dalam bentuk karbohidrat, asam amino, protein,dan lipid.Bakteri heterotrofik dan archaea menyerap DOM langsung dari air laut dan menggunakannya sebagai energisumber. Mereka juga menjajah POM mengambang di air laut dan mengekstrak energi makanan darinya. Kebanyakanmikroba ini dengan cepat dibunuh oleh virus dan dengan demikian kembali DOM dan POM kembali ke dalam
air laut. Perputaran energi yang cepat ini bolak-balik antara kumpulan DOM dan POM danbakteri dan archaea, dimediasi oleh fag, sering disebut sebagai 'lingkaran virus' (lihat Gambar 12).Bakteri dan archaea yang lolos dari infeksi virus dikonsumsi oleh flagellate dan ciliate. Iniprotista kemudian terhubung ke rantai makanan klasik yang dibahas sebelumnya ketika dimakan oleh multisel yang lebih besarzooplankton, seperti copepoda (lihat Gambar 12 ).Jalur mikroba aliran energi ini sering disebut sebagai 'lingkaran mikroba' karena kapandigambarkan secara diagram, mereka membentuk 'lingkaran' yang terhubung ke rantai makanan klasik (lihat Gambar 12).Aliran energi melalui enam tingkat trofik dalam lingkaran mikroba gabungan dan makanan klasikrantai — dari bakteri dan archaea hingga predator puncak seperti cumi-cumi, tuna, dan burung laut — terlibatlima transfer energi. Hanya sekitar 10 persen energi yang tersedia di setiap level trofikdikonversi menjadi biomassa di tingkat trofik berikutnya. Ini karena banyak energi makanan yang dikonsumsioleh organisme di setiap tingkat trofik hilang sebagai tinja dan dikeluarkan pada proses metabolisme dasardan mencari makanan. Selain itu, tidak semua makanan yang tersedia di setiap tingkat trofik dapat ditemukandan dikonsumsi oleh organisme di tingkat berikutnya, sehingga ada 'pemborosan'. Karena itu, hanya sebagian kecil sajaproduksi primer asli - sekitar 0,001 persen - berakhir sebagai daging dalam predator teratas ditingkat trofi keenam. Terlepas dari panjangnya dan ketidakefisienan komparatifnya, rantai makanan ini pentinghubungan nutrisi antara sejumlah besar bahan organik yang tidak hidup di lautan dan lautan besarhewan, yang dieksploitasi oleh manusia. Ini sangat penting di laut lepas yang luasdaerah Samudera Global di mana sebagian besar produksi primer adalah dari bakteri autotrofik yangterlalu kecil untuk memasuki rantai makanan klasik.Beberapa POM yang dibuat di permukaan lautan 'diekspor' ke perairan yang lebih dalam saat tenggelamperlahan melalui kolom air (lihat Gambar 12). Di tengah jalan, partikel organik lebih kecilagregat untuk membentuk partikel yang lebih besar yang dijajah oleh bakteri heterotrof dan menjadi 'lautbersalju — hujan serpihan kecil detritus berukuran beberapa milimeter yang bisa diamatidi lampu dari kendaraan bawah air yang submersible atau dioperasikan dari jarak jauh. Ekstrak bakteri asejumlah besar energi di salju laut sebelum mencapai dasar lautan, khususnya diair yang sangat dalam di atas dataran abyssal. Meskipun demikian, salju laut merupakan makanan pentingsumber untuk hewan laut yang hidup di perairan yang lebih dalam di lautan dan di dasar laut.Beberapa jenis zooplankton telah mengembangkan cara menarik untuk menggunakan salju laut sebagai sumber energi.Sebagai contoh, binatang kecil seperti kecebong yang dikenal sebagai larvacea membangun 'rumah' berhias tipisfilm lendir. Pada beberapa spesies, rumah-rumah ini dapat mencapai satu meter (lihat Gambar 11 (d)). Ituhentakan ekor larvacea menciptakan arus melalui rumah yang menyaring partikel organik, yangkemudian dilewatkan ke mulut binatang. Larvacea membuang rumahnya setiap beberapa jam sekalimenjadi tersumbat dan dengan cepat mengeluarkan yang baru. Rumah-rumah yang dibuang, bersama dengan semuapartikel yang terperangkap di dalamnya, runtuh dan tenggelam dengan cepat ke dasar lautan sebelum bakteri dapat mengekstraksi semuaenergi dari mereka, sehingga meningkatkan input makanan untuk hewan di dasar laut.Bahan detrital yang mencapai dasar lautan menciptakan dasar rantai makanan bentik (lihat Gambar12 ). Detritus dimakan oleh hewan seperti cacing, kerang, dan bintang rapuh, yang kemudian dimakan olehhewan predator seperti bintang laut, kepiting, dan ikan kecil yang tinggal di dasar. Hewan-hewan ini kemudiandimakan oleh predator yang lebih besar termasuk ikan yang bernilai komersial, seperti flounder, sole, dan pollock.Rantai makanan yang menggembalakan, mirip strukturnya dengan rantai makanan klasik, beroperasi di zona upwelling (lihatGambar 12). Dalam sistem ini, diatom umumnya merupakan produsen utama utama dan terjadi dalam jumlah besar,mekar padat. Sekolah-sekolah besar ikan-ikan kecil saring yang bernilai komersial, sepertiikan teri dan sarden, tergores langsung dan efisien pada diatom dan pada copepoda yang diberi makandiatom. Ikan kecil ini kemudian dimakan oleh ikan besar, mamalia laut, dan burung laut. Merumputrantai makanan hanya melibatkan satu atau dua transfer energi antara fitoplankton pada trofik pertamatingkat dan ikan bernilai komersial pada tingkat trofik kedua atau ketiga (lihat Gambar 12).Selain itu, efisiensi transfer energi antara tingkat trofik dalam rantai makanan sederhana inimelibatkan agregasi padat organisme dapat mencapai 20 persen. Sistem upwelling dengan demikiansangat efisien dan produktif serta mendukung perikanan komersial besar. Struktur trofik sistem kelautan dan terestrial — studi yang kontrasTotal produktivitas primer Samudra Global adalah sekitar 50 miliar ton karbon per tahun. DiSebagai perbandingan, total produktivitas primer terestrial adalah sekitar 52 miliar ton per tahun. Jadi, totalProduktivitas utama planet ini adalah sedikit di atas 100 miliar ton karbon per tahun, di antaranyasekitar setengahnya berasal dari lautan dan setengahnya dari daratan. Tetapi sistem laut dan daratan menghasilkan yang utamaproduksi dengan cara yang berbeda secara fundamental.Sebagaimana dibahas dalam postingan ini, produsen utama di lautan tidak terlihat, bersel tunggal,fitoplankton mikroskopis yang terdiri dari bakteri dan protista. Sebaliknya, produsen utama padatanah adalah tanaman besar, sangat terlihat yang terdiri dari pohon, semak, rumput, dan, sekarang kita sudah masukzaman Anthropocene yang didominasi manusia, tanaman pangan. Total biomassa, atau tanaman tegakan, di antaranyatipe produsen yang sangat berbeda juga sangat berbeda. Total biomassa produsen primer di Indonesialautan, dinyatakan sebagai berat karbon dalam jaringan hidup mereka, adalah sekitar 1 miliar ton,sedangkan total biomassa produsen primer di darat beberapa kali lipat lebih tinggi — sekitar450 miliar ton karbon. Dengan demikian, produsen primer kelautan, meskipun sangat banyak danmenempati permukaan dan volume yang jauh lebih besar daripada lingkungan terestrial, hanya menjelaskan sekitar0,2 persen dari total biomassa produsen primer di planet ini. Namun, terutama, kelautan utamaprodusen menghasilkan sebanyak mungkin produksi primer seperti semua produsen di darat setiap tahun. Iniini dimungkinkan karena fitoplankton laut memiliki tingkat metabolisme yang sangat tinggi dan sangat tinggimesin fotosintesis yang efisien, yang memungkinkan mereka tumbuh dan membelah dengan sangat cepat. Hasilnya adalahbahwa fitoplankton di Lautan Global membalik seluruh biomassa mereka setiap tujuh harirata-rata. Sebaliknya tingkat turnover produsen primer terestrial berada pada urutan tahunrata-rata.Struktur trofik sistem kelautan dan terestrial juga berbeda secara fundamental. Di darat,sekitar 450 miliar ton karbon biomassa produsen primer mendukung totalkira-kira 20 miliar ton konsumen di semua tingkatan trofik yang lebih tinggi. Ini menghasilkan apa yang adaumumnya dianggap sebagai piramida biomassa berdiri khas, di mana biomassa primerprodusen jauh lebih besar daripada konsumen. Sebaliknya, di lautan sekitar 1 miliar tonprodusen primer mendukung total sekitar 5 miliar ton konsumen, yang menghasilkan pembalikan
piramida biomassa (lihat Gambar 13 ). Dalam jaring makanan ekologis, produktivitas primer harus selalu demikianlebih besar dari total produktivitas konsumen. Distribusi biomassa tegakan 'tidak khas' di lautlingkungan dapat dipertahankan karena, seperti yang dibahas sebelumnya, produsen primer mikrobalautan memiliki pergantian yang sangat cepat, sehingga produktivitas yang dihasilkannya tentu lebih tinggi dari totalproduktivitas konsumen.13. Distribusi biomassa antara produsen dan konsumen di lingkungan darat dan laut. Jumlahnya adalahmiliaran ton karbon.
bagian 3Kehidupan di laut pesisirWilayah pesisir Global Ocean terdiri dari jalur sempit samudera yang memanjang darigaris pantai ke tepi landas kontinen. Meskipun lingkungan laut pesisir inirelatif kecil, hanya sekitar 7 persen dari wilayah Samudra Global, darisangat penting bagi masyarakat manusia. Saat ini, sekitar 44 persen dari populasi manusia, atau 3,4miliar orang, berkerumun di sepanjang pantai atau tinggal dalam jarak 150 kilometer dari pantai. Jumlah inimeningkat dengan cepat karena lebih banyak orang bermigrasi ke pusat-pusat kota di dekat wilayah pesisir. Sudah diramalkanbahwa pada akhir abad ini, tiga belas dari lima belas kota terbesar di dunia akan berlokasi di ataudekat pantai.Hubungan dekat ini dengan masyarakat manusia berarti bahwa samudera pesisir sangat terpengaruh. Ini adalahmenerima lingkungan untuk banyak produk sampingan dari kegiatan manusia, seperti industri danpolutan pertanian, kotoran manusia dan hewan, limbah plastik, dan tumpahan minyak. Samudra pesisir adalahbanyak memancing, menyediakan banyak hasil laut yang ditangkap manusia dari lautan. inijuga tempat di mana sebagian besar operasi akuakultur ditempatkan, menyediakan makanan laut tambahan untuk manusiakonsumsi, tetapi juga meninggalkan produk limbah akuakultur, seperti pakan yang tidak dikonsumsi danbahan feses, yang menumpuk dan membusuk di dasar laut. Selanjutnya, laut pesisirsangat dieksploitasi untuk sumber daya lain seperti minyak dan gas.Karena kedekatannya dengan daratan, dan kedangkalannya yang komparatif, lautan pesisir relatif komparatifmudah dipelajari dengan cara scuba diving, kapal penelitian kecil, instrumen yang ditambatkan, dan banyak lagibaru-baru ini, jaringan ribuan sensor yang terhubung ke internet mengumpulkan data terus menerus real-timefisika kelautan, kimia, dan biologi. Dengan demikian, banyak informasi yang dikumpulkan tentang biologikehidupan laut pesisir dan bagaimana ekosistem pesisir berfungsi. Jika dimanfaatkan dengan baik, pengetahuan ini akan membantukita untuk lebih baik mengelola berbagai habitat yang terdiri dari lingkungan pantai dalam menghadapi yang cepatkehadiran manusia yang berkembang.Habitat tempat tidur rumput lautHamparan rumput laut adalah habitat laut yang indah dan penting yang ditemukan di dasar berbatu di perairan dangkaldekat ke pantai. Mereka ditemukan di daerah pantai beriklim sedang di mana suhu lautan normaljangan melebihi 20 ° C. Mereka tumbuh dengan baik di perairan pesisir yang sejuk dan kaya nutrisizona upwelling (lihat Gambar 14 ).
14. Distribusi global tempat tidur rumput laut. Genus rumput laut yang ditunjukkan pada peta dominan di wilayah yang ditunjukkan.Hamparan rumput laut terdiri dari agregasi padat rumput laut coklat, atau rumput laut. Padahal kebanyakan fotosintesisorganisme di lautan adalah mikroskopis, bersel tunggal, dan planktonik, rumput laut besar, multiselulerbentuk-bentuk alga yang melekat kuat pada bagian bawah oleh struktur mirip akar yang dikenal sebagai holdfasts (lihatGambar 15). Holdfast adalah struktur lampiran, bukan sistem root, dan rumput laut tidak memiliki asistem pembuluh darah khusus untuk mengangkut makanan dan nutrisi melalui daunnya. Sebaliknya, rumput lautmenyerap nutrisi, air, dan karbon dioksida langsung dari air laut sekitarnya.
15. Struktur daun rumput laut.Rumput laut mulai hidup sebagai spora mikroskopis yang mengendap di dasar samudra dan tumbuh menjadi mikroskopistanaman jantan atau betina, disebut gametophytes. Gametofit adalah tahap seksual dari siklus hidup. Itugametofit jantan menghasilkan sperma, yang dilepaskan ke lautan tempat mereka membuahi telurhadir di permukaan gametofit betina. Telur yang dibuahi tumbuh menjadi daun yang besar, atausporofit, yang umumnya kita kaitkan dengan rumput laut. Sporofit kemudian melepaskan banyak spora baruke laut untuk memulai proses lagi. Siklus hidup ini membutuhkan waktu satu hingga dua tahunlengkap.Tempat tidur rumput laut sangat produktif. Dalam kondisi yang menguntungkan rumput laut tumbuh sangat cepat, dan beberapa di antaranyaspesies mencapai ukuran yang sangat besar. Misalnya, rumput laut raksasa, Macrocystis , yang melimpahpantai banyak bagian dunia (lihat Gambar 14), dapat tumbuh pada tingkat lebih dari 30 sentimeterper hari dan mencapai panjang lebih dari 30 meter dalam waktu kurang dari setahun. Bentuk rumput laut raksasa luas'hutan' bawah laut dengan kanopi permukaan padat yang dipegang tinggi-tinggi di kolom air laut denganbantuan pelampung berisi gas yang disebut pneumatocysts.Rumput laut menyediakan fondasi untuk habitat laut yang sangat subur dan beragam. Banyak jenis organismehidup melekat pada permukaan rumput laut sendiri, atau terkubur di dalam celah-celah pegangan,dan rumput laut menyediakan tempat berlindung dan makanan bagi banyak spesies invertebrata dan ikan, termasukspesies yang dipanen secara komersial.Bulu babi adalah peternak utama dari rumput laut, meskipun mereka biasanya mengeluarkan sangat sedikit, mungkin 10 persekitar sen, dari biomassa rumput laut hidup secara langsung, kecuali ada dalam jumlah yang sangat besar. Sebagian besarenergi dalam ganggang memasuki komunitas bed ganggang dalam bentuk bahan tanaman mati, yaitudikonsumsi oleh berbagai pemulung, termasuk landak laut dan, jika ada, abalon. LautBulu babi diberi makan oleh berbagai predator termasuk spesies bintang laut, siput, gurita, berdurilobster, kepiting, dan ikan. Di Samudra Pasifik Utara, berang-berang laut juga memakan bulu babi.
Studi jangka panjang tentang habitat rumput laut telah menunjukkan bahwa mereka rentan terhadap penggembalaan berlebihan di lautbulu babi. Ketika ini terjadi, komunitas rumput laut yang mewah, produktif, dan beragam hayatidikonversi menjadi menjemukan, 'petak urchin tandus' yang miskin (lihat Gambar 16 (a) dan (b)). Meskipun ini'pergeseran fase' terjadi secara alami pada skala terbatas, mereka baru-baru ini menjadi lebih sering danmasalah global. Keruntuhan yang cepat, luas, dan bencana tempat tidur rumput laut telah terjadi di seluruh dunia,termasuk di Samudra Pasifik utara-timur pada 1960-an-1970-an, Samudra Atlantik barat laut di1970 - 1980 - an, di sepanjang pantai Norwegia pada tahun 1970 - an, dan, paling baru, di sepanjang pantai timurTasmania di tahun 2000-an.16. Ranjang gulung kelp: (a) Rumput laut khas; (B) tanah tandus didominasi landak laut yang telah menggantikan tempat tidur rumput laut.Ahli biologi kelautan telah membuat kemajuan yang baik selama tiga dekade terakhir dalam mengungkap berbagai variasifaktor-faktor yang dapat menekan habitat bed rumput laut ke titik di mana ia menjadi rentan terhadap cepattransisi menjadi landak mandul. Stresor fisik dan biologis telah sering diidentifikasiberinteraksi untuk mengerahkan efek aditif. Sebagian besar berasal dari manusia atau diperkuat oleh aktivitas manusia.Tekanan fisik pada hamparan rumput laut dapat berupa suhu laut yang lebih tinggi dari normal atau tidak biasakondisi laut yang sulit. Misalnya, periode air laut hangat yang tidak biasa di pantai Pasifik UtaraAmerika, yang disebabkan oleh berkurangnya atau terhentinya upwelling air dingin yang dalam, dapat menekan rumput lautke titik di mana mereka rentan terhadap penggembalaan landak, terutama jika jumlah bulu babi lebih tinggidari biasanya karena alasan lain. Juga, gelombang besar yang dihasilkan badai berhubungan dengan El Nino yang parahPeristiwa dapat merobek rumput laut menjadi berkeping-keping dan merobek banyak dari mereka dari pegangan mereka. Bulu babi didaerah kemudian dapat mengambil alih, merumput rumput laut muda yang mencoba untuk mengkolonisasi kembali daerah tersebut dan menghambatpembentukan kembali habitat rumput laut. Perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia meningkatkan frekuensi,durasi, dan besarnya tekanan fisik seperti itu di tempat tidur rumput laut, membuat mereka lebih rentan terhadapterlalu banyak makan dan runtuh.Mengurangi kelimpahan predator landak laut utama sebagai akibat dari campur tangan manusia adalah
mempelajari kontributor untuk runtuhnya kelp bed. Contoh klasik adalah interaksi antara predator-mangsaberang-berang laut dan landak laut. Dengan makan di bulu babi, berang-berang menjaga intensitas merumput di rumput lautdi bawah level kritis yang membantu mempertahankan komunitas bed rumput laut yang stabil. Tetapi jika berang-berang sebagian besarhilang dari sistem, angka landak laut dapat meningkat pesat, memberikan tekanan penggembalaan yang lebih besartempat tidur rumput laut. Setelah kepadatan kritis landak laut tercapai, bedong rumput laut dengan cepat runtuh menjadi landaklahan tandus. Untuk alasan ini, berang-berang laut sering disebut sebagai spesies kunci, yaitu satuyang mungkin tidak hadir dalam jumlah besar tetapi memainkan peran mendasar dalam membentuk dan memeliharastruktur komunitas kelautan.Berang-berang laut secara historis merupakan anggota komunitas rumput laut yang melimpah di sepanjang pantaitepi Samudra Pasifik utara dari Jepang utara ke Baja California. Total alami merekapopulasi diperkirakan berada di kisaran 150.000 hingga 300.000.Ada bukti dari studi middens bahwa lebih dari 2.000 tahun yang lalu nelayan Aleut asli di Indonesia Kepulauan Aleutian berburu berang-berang cukup banyak hingga menyebabkan perubahan struktur di wilayah tersebutkomunitas kelautan pesisir, mulai dari rumput laut mendominasi hingga bulu babi. Mulai tahun 1700-an,Berang-berang mulai dipanen dalam skala industri yang luas oleh pedagang bulu karena kulitnya yang tebal,dan pada awal 1900-an hanya beberapa ribu berang-berang yang tersisa di seluruh jajaran mereka,hanya menghuni beberapa tempat perlindungan pantai yang terisolasi. Hal ini mengakibatkan terciptanya bulu babi yang gersangalasan di tempat-tempat seperti Kepulauan Aleutian dan lepas pantai Alaska, Kanada, dan di tempat lain.Perburuan komersial atas berang-berang sebagian besar dilarang sejak 1911 dan upaya konservasi dimulai,dengan berang-berang laut dari populasi yang selamat diperkenalkan kembali ke daerah-daerah tertentu. Akibatnya, berang-berang lautpopulasi telah pulih kembali ke lebih dari 100.000 hewan yang menempati dua pertiga dari kisaran sebelumnya, danpergeseran kembali ke habitat yang didominasi rumput laut telah diamati di banyak daerah di mana berang-berang laut sekarangberlimpah.Penebangan rumput laut baru-baru ini di lepas timur Tasmania adalah contoh lain dari turunan manusiadampak. Di sini, pemanasan lautan telah memungkinkan sejumlah besar landak laut Centrostephanusrodgersii menyebar dari daratan Australia ke kutub ke Tasmania, menyebabkan penggembalaan yang luasrumput laut dan runtuhnya lebih dari 95 persen dari tempat tidur rumput laut Tasmania Timur.Setelah dibuat, tongkang urchin dapat bertahan selama beberapa dekade. Bagian dari alasannya adalah sekali lautBulu babi telah memakan semua rumput laut, jumlahnya tetap ada karena mereka dapat bertahan hidup dengan memakannyasumber makanan lain termasuk alga yang tumbuh di permukaan batu gundul dan kecilinvertebrata. Sering dibutuhkan peristiwa besar lainnya untuk memicu perpindahan kembali ke habitat rumput laut. Ini bisa memakan waktubentuk kematian masif populasi landak laut, yang mengurangi tekanan merumput pada anak mudatanaman rumput laut, dan membuka jalan bagi habitat rumput laut untuk dibangun kembali. Angka kematian massal seperti itu bisamenjadi hasil dari penyakit landak dan, ironisnya, pemanasan laut antropogenik cenderung meningkatfrekuensi kejadian penyakit tersebut dan membantu pemulihan rumput laut. Ini karena periode yang tidak biasaair laut yang hangat bisa membuat bulu babi stres dan membuatnya lebih rentan terhadap patogen.Masih banyak yang harus dipelajari tentang dinamika komplek runtuhnya dan pemulihan dasar lautPenelitian akan menjadi sangat penting untuk pengelolaan habitat kelp bed di masa depan dan mempertahankannyamanfaat ekologis dan sosial, khususnya di era dampak manusia yang meningkat dengan cepat
lautan.Padang lamunLamun adalah dasar dari jenis habitat laut penting lainnya yang tersebar luas di pasir dandasar lumpur di perairan dangkal dari tropis ke Arktik, dengan Antartika menjadi satu-satunya benuatanpa lamun. Tidak seperti rumput laut, lamun adalah tanaman berbunga yang telah beradaptasi untuk hidupsepenuhnya terendam dalam air laut. Mereka berevolusi pada awalnya di darat dan merupakan satu-satunya kelompoktanaman berbunga yang telah merekolonisasi lingkungan laut.Lamun memiliki akar dan sistem vaskular sejati dan menyerap nutrisi mereka dari sedimentempat tinggal mereka (lihat Gambar 17). Daunnya panjang, tipis, bilah fleksibel, umumnya sekitar 10-50sentimeter panjangnya, tetapi hingga beberapa meter pada beberapa spesies. Lamun menjajah dasar lautmengirimkan batang bawah tanah, atau rimpang, yang memunculkan tanaman baru. Mereka juga dapat bereproduksisecara seksual, dengan arus membawa serbuk sari dari satu bunga ke bunga lain, dan dengan benih juga sedangtersebar oleh arus.17. Struktur lamun.Lamun sangat produktif. Mata pisau dapat tumbuh sebanyak satu sentimeter per hari dan sedangterus-menerus ditumpahkan dan diganti. Lamun dengan demikian dapat membentuk padang rumput luas yang mencakup puluhanribuan hektar dan terdiri dari ribuan daun per meter persegi dasar laut. Lamunpadang rumput paling berlimpah di air kurang dari sekitar 10 meter di mana tingkat cahaya tinggi, tetapimereka dapat ditemukan hingga kedalaman lebih dari 40 meter di air laut yang sangat jernih. Di daerah beriklim sedang, Zostera ,atau eelgrass, adalah jenis lamun yang tersebar luas; sementara Thalassia , atau rumput kura-kura, banyak ditemukan di daerah tropis
daerah.Lamun membentuk dasar dari komunitas yang beragam. Banyak jenis organisme yang menempel dan mengeratmenjajah permukaan bilah lamun, sementara berbagai jenis hewan menggali, seperti kerangdan cacing, ditemukan di antara akar. Organisme ini menyediakan sumber makanan dan tempat tinggal yang kayaikan dan hewan lainnya, termasuk spesies yang penting secara komersial.Di daerah beriklim sedang, ada beberapa hewan yang dapat merumput langsung di bilah lamun yang keras, kecualiuntuk beberapa burung, seperti angsa, angsa, dan bebek. Di perairan tropis, pemakan rumput besar seperti manatee,duyung, dan kura-kura hijau memakan langsung daun lamun yang hidup. Daun dan akar yang matilamun dipecah oleh bakteri dan jamur dan diberi makan oleh berbagai pengumpan detritus seperticacing, kepiting, bintang rapuh, dan teripang.Penyu hijau, Chelonia mydas , terkait erat dengan padang lamun. Penyu hijau adalahpadang rumput kunci lamun, maka nama umum, rumput penyu, untuk beberapa spesies lamun tropis.Penyu hijau dewasa bisa makan sekitar 2 kg lamun sehari.Pasangan penyu hijau di laut dan betina kembali ke pantai yang sama tempat mereka menetasmemiliki telur. Seorang betina menggali lubang di area kering pantai tempat ia bertelur. Dia kemudian menutupinyatelur dengan pasir dan kembali ke laut. Seorang wanita dapat kembali beberapa kali ke pantai yang samaselama musim kawin dengan interval beberapa minggu untuk bertelur berturut-turut telur. Telur-telurmenetas setelah beberapa bulan, umumnya pada malam hari, dan tukik menetes cepat ke laut. Sinimereka tetap berada di perairan pantai dekat tempat mereka menetas untuk memberi makan dan tumbuh. Saat mereka dewasa, kura-kurabermigrasi ke tempat makan lamun baru di mana mereka tetap sampai mereka siap untuk kembali ke merekapantai bersarang untuk bereproduksi. Migrasi ini dapat menempuh jarak yang sangat jauh. Misalnya, satupopulasi penyu hijau memakan lamun di sepanjang pantai Brasil tetapi bermigrasi lebih dari 2.300kilometer ke pantai bersarang di Pulau Ascension kecil di tengah Samudra Atlantik Selatan hinggaberkembang biak. Penyu menggunakan sudut matahari, arah gelombang, dan bau untuk menavigasi jalan mereka kepulau.Di seluruh dunia, penyu hijau telah banyak diburu untuk diambil dagingnya, dan telurnya diambil dari sanapantai bersarang mereka untuk makanan. Akibatnya, jumlah penyu hijau menurun drastis dan merekaadalah spesies yang terancam punah secara global. Diperkirakan bahwa pada masa pra-Kolombia ada lebih dari itu90 juta penyu hijau menghuni Laut Karibia saja. Dalam postingan harian mereka, penjelajah menggambarkan hijaukura-kura di Karibia dalam hal 'jumlah tak terbatas' dan 'persediaan tak habis-habisnya'. Sejak itu adatelah kehilangan mengejutkan, dengan jumlah sekarang turun menjadi sekitar 300.000, atau 0,33 persen dari merekaangka bersejarah. Karena jumlah mereka sekarang sangat rendah, pengaruhnya terhadap komunitas lamun adalahsaat ini kecil, tetapi di masa lalu, kura-kura hijau akan sangat luar biasalamun. Mereka akan membuat padang lamun tetap dipangkas, seperti meletakkan sayuran hijau, dan menipiskannyabedengan, sehingga mengurangi persaingan langsung di antara berbagai spesies lamun dan memungkinkan beberapaspesies hidup berdampingan. Tanpa penyu hijau dalam sistem, padang lamun sekarang umumnya ditumbuhimonokultur dari satu spesies dominan.Manate dan duyung adalah mamalia laut besar yang juga merumput di lamun. Duyung tinggal di
perairan hangat di Samudra Hindia dan Pasifik, sedangkan manate ditemukan di Karibia dan TelukMeksiko, dan di lepas pantai Afrika Barat. Duyung di Australia telah terbukti sebagai insinyurtempat tidur lamun seperti kura-kura hijau. Kawanan duyung merumput menipis di tempat tidur, menciptakan ruang untuk lebih banyakspesies lamun untuk hidup berdampingan dan untuk tanaman yang lebih muda, lebih bergizi, untuk beregenerasi. Ini sudahdisamakan dengan duyung yang 'mengolah' padang lamun dengan cara yang memberi mereka peningkatannutrisi.Lamun sangat penting bagi masyarakat manusia. Karena mereka efektif menjebakdan mengikat sedimen, mereka menstabilkan dasar laut dan membantu melindungi garis pantai dari erosi.Rumput lamun juga bertindak sebagai lahan pembibitan dan mencari makan bagi banyak orang yang penting secara komersialspesies ikan, serta invertebrata penting secara komersial seperti kerang, kepiting, udang, dantiram.Karena itu, sangat mengkhawatirkan bahwa padang lamun mengalami penurunan serius secara global. SEBUAHpenilaian global yang komprehensif telah menunjukkan bahwa 29 persen padang lamun yang dikenalmenghilang antara 1879 dan 2009. Tingkat kehilangan sekitar 1 persen per tahun sebelum 1940,tetapi ini telah meningkat menjadi sekitar 7 persen per tahun sejak tahun 1990. Sebagian besar ini adalah hasil dari pembuangan kotoranpembuangan, pembangunan pantai, dan pengerukan dasar laut, kegiatan yang melepaskan jumlah berlebihannutrisi dan sedimen ke perairan pantai yang mengurangi kejernihan air dan lamun yang menyesakkan.Padang lamun juga secara rutin dihancurkan oleh baling-baling kapal dan jangkar. Selanjutnya, lamunDitekankan oleh polusi atau peningkatan suhu lautan lebih rentan terhadap penyakit.Jelas bahwa manusia perlu menilai habitat lamun lebih tinggi dan mengambil langkah-langkah yang diperlukan untuk itujaga mereka. Ini berarti melindungi habitat lamun yang penting dari pengembangan pesisir danmendidik pelaut rekreasi untuk tidak mengemudi melintasi lamun dangkal, dan berlabuhdari padang lamun.Komunitas soft-bottomHamparan luas wilayah pesisir Samudra Global terdiri dari dasar pasir atau lumpur. Inihabitat sangat dipengaruhi oleh arus dan aksi gelombang, terutama di kedalaman yang lebih dangkal.Dasar berpasir hadir di mana ada arus yang cukup kuat yang membawa halus, dengan mudahpartikel lumpur tersuspensi, meninggalkan butiran pasir kasar. Dasar berlumpur terjadi di daerah dengansedikit arus dan cenderung kaya akan partikel halus yang mengendap dan terkumpul di area tersebut. Di salah satukasus, hampir tidak ada vegetasi sama sekali, dan kehidupan binatang mendominasi habitat ini.Sebagian besar hewan yang hidup di habitat dasar lunak ditemukan terkubur dalam endapan dan dirujuksebagai organisme infaunal. Sebagian besar terdiri dari berbagai spesies kerang dan buramcacing. Banyak dari ini adalah pengumpan suspensi yang menyaring plankton dan partikel organik dariair laut di atasnya. Kerang yang memberi makan suspensi memperpanjang siphon panjang dari liangnya hingga kepermukaan sedimen dan pompa dalam bahan makanan tersuspensi ini. Cacing pemakan suspensisering berdiam di dalam tabung-tabung tempat mereka merentangkan seperangkat tentakel yang digunakan untuk menyaring partikel yang tersuspensi.Di sisi lain, beberapa kerang dan cacing infaunal adalah pengumpan simpanan, yang memperoleh nutrisi olehlangsung mengonsumsi sedimen dan mencerna bahan organik dan bakteri yang ada di sedimen
saat melewati nyali mereka.Tidak semua anggota komunitas soft-bottom adalah burrower. Beberapa, disebut sebagai epifaunalorganisme, hidup di permukaan sedimen dan termasuk bintang rapuh, landak laut, bintang laut, lautmentimun, pasir dolar, siput, kepiting, dan udang. Banyak penghuni permukaan ini diberi makan oleh salah satu dari merekamengambil partikel organik yang tergeletak di permukaan sedimen atau, seperti pengumpan endapan anak,menelan sedimen dan mencerna partikel organik yang dikandungnya. Lainnya, seperti siput, kepiting, danbintang laut, adalah predator, memakan anggota masyarakat lainnya.Anggota infaunal dan epifaunal dari komunitas soft-bottom mendukung berbagai pemberian makanan dari bawahikan pemangsa yang hidup di atau dekat dasar laut. Ini termasuk skate dan pari dan banyak jenisspesies penting secara komersial seperti haddock, pollock, hake, dan cod, serta flatfish sepertimenggelepar, halibut, dan sol. Ikan yang hidup di bawah ini, secara kolektif dikenal sebagai ikan demersal atauIkan dasar, umumnya ditangkap menggunakan pukat dasar, dan memainkan peran penting dalam memberi makan manusiapopulasi.Zona mati pesisirBanyak sistem kelautan pesisir sangat tertekan dan diubah oleh pelepasan nutrisi berlebih ke dalamnyaperairan pantai karena aktivitas manusia, suatu proses yang disebut sebagai eutrofikasi. Dua utamabiang keladinya adalah senyawa yang mengandung nitrogen dan fosfor.Siklus nitrogen adalah salah satu siklus nutrisi yang paling berubah di planet ini karena aktivitas manusia. Itupenggunaan pupuk berbasis nitrogen di tanah untuk menjaga kesuburan tanah dan meningkatkan hasil panen adalah yang utamasumber polusi nitrogen. Ini karena sebagian dari senyawa nitrogen menyebartanah pertanian tidak dimasukkan ke dalam tanaman tetapi larut oleh hujan ke sungai dan sungai dan,karenanya, ke lautan. Sebagian besar pencucian nitrogen dari lahan pertanian adalah dalam bentuk nitrat.Sumber polusi nitrogen lainnya adalah pembuangan limbah manusia dan hewan. Nitrogensenyawa juga diproduksi selama pembakaran bahan bakar fosil, kayu, dan limbah tanaman; ini berakhirdi sungai dan lautan sebagai asam nitrat dalam hujan asam.Penggunaan ekstensif pupuk berbasis fosfat merupakan sumber utama polusi fosfor. Beberapafosfat tersapu ke aliran dan sungai, sebagian besar melekat pada partikel tanah; dari situlahmenemukan jalannya ke lautan. Limbah kotoran manusia dan hewan adalah sumber fosfor lainsenyawa, seperti deforestasi. Dalam kasus terakhir, beberapa tanah terbuka setelah pemindahanpohon, serta abu dari pohon yang terbakar, keduanya mengandung fosfor, tersapu ke sungai. ItuDiperkirakan bahwa konsentrasi fosfor di banyak sungai sekarang rata-rata dua kali tingkat alami,dan banyak dari ini berakhir di lautan.Eutrofikasi lautan melalui kelebihan nitrogen dan fosfor merangsang mekar besarfitoplankton, khususnya di perairan pesisir. Ketika banyak produsen utama ini mati, ia meluruh danmengkonsumsi oksigen dalam air laut. Jika kadar oksigen terlarut berkurang di bawah apa yang diperlukan
mempertahankan sebagian besar kehidupan laut di daerah itu, sekitar 2 milimeter per liter air laut, kemudian sementara atau'zona mati' permanen kelautan adalah hasilnya. Hilangnya keanekaragaman hayati, kematian ikan yang tinggi, danruntuhnya perikanan lokal semuanya terkait dengan zona mati.Jumlah zona mati laut di Samudra Global telah meningkat hampir dua kali lipat setiap dekade sejak1960-an dan sekarang duduk di lebih dari 500, naik dari kurang dari 50 pada 1950. Tidak mengherankan, zona mati adalahumum di daerah-daerah yang mengalami limpasan dari pertanian intensif. Zona mati Teluk Meksiko adalah afitur musiman yang dihasilkan dari sejumlah besar nutrisi yang dikeluarkan di musim semi ke Telukdari Sungai Mississippi, yang mengeringkan sebagian besar lahan pertanian intensif. Inizona mati secara rutin mencakup area sekitar 15.000 hingga 18.000 kilometer persegi, meskipun pada tahun 2017 itudekat dengan 23.000 kilometer persegi. Terlepas dari penghancuran keseluruhan sistem kelautan alami,zona mati ini berdampak negatif pada perikanan komersial dan rekreasi udang dan tiram di Teluk BintuniTeluk. Zona mati lainnya termasuk bagian dari Laut Baltik, Laut Adriatik utara, Chesapeake Bay,dan banyak situs di wilayah pesisir Asia Timur. Zona mati Laut Baltik adalah salah satu yang terbesar diplanet dan sekarang secara teratur meliputi area sekitar 70.000 kilometer persegi — kira-kira seukuranIrlandia.Zona mati adalah fitur berbahaya di lautan pesisir yang jumlahnya meningkat dengan cepat danukuran. Tren ini dapat dihentikan dan akhirnya dibalik dengan penerapan presisi yang meluaspraktik pertanian yang mengoptimalkan dan mengurangi penggunaan pupuk dan investasi dalam peningkatan limbahSistem Menejemen.Berbunga fitoplankton yang berbahayaMekar fitoplankton beracun sering terjadi di perairan pesisir. Ini sering disebut sebagai'Berbahaya ganggang berbahaya' (HABs). Kepadatan sel fitoplankton di mekar ini bisa cukup tinggimengubah warna samudera, kadang-kadang menjadi rona kemerahan, maka nama umum mereka 'pasang merah'.HAB dibuat oleh sejumlah kecil spesies fitoplankton, seringkali dinoflagellata, yang menghasilkanberbagai racun kuat yang dapat diekskresikan ke dalam air laut. Racun-racun ini kemudian ditransfer melaluijaring makanan, terakumulasi pertama kali di zooplankton yang memakan fitoplankton beracun dan pada hewanseperti kerang, kerang, kerang, dan tiram yang menyaring makanan di plankton beracun. Racunnya bisa begitudipindahkan lebih jauh ke atas rantai makanan menjadi ikan, burung laut, dan mamalia laut. Semua iniorganisme dapat dipengaruhi ke tingkat yang lebih besar atau lebih kecil melalui konsumsi racun ini,kadang - kadang mengakibatkan kematian besar ikan dan kehidupan laut lainnya, termasuk burung laut danmamalia laut, dan menyebabkan penutupan perikanan lokal.Manusia yang memakan kerang dan ikan yang terkontaminasi dapat mengalami gejala neurologis, sepertikesemutan pada jari dan kelumpuhan otot, serta masalah pernapasan dan pencernaangejala seperti diare, muntah, dan kram perut. Gejala seperti itu bisa sangat parahdan terkadang fatal. Fitoplankton beracun kadang-kadang bisa tersuspensi di udara oleh aksi gelombanguntuk membentuk semprotan pantai yang, ketika dihirup oleh orang-orang, dapat menyebabkan gejala seperti asma.Peristiwa HAB sesekali adalah fenomena alam dan mungkin selalu menjadi fitur
perairan pantai. Penjelajah awal abad ke-17 dan ke-18 menggambarkan kejadian-kejadian yang berubah warnaair dan mencatat bahwa masyarakat pesisir asli akan menghindari panen kerang pada waktu-waktu tertentutahun di tempat-tempat tertentu karena takut diracuni. Namun dalam beberapa dekade terakhir wilayah pesisir di seluruh Indonesiadunia mengalami peristiwa HAB dengan frekuensi, ketekunan, dan luas geografis yang jauh lebih besar,dan melibatkan lebih banyak spesies fitoplankton.Tidak sepenuhnya jelas mengapa ini terjadi. Ini mungkin sebagian dijelaskan oleh peningkatan pengakuan danmelaporkan peristiwa mekar beracun dan keracunan makanan laut, tetapi hampir pasti ada tautannyapeningkatan eutrofikasi perairan pantai yang mempromosikan mekar fitoplankton. Juga beracunSpesies fitoplankton secara rutin dipindahkan dari satu pelabuhan ke pelabuhan lainnya di seluruh duniaair pemberat kapal. Air balas adalah air laut yang dipompa ke dalam tangki pemberat dan ruang muatkapal untuk memberi mereka stabilitas yang lebih baik ketika dalam perjalanan. Air pemberat biasanya diambil pada saat kapal memilikimengirimkan kargo ke pelabuhan dan pergi dengan lebih sedikit kargo atau tanpa kargo. Jutaan liter air laut adalahdiambil pada suatu waktu dan kemudian sering diangkut dan dirilis di pelabuhan berikutnya di mana kapal mengambillebih banyak kargo. Ini kemungkinan mekanisme untuk memperluas rentang spesies fitoplankton beracun. Beberapaspesies dapat menghasilkan kista - fase istirahat yang panjang dari siklus hidup mereka - yang dapat terbengkalai disedimen dasar selama bertahun-tahun sampai kondisi menguntungkan untuk pertumbuhan, dan peristiwa HAB adalahdipicu.Invasi biologisBanyak jenis organisme laut di perairan pantai selain fitoplankton beracun dapat dipompake tangki pemberat kapal. Ketika sebuah kapal berada di air dangkal, ia juga dapat memompa dalam sedimen dan apa sajaterkait organisme penghuni bawah. Ketika air pemberat dilepaskan berikutnya, organisme ini mungkinjuga akan dirilis. Dengan cara ini penjajah non-pribumi, atau eksotis, diperkenalkan ke daerah di mana merekabiasanya tidak akan ditemukan tanpa keterlibatan manusia. Sekitar sepuluh miliar ton pemberatair ditransfer secara global setiap tahun dan ribuan spesies laut dibawa ke sanadunia dalam air pemberat setiap hari.Kapal juga memindahkan organisme laut jarak jauh dengan cara lain — organisme yang membosankan, seperti kapalcacing, menjajah lambung kapal kayu, dan organisme yang menempel seperti teritip dan rumput laut busuklambung kapal. Organisme ini dapat melepaskan tahap larva hidup bebas di pelabuhan asing yangkemudian menetap di bagian bawah, memungkinkan organisme untuk menjajah situs baru.Biasanya, sangat sedikit dari penjajah asing ini akan bertahan di lingkungan baru mereka. Meskipun begitu,beberapa kondisi pertemuan yang memungkinkan mereka untuk menjadi mapan dan kadang-kadang membanjirikomunitas laut alami di daerah tersebut. Ini mungkin karena penyerang tidak memiliki predator alami,patogen, atau parasit di lokasi barunya yang biasanya menjaga jumlahnya tetap di periksa. Atau mungkinmenghadapi pasokan makanan berlimpah yang luar biasa atau mampu mengalahkan spesies asli yang tersediaruang makanan dan habitat. Contoh organisme laut yang diperkenalkan adalah banyak dan termasuk beragamspesies rumput laut, ubur-ubur, spons, cacing, kepiting, teritip, bintang laut, kerang, kerang, tiram,siput, ikan, dan banyak lainnya.Pengenalan hewan seperti ubur-ubur, jeli sisir, Mnemiopsis leidyi , dari pantai
perairan Amerika Utara ke Laut Hitam di air pemberat pada 1980-an menggambarkan dengan sangat baikkehancuran yang bisa disebabkan oleh penjajah laut. Hewan ini dengan cepat berlipat ganda menjadi angka wabahdi lingkungan bebas-predator di Laut Hitam, dengan lahap mengonsumsi zooplankton alami dilaut, termasuk telur dan ikan remaja. Stok ikan runtuh pada awal 1990-an,menyebabkan kerugian ekonomi yang besar ke wilayah tersebut, dan lumba-lumba, yang memakan ikan ini, menghilang.Menariknya, butuh invasi spesies eksotis lain dari jeli sisir, Beroe ovata , juga di pemberatair, untuk meringankan bencana ekologis ini. Sekitar 1997, spesies ini mulai tumbuh subur di BlackLaut, memberi makan banyak pada penyerbu asing pertama, menyebabkan penurunan tajam jumlahnya. The Beroepopulasi ovata kemudian runtuh karena kehabisan persediaan makanannya. Sejak itu, stok ikan sudah mulaipulih, dan lumba-lumba telah kembali.Pengenalan bintang laut Jepang ( Asterias amurensis ) ke Australia adalah contoh yang baikdari dampak utama yang dapat dimiliki spesies eksotis ketika menginvasi habitat baru. Bintang laut iniasli ke perairan pesisir Jepang, Cina utara, Korea Utara dan Selatan, dan Rusia, tetapisuatu waktu di tahun 1980an ia diperkenalkan ke Tasmania, mungkin sebagai larva di air pemberat, atau sepertiremaja menempel pada lambung kapal yang tiba dari Pasifik Utara.Populasi bintang laut ini meledak di lokasi barunya dan pada pertengahan 1990-an telah tercapaikepadatan luar biasa di beberapa tempat. Misalnya, di Muara Derwent di Tasmania ada sebuahDiperkirakan tiga puluh juta individu dengan kepadatan hingga 10 per m 2 . Bintang laut ini adalah predator yang rakusmemakan hampir semua hal yang dilaluinya, termasuk kerang, kepiting, bulu babi, penyemprot laut, dan lainnyabintang laut, dan mengubah dasarnya menjadi monokultur virtual bintang laut asing. Mereka juga berpose aancaman terhadap operasi akuakultur di daerah yang berpotensi memusnahkan kerang, tiram, dan kerangpeternakan.Setelah mapan, penjajah asing ini tidak mungkin diberantas. Upaya telah dilakukanuntuk mengendalikan penyebaran bintang laut Jepang dengan merekrut penyelam untuk memindahkan hewan dengan tangan, dandengan menjebak atau mengeruk bintang laut. Mereka juga telah dipanen secara komersial dan dikonversi menjadipupuk. Tetapi tidak ada yang berhasil memulihkan sistem kelautan alami di wilayah ini.Upaya kini difokuskan pada membatasi penyebaran spesies melalui kampanye pendidikan itumendorong pelaporan penampakan lokal, yang ditindaklanjuti dengan program pemberantasan cepat.Upaya internasional sedang dilakukan untuk membatasi penyebaran spesies laut eksotis di air pemberat.Kapal-kapal dimaksudkan untuk mengosongkan dan mengisi kembali tangki pemberat mereka di lautan terbuka sebelum tiba di aPelabuhan. Alasan di balik ini adalah bahwa pejalan kaki air pemberat yang diambil di pelabuhan akan dilepaskan kelaut terbuka di mana mereka tidak dapat bertahan hidup, dan bahwa organisme planktonik diambil di tempat terbukalautan akan dilepaskan ke perairan pesisir pelabuhan berikutnya di mana kondisinya tidak akan cocokuntuk bertahan. Banyak negara juga mengharuskan air balas diolah dengan sistem kapalmenghapus dan / atau membunuh organisme sebelum dibuang di pelabuhan. Ini dapat melibatkan perawatan menggunakan filtrasi,panas, atau desinfektan, sering dalam kombinasi.Puing plastikSelama enam puluh tahun terakhir, bahan plastik, yang berasal dari minyak dan gas, telah menjadi a
produk masyarakat manusia di mana-mana dan sangat diperlukan, dan sumber utama limbah manusia. Tahun 1967sekitar 2 juta ton plastik diproduksi per tahun; saat ini sekitar 380 juta ton pertahun. Telah dihitung bahwa manusia telah menghasilkan total sekitar 8,3 miliar ton plastiksaat ini, lebih dari tiga perempatnya telah dibuang dan berakhir di tempat pembuangan sampah atau diakumulasikandi lingkungan yang lebih luas.Tidak mengherankan, sejumlah besar limbah plastik ini telah memasuki lingkungan laut — sekitar 10juta ton per tahun saat ini. Sekitar 80 persen puing plastik laut berasal dari daratan,baik secara langsung atau melalui sungai. Sepuluh sungai, dua di Afrika dan sisanya di Asia, mengalirkan sekitar 90 persen dari semua puing plastik laut. Kapal dan kapal adalah sumber polusi plastik laut lainnya. SEBUAHberbagai macam sampah plastik dibuang ke laut dari kapal komersial dan rekreasi, dankapal penangkap ikan membuang atau kehilangan sejumlah besar alat tangkap, seperti tali pancing, pelampung, dan jaring.Masalah utama dengan puing-puing plastik adalah kegigihannya. Bahan plastik, dihargai oleh manusia untuk merekakelembaman dan daya tahan, menurun sangat lambat dan sebagian besar akan bertahan di lingkungan bagi banyak orangratusan tahun. Lautan dengan demikian telah mengalami akumulasi lebih dari setengah abadsampah plastik. Puing plastik sekarang umum di mana-mana di lautan: mengambang di permukaan danditangguhkan di kolom air; terakumulasi di semua lima pilin samudera yang, karena merekagerakan memutar, cenderung menjebak puing-puing mengambang; menetap di dasar lautan di semua kedalaman; dan membuang sampah sembaranganpantai. Seiring waktu, puing-puing plastik terurai menjadi fragmen kecil 'mikroplastik' yang ditangguhkanlautan dan kemudian tenggelam sangat lambat ke dasar laut.Jumlah sampah plastik yang terdampar di garis pantai di seluruh dunia sangat mengerikan. Di Inggris sanarata-rata lebih dari 7.000 lembar plastik di sepanjang satu kilometer garis pantai; di Karibia tentang1.900 hingga lebih dari 11.000 item; di Indonesia lebih dari 29.000. Survei dasar laut pesisir menunjukkan hal itubiasanya ada ratusan item puing plastik per kilometer persegi dan di beberapa tempat di IndonesiaIndonesia dan Karibia bisa ada ribuan barang plastik per kilometer persegi.Jumlah puing plastik mengambang di lautan disurvei selama dua puluh empatperjalanan penelitian yang berlangsung antara 2007 dan 2013 di seluruh lima pilin samudera, di sepanjang pesisirAustralia, dan di Teluk Benggala dan Laut Mediterania. Menggunakan data yang dikumpulkan ituDiperkirakan lebih dari 5 triliun keping plastik dengan berat lebih dari 250.000 ton mengambang di ataspermukaan lautan. Jaring yang ditarik dari kapal secara rutin menangkap 1.000 hingga 100.000 kepingplastik per kilometer persegi permukaan laut dan di beberapa derek lebih dari ini. Sebagian besarplastik di lautan — sekitar 92 persen — terdiri dari plastik mikro berukuran kurang dari 4,75 mm.Puing-puing plastik sangat berbahaya bagi banyak bentuk kehidupan laut yang keliru untuk makanan dan menelannyamenjadi terjerat di dalamnya. Ratusan spesies berbeda telah dicatat dirugikan oleh puing-puing plastik,termasuk burung laut seperti penguin, elang laut, burung pelikan, dan banyak burung pantai; dan lautmamalia, termasuk paus, anjing laut, singa laut, berang-berang laut, hiu, manatee, duyung, dan kura-kura.Keterjeratan sering disebabkan oleh jala dan tali pancing yang dibuang, pancing monofilamen, pengepakanband pengikat, dan cincin six-pack. Burung laut dan kura-kura secara rutin menelan puing-puing plastik dari segala jenis,mungkin salah mengartikannya sebagai makanan. Kura-kura, misalnya, keliru mengira kantong plastik
Ubur-ubur, salah satu item mangsa mereka. Menelan plastik dapat menyebabkan penyumbatan usus dan kematian,sementara bahan kimia beracun dapat larut dari bahan yang dicerna dan menyebabkan efek berbahaya lainnya.Mikroplastik juga telah ditemukan di usus dan jaringan zooplankton, termasuk copepoda.Yang mengganggu, partikel plastik kini telah ditemukan dalam makanan laut yang dimakan oleh manusia, termasuk cod,haddock, mackerel, dan kerang. Efek pada manusia makan makanan laut yang terkontaminasi plastik masihsedang diperdebatkan, meskipun pada tahun 2016 Otoritas Keamanan Pangan Eropa memperingatkan potensi peningkatanrisiko terhadap keamanan pangan dan kesehatan manusia.Skala krisis puing plastik menakutkan tetapi, untungnya, ada tingkat pertumbuhan yang cepatkesadaran dan kepedulian masyarakat tentang masalah ini, dan inisiatif untuk mengatasi masalah tersebut semakin meningkatmomentum. Secara umum disepakati bahwa pendekatan multi-cabang harus ditempuh dengan melibatkanpemerintah, LSM, dan industri di seluruh dunia termasuk: meningkatkan sistem pengumpulan limbah,khususnya di negara-negara miskin, untuk mengurangi kehilangan plastik dari daratan ke lautan; sangatmeningkatkan persentase plastik yang didaur ulang menjadi produk plastik bekas; mengurangijumlah produk plastik perawan yang diproduksi; membendung permintaan untuk plastik melaluiinisiatif seperti melarang kantong plastik sekali pakai dan mengurangi kemasan makanan plastik; menghapuspuing plastik dari sungai sebelum mencapai samudera; dan menghilangkan puing-puing plastik yang sudah masuklingkungan laut untuk mengurangi kerusakan yang berkelanjutan terhadap organisme laut dan mencegahnya agar tidak rusakmenjadi lebih berbahaya dan tidak mungkin untuk menghapus plastik mikro.Ocean Cleanup, sebuah organisasi nirlaba, telah meluncurkan rencana ambisius untuk mengurangi secara signifikanpuing-puing plastik terkonsentrasi di pilin Pasifik Utara, yang sering disebut sebagai GreatPatch Sampah Pasifik. Versi kerja pertama dari sistem pengumpulan mereka dikerahkan di pilinuntuk pengujian pada akhir 2018. Sistem ini terdiri dari tabung apung berbentuk U sepanjang 600 metermenggantung rok sedalam 3 meter. Angin dan gelombang secara pasif memindahkan plastik yang mengambang di atau tepat di bawahnyapermukaan ke pusat sistem di mana ia terkonsentrasi. Roknya terbuat dari halus,bahan yang tidak bisa ditembus sehingga plankton tidak bisa terperangkap di dalamnya, dan ikan bisa berenang di bawah rok. SEBUAHversi modifikasi dari sistem pengumpulan ini dirancang untuk mengumpulkan plastik lebih efektif dikerahkanpada pertengahan 2019 untuk pengujian lebih lanjut dan sekarang berhasil mengumpulkan plastik. Ocean Cleanup sekarang berencanauntuk membangun dan mengerahkan armada sekitar enam puluh sistem skala penuh, dengan kapal mengeluarkan plastik darisistem setiap beberapa bulan dan mengembalikannya ke tanah untuk didaur ulang. Organisasi memproyeksikan inisistem bisa menghilangkan 50 persen plastik di Patch Pasifik Besar dalam lima tahun.Meskipun demikian, untuk secara memadai mengatasi masalah plastik laut, sistem pembersihan ini akan memilikiuntuk menjadi bagian dari rangkaian inisiatif yang lebih luas yang membendung aliran plastik ke lautan dari daratan.
Biologi laut kutub
Berkembangnya sistem biologi kelautan hadir di lingkungan ekstrim Kutub Utara danWilayah kutub Antartika di planet ini. Kedua wilayah ini ditandai oleh laut yang selalu dinginsuhu, lautan yang tertutup es, dan fluktuasi musiman yang ekstrem di tingkat cahaya. Dalam banyak hal lainnyaNamun demikian, daerah-daerah ini sangat berbeda dan telah berkembang sangat berbeda dan unikekosistem laut.Biologi kelautan di Samudra ArktikSamudra Arktik relatif kecil (sekitar 15,6 juta kilometer persegi) dan terisolasiair laut dengan luas luas, landas kontinen yang dangkal. Sebagian besar dikelilingi oleh daratandengan hanya dua outlet, Selat Bering yang sangat sempit hingga Samudra Pasifik, yang hanya berjarak 70 meterdalam; dan Selat Fram yang lebih luas 400 meter ke Samudra Atlantik. Beberapa Siberia besar danSungai Kanada bermuara di Samudra Arktik, menciptakan lapisan air laut yang tipis dan bersalinitas rendahKedalaman 20-50 meter yang mengapung di air laut yang lebih asin dan lebih padat di bawahnya. Area yang luas diSamudra Arktik memiliki dasar sedimen lunak yang dihasilkan dari pembuangan sejumlah besarsedimen dari sistem sungai ini.Permukaan Samudra Arktik berada pada atau dekat titik beku air laut (−1,9 ° C) untuk sebagian besartahun. Dengan demikian, sebagian besar Samudra Arktik ditutup secara permanen oleh tutup mengambang es laut yangmemperluas dan mundur dengan musim. Topi terbesar di bulan April pada akhir musim dingin Arktik danterkecil di September di akhir musim panas Arktik. Musim panas yang meleleh kebanyakan terjadi di wilayah yang luaslandas kontinen Samudra Arktik, sementara sebagian besar Samudra Arktik tengah tetap tertutup olehes sepanjang tahun. Es laut 'multi-tahun' ini telah selamat dari pencairan total selama beberapa tahun dantebal 3-4 meter. Sisanya adalah es tahun pertama yang lebih tipis dengan tebal sekitar 1-2 meter.Orang mungkin berharap volume besar air laut beku ini tanpa kehidupan. Pada kenyataannya, pelabuhan itu adalahkomunitas kehidupan laut yang melimpah dan beragam, unik untuk laut kutub, dan komunitas yang memainkan aperan mendasar dalam mempertahankan jaring makanan kutub. Es laut dapat dihuni karena, tidak seperti padatanes air tawar, itu adalah zat yang sangat keropos. Saat es laut terbentuk, ruang-ruang kecil di antara kristal-kristal esmenjadi diisi dengan larutan garam yang sangat salin yang tahan terhadap pembekuan. Melalui proses ini tigajaringan dimensi saluran dan ruang air garam, mulai dari mikroskopis hingga beberapa sentimeterdalam ukuran, dibuat di dalam es laut. Saluran-saluran ini secara fisik terhubung ke air laut di bawahnyaes.Selama periode musim gugur dan musim dingin, virus, bakteri, archaea, dan protista di air laut menjadi
dimasukkan ke dalam es laut yang tumbuh ke bawah. Sejumlah besar produksi primer di IndonesiaSamudra Arktik, mungkin hingga sepertiga di daerah-daerah yang tertutupi oleh es laut, terjadidi dalam es. Di Kutub Utara musim semi dan musim panas, cukup cahaya menembus salju yang menutupi es, danes itu sendiri, untuk mempertahankan produksi primer oleh bakteri fotosintetik, diatom, dan dinoflagellatahadir dalam saluran air garam, dan juga dalam lapisan yang melapisi bagian bawah es. Organisme inisegera menjadi sangat banyak sehingga mereka mewarnai es cokelat (lihat Gambar 18 ). Es laut menyediakan ahabitat laut unik yang stabil yang membuat organisme fotosintesis ini dalam zona fotik sama sekaliselama musim panas, sehingga memaksimalkan produktivitas primer.18. Inti es berdiameter 1 m yang menunjukkan warna coklat biota es yang berbeda.Komunitas mikroba yang berkembang dengan baik hadir dalam es laut yang berfungsi dalam cara yang mirip denganloop mikroba dari zona pelagis laut terbuka. Bakteri autotrofik, bersama denganBakteri heterotrofik yang diberi makan pada DOM, dimakan oleh protista yang banyak ditandai, yang kemudianmakanan untuk protista bersilia yang lebih besar.
Organisme zooplanktonik besar, seperti amphipoda dan copepoda, berkerumun di permukaan bawahes dan tempat berlindung di saluran air garam, merumput di ciliate dan organisme fotosintesis yang lebih besarseperti diatom dan dinoflagellata. Peternak yang lebih besar ini menyediakan tautan utama ke tingkat trofik yang lebih tinggidi jaring makanan Arktik (lihat Gambar 19). Mereka adalah sumber makanan penting bagi ikan seperti cod Arktikyang memberi makan di sepanjang bagian bawah es. Ikan-ikan ini pada gilirannya diberi makan oleh cumi-cumi, anjing laut, dan ikan paus. Ituanjing laut adalah sumber makanan penting bagi sekitar 25.000 beruang kutub yang saat ini menghuniWilayah Arktik. Beruang kutub mahir membunuh anjing laut saat mereka muncul melalui lubang bernapas di es,atau ketika mereka mengangkat diri ke tepi es.19. Penggambaran jaring makanan Arktik.Di pertengahan musim panas, ketika ujung es laut mulai mencair, organisme fotosintesisterkait dengan es dilepaskan ke air laut dan benih fitoplankton mekar di bawah es. Sebagaimusim panas berlangsung, dan tepi es pecah dan mundur, mekar ini menciptakan 20-80-zona selebar kilometer dari produktivitas sangat tinggi di tepi es. Walrus, anjing laut, narwhal, belugapaus, dan paus bowhead berlimpah di batas lautan es ini, bersama dengan burung laut dan kutubberuang. Komunitas ini mengikuti tepi es selama ratusan kilometer saat ia mundur ke utaraselama musim panas Arktik.Bahan organik yang tidak dikonsumsi yang timbul dari mekar Arktik yang intens ini tenggelam ke dasar lautan danmendukung komunitas bentik Arktik. Organisme bentik, seperti amphipoda, cacing, kerang, danbintang rapuh, hidup di atau di dalam sedimen dasar Samudra Arktik dan terutama
umum di rak benua di mana mereka diberi makan oleh ikan memberi makan bawah seperti belut dansculpin, juga oleh paus abu-abu dan walrus yang mencari makan di dasar laut.Sebagai akibat dari perubahan iklim yang disebabkan oleh manusia, wilayah Kutub Utara sedang memanas, dan hal itu terjadi dengan cepatlebih cepat dari sisa planet ini. Ini memiliki dampak besar pada tutup es Samudra Arktik. Satu telanjangKecenderungannya adalah bahwa ketebalan keseluruhan es laut berkurang dengan cepat — menurun dari rata-rata3,64 meter pada 1980 hingga 1,89 meter pada 2008. Sebelum akhir 1970-an, es laut biasanya meluasdekat dengan 15,6 juta kilometer persegi di akhir musim dingin di Kutub Utara. Namun, musim dingin maksimumtingkat es laut di Samudra Arktik telah menurun rata-rata 3 persen per dekadesejak 1979 dan dalam beberapa tahun terakhir pada tingkat yang jauh lebih cepat dari ini; sekarang turun menjadi sekitar 14,4 jutakilometer persegi. Tingkat tutupan es minimum musim panas menurun pada tingkat yang lebih cepat. Lautes biasanya memanjang sekitar 7 juta kilometer persegi pada akhir musim panas di Kutub Utara. Di atasdekade terakhir, bagaimanapun, batas es laut minimum hanya 3,5 hingga 5 juta kilometer persegi. Ditingkat ini, Samudra Arktik akan menjadi hampir atau sepenuhnya bebas es selama beberapa bulan setahun sebelumnya2040, dan mungkin dalam dekade berikutnya.Jelas, Samudra Arktik seperti yang kita tahu akan segera menghilang dengan efek mendalam pada Samudra Arktikbiologi kelautan. Misalnya, produksi primer secara keseluruhan akan meningkat secara substansial, karena lebih sedikit saljudan lapisan es berarti zona fotografis yang lebih dalam; juga, banyak komunitas mikroba es laut akanmenghilang di musim panas. Perubahan-perubahan ini saja akan mempengaruhi jaring makanan Arktik dengan cara yang mendalam.Selanjutnya, anjing laut dan beruang kutub, yang hidup dalam hubungan dekat dengan es laut, akan sangat istimewaterpukul, karena habitat makan dan berkembang biak mereka akan sangat berkurang.Tidak ada perikanan komersial di Samudra Arktik saat ini karena kesulitan operasikapal penangkap ikan di laut yang tertutup es. Tapi Samudra Arktik akan menjadi lebih menarik untuk komersialarmada penangkap ikan ketika tutup es menyusut lebih jauh, terutama karena pemanasan laut menyebabkan beberapastok ikan penting, seperti cod dan halibut, untuk bergerak lebih jauh ke utara ke perairan Arktik. Untung,negara-negara Uni Eropa ditambah sembilan negara lain baru-baru ini menyetujui moratoriummemancing di sebagian besar Kutub Utara hingga setidaknya 2034. Ini akan memberikan waktu bagi biolog kelautan untuk menjadi lebih baikmemahami perubahan ekosistem laut Kutub Utara dan, semoga, memberikan panduan tentang masa depannyamanajemen berkelanjutan. Hasil terbaik adalah kesepakatan lebih lanjut untuk menunjuk ArktikLautan sebagai kawasan lindung laut permanen.Biologi kelautan di Samudra SelatanSistem laut Arktik dan Samudra Selatan dapat dianggap berlawanan secara geografis. Sebaliknyake Samudra Arktik yang sebagian besar terkurung daratan, Samudra Selatan mengelilingi daratan kontinental Antartikamassa dan kontak terbuka dengan samudera Atlantik, India, dan Pasifik. Sedangkan Samudra Arktiksangat dipengaruhi oleh input sungai, benua Antartika tidak memiliki sungai, dan sangat kerasdasar laut adalah umum di Samudra Selatan, dan tidak ada lapisan permukaan salin rendah, seperti diSamudra Arktik. Juga, berbeda dengan Samudra Arktik dengan landas kontinennya yang dangkal dan luas, theRak benua Antartika sangat sempit dan curam.Batas utara perkiraan Samudra Selatan sering disebut sebagai 60 ° L lintang.
Karena tepi benua Antartika berada pada sekitar 70 ° S, Samudra Selatan terdiri dari sebuah cincinsamudera sekitar 10 ° dari luas garis lintang — kira-kira 1.100 kilometer.Benua Antartika ditutupi oleh lapisan es tebal yang mengalir keluar menuju pantai, danlalu keluar ke lautan untuk membentuk massa es permanen yang luas, mengambang, setebal 100 meter yang disebut esrak. Seaward dari rak es, laut membeku secara musiman.Fluktuasi musiman di Samudra Selatan sangat besar. Di awal belahan bumi selatanmusim dingin, laut mulai membeku, bagian depan yang membeku bergerak ke luar dengan cepat hingga puluhanratusan kilometer setiap hari. Pada akhir musim dingin belahan bumi selatan, hingga 18 jutakilometer persegi lautan ditutupi oleh es laut. Berbeda dengan Samudra Arktik, hampir semua es laut iniakan mencair selama musim panas, dengan hanya sekitar 3 juta kilometer persegi yang tersisa. Karena sebagian besares laut di Samudra Selatan baru berusia satu tahun, relatif lebih tipis daripada di Kutub UtaraLautan, umumnya tebalnya hanya 1-2 meter.Perairan Antartika sangat kaya akan nutrisi, dipupuk oleh air laut permanen yang dimilikinyaasalnya di ujung lain planet ini. Seperti dijelaskan dalam podtongan awal plengdut.com, air laut padat dingin terbentuk diSamudra Atlantik Utara — Perairan Dalam Atlantik Utara — tenggelam dan mengalir perlahan ke selatan di dekat Telukbawah cekungan Atlantik, muncul ratusan tahun kemudian di lepas pantai Antartika. Iniupwelling terus menerus dingin, air laut kaya nutrisi, dalam kombinasi dengan musim panas Antartika yang panjangpanjang hari, menciptakan kondisi ideal untuk pertumbuhan fitoplankton, yang mendorong produktivitasLaut Selatan.Seperti di Kutub Utara, komunitas mikroba yang berkembang dengan baik ada di es laut. Es lautorganisme fotosintesis bahkan lebih berlimpah dan produktif daripada di Samudra Arktik karenaes laut lebih tipis, dan dengan demikian ada lebih banyak cahaya yang tersedia untuk fotosintesis. Diatom bisaterutama berlimpah, dan ketika es laut pecah dan surut di musim semi, ini dilepaskan keair terbuka di tepi es dan biji diatom mekar besar.Denyut besar-besaran produksi primer ini mendukung kelautan terpenting di Laut Selatanspesies, krill Antartika, Euphausia superba . Krill Antartika seperti udang, hampir transparan,hewan zooplanktonik panjangnya sekitar 4-6 sentimeter (lihat Gambar 20). Mereka bisa hidup selama lima hingga sepuluhbertahun-tahun dan dengan demikian mampu bertahan hidup selama musim dingin Antartika yang panjang dan gelap berturut-turut ketikafitoplankton tidak ada dan makanan lain langka. Selama musim dingin mereka menurunkannyatingkat metabolisme, menyusut dalam ukuran tubuh, dan kembali ke keadaan remaja. Saat makanan kembali menjadi berlimpahdi musim semi, mereka tumbuh dengan cepat dan membangun kembali karakteristik seksual.
20. Krill Antartika.Di musim semi Antartika, krill merangkak di bawah es laut yang merumput di halaman subur fotosintesismikroba. Ketika es laut pecah, mereka meninggalkan es dan mulai makan langsung pada bunga-bunga besardiatom hidup bebas menggunakan pelengkap filter-feeding mereka. Dengan begitu banyak makanan yang tersedia, mereka tumbuhdan bereproduksi dengan cepat, dan mulai berkerumun dalam jumlah besar, seringkali dengan kepadatan lebih dari 10.000individu per meter kubik — cukup padat untuk mewarnai air laut yang berwarna coklat kemerahan.Gerombolan Krill adalah tambal sulam dan bervariasi dalam ukuran, dari beberapa yang bisa sangat kecil — hanya tambalan abeberapa meter persegi ketika melihat ke bawah ke permukaan laut — ke yang berukuran ratusan persegidalam ukuran kilometer dan mengandung jutaan ton krill. Karena Samudra Selatan mencakup luasdaerah, jumlah krill sangat besar, diperkirakan sekitar 600 miliar hewan rata-rata, atau sekitar 500juta ton krill. Ini membuat Antartika krill salah satu spesies hewan paling banyak di duniaplanet dalam hal jumlah total dan biomassa. Sebagai perbandingan, populasi manusia adalah sekitar 7,3miliar saat ini, dengan total biomassa sekitar krill Antartika. Tidak mengherankan kalau begitukrill memainkan peran penting dalam sistem kelautan Samudra Selatan. Mereka adalah sumber makanan pokokhampir semua hewan laut Samudra Selatan termasuk ikan, cumi-cumi, anjing laut tutul, anjing laut bulu,anjing laut, penguin, burung laut, dan paus balin. Mereka dengan demikian merupakan tautan kunci dalam waktu singkat danrantai makanan dua atau tiga langkah yang efisien (lihat Gambar 21).
21. Tempat utama krill Antartika di jaring makanan Samudra Selatan.Paus biru, kanan, dan sirip berlimpah di perairan Samudra Selatan selama musim panas. Paus inimemiliki piring balin seperti saringan di mulut mereka yang mereka gunakan untuk menangkap krill dalam jumlah besar. Merekaambil seteguk besar air laut yang mengandung krill dan kemudian gunakan lidah mereka untuk memaksa air laut keluarmelalui saringan balin, yang mempertahankan krill.Semua spesies paus Samudra Selatan bermigrasi, makan di Samudra Selatan selama selatanbelahan bumi musim panas, dan kemudian berenang jarak jauh ke perairan utara yang lebih hangat untuk berkembang biak selamabulan-bulan musim dingin. Di musim semi belahan bumi selatan mereka kembali ke selatan, mengikuti es mundurtepi.Segel Crabeater, terlepas dari namanya, juga bergantung pada krill sebagai sumber makanan. Segel ini, yang hidupes mengapung, memiliki gigi khusus yang diadaptasi untuk menegangkan krill langsung dari laut. SepertiPada paus balin, mereka mengambil seteguk air laut dan mengeluarkannya melalui gigi mereka, yang mempertahankan krill.Tidak mengherankan, mengingat ukuran besar persediaan makanan mereka, segel crabeater sangat berlimpah sekalipunperkiraan akurat jumlah mereka tetap sulit dipahami. Saat ini diperkirakan setidaknya ada 7juta orang, yang akan menjadikan mereka spesies anjing laut paling melimpah di planet ini.Penguin antartika juga mengandalkan krill. Spesies penguin paling berlimpah di Antartika adalahAdelie penguin. Ada sekitar 2,5 juta pasangan pengembangbiakan, yang memakan krill dan ikan kecil. Merekamampu menyelam hingga kedalaman ratusan meter dalam mengejar makanan. Penguin muda itu
terutama tergantung pada krill, dan jika angka krill rendah pada tahun tertentu, angka kematian remaja adalahtinggi.Predator laut besar adalah umum di Samudra Selatan. Anjing laut macan tutul adalah karnivora yang rakusdiperlengkapi dengan baik untuk memberi makan mangsa besar, seperti penguin, anjing laut pemangsa, dan anjing laut berbulu. Namun mereka juga bisamakan krill Antartika di mana-mana dan, seperti segel crabeater, memiliki beberapa gigi mereka dimodifikasibertindak sebagai saringan krill. Paus pembunuh, atau orca, adalah predator Antartika lain yang umum, memakan ikan,penguin, anjing laut, dan paus lainnya, tetapi bahkan orca akan memakan krill.Banyak jenis cumi-cumi yang umum di Samudra Selatan dan merupakan makanan yang sangat pentingsumber untuk hewan laut besar, termasuk paus bergigi, seperti paus sperma, dan burung laut. Satudari invertebrata terbesar di planet ini, cumi-cumi kolosal, mendiami perairan dalam SelatanLautan. Sampai saat ini, spesimen lengkap dari hewan ini belum pernah terlihat, dan itu diketahuihanya dari potongan-potongan yang ditemukan di perut paus sperma yang diburu oleh pemburu paus. Namun pada 2007 livecumi-cumi raksasa dibawa ke permukaan dari kedalaman sekitar 2.000 meter di jaring pukat akapal penangkap ikan laut dalam dari Selandia Baru. Hewan ini memiliki panjang 10 meter dan beratnya dekathingga 500 kilogram. Analisis perut menunjukkan bahwa cumi-cumi kolosal adalah mangsa utama paus spermaSamudra Selatan. Banyak paus sperma memiliki bekas luka di tubuhnya yang tampaknya disebabkan olehkait tajam hadir di ujung dua tentakel cumi-cumi panjang makan, bukti kuatpredator-mangsa berjuang di kedalaman abyssal dingin Samudra Selatan.Sekelompok ikan yang tidak biasa, yaitu icefish, adalah umum di Antartika. Ikan ini, yang hidup terus menerus diair laut yang berada di ambang titik beku, memiliki sangat sedikit oksigen yang mengangkut pigmen merah,hemoglobin, dalam aliran darah mereka; oksigen hanya diangkut dalam larutan dalam plasma darah mereka.Ikan ini dapat memperoleh oksigen yang cukup dengan cara ini karena cairan tubuh mereka sangat dingin dan dinginjumlah oksigen dalam larutan meningkat dengan menurunnya suhu. Mereka juga memiliki adaptasi lainyang mencegah tubuh mereka membeku. Misalnya, cairan tubuh mereka mengandung protein kompleks dangula yang menyediakan semacam perlindungan antibeku dengan menurunkan titik beku mereka.Burung laut, termasuk elang laut, petrels, dan fulmars, tersebar luas di Samudra Selatan, memakankrill, cumi-cumi, dan ikan. The Wandering Albatross ( Diomedea exulans ) mungkin adalah intisariBurung laut Samudra Selatan. Ini adalah yang terbesar dari elang laut, dengan lebar sayap 3 meter atau lebih, danmenghabiskan sebagian besar hidupnya di sayap, meluncur di sistem angin Samudra Selatan. Albatros akan melakukannyaberkisar lebih dari ribuan kilometer persegi laut mencari makanan dan dapat melakukan perjalanan hingga 1.000kilometer dalam sehari. Albatros kembali ke daratan untuk berkembang biak, terutama di pulau-pulau subantarctic.Meskipun sangat dingin, komunitas bentik di Samudra Selatan bisa sangat kaya.Di perairan dangkal kurang dari sekitar 15 meter, dasar samudera digosok secara rutin oleh es yang membumi.Di sini hewan laut terlampir tidak ada, dan bagian bawah ditempati selama periode bebas es olehhewan-hewan bergerak seperti bintang laut, landak laut, dan cacing nemertean besar yang menyerbu daerah itu saatmungkin untuk makan diatom yang tumbuh di dasar laut dan untuk mengais hewan yang mati dan sekarat.Di perairan yang lebih dalam, hewan bentik yang menempel seperti anemon laut, karang, dan spons berkembang biak di dalamnyajumlah yang banyak. Di beberapa daerah, kepadatan hewan dasar laut ini termasuk yang terbesar
direkam dalam lingkungan laut di planet ini.Mamalia laut Samudra Selatan telah dieksploitasi dengan kejam di masa lalu. Berburu bulu Antartikaanjing laut dimulai pada akhir 1700-an, dan pada tahun 1830 sebagian besar koloni anjing laut telah dimusnahkan atau dikurangi menjadiukuran di mana tidak ekonomis untuk terus memburu mereka. Mereka dinyatakan sebagai spesies yang dilindungi di Indonesia1964 dan mereka sekarang berjumlah lebih dari lima juta orang, yang mungkin merupakan populasi yang lebih besar daripadaketika eksploitasi pertama kali dimulai.Perburuan paus Selatan dimulai pada awal 1900-an, awalnya menargetkan paus bungkuk, dan kemudianmenyebar dengan cepat ke spesies lain, termasuk paus selatan, biru, sirip, sei, dan paus sperma. Dalamtahun sebelum Perang Dunia Kedua, puluhan ribu paus diambil setiap tahun dan diperiode antara 1956 dan 1965, 631.518 paus tercatat terbunuh. Industri runtuh di1960-an ketika menjadi tidak ekonomis untuk berburu sisa populasi yang tersisa. Pada saat itu,populasi paus kanan dan bungkuk selatan telah berkurang menjadi sekitar 3 persen dari aslinyaukuran, paus biru sekitar 5 persen, dan paus sirip dan sei sekitar 20 persen. Moratorium atasperburuan paus komersial mulai berlaku pada tahun 1987 dan, terlepas dari beberapa perburuan paus yang dianggap Jepang memilikinilai ilmiah, tidak ada paus sekarang dieksploitasi.Menyusul jatuhnya populasi anjing laut dan paus, eksploitasi laut Samudra Selatanspesies pindah ke jaring makanan untuk menargetkan binatang yang lebih kecil di tingkat trofik yang lebih rendah. KomersialPenangkapan ikan dimulai pada akhir 1960-an, pertama kali difokuskan pada spesies seperti ikan tenggiri. Pada 1980-an,kapal penangkap ikan mulai mengeksploitasi ikan patagonian menggunakan garis panjang yang ditetapkan pada kedalaman lebih dari 1.000meter. Ikan ini dapat tumbuh hingga lebih dari 2,3 meter dan beratnya lebih dari 130 kilogram. Dipasarkan sebagai'Chili sea bass' dan telah menjadi ikan yang sangat populer dengan harga premium. Tangkapan adalahsaat ini tercatat sekitar 12.000 ton per tahun. Pada akhir 1990-an, perikanan longline ini berkembanguntuk spesies terkait, Antartika toothfish, dengan pendaratan saat ini sekitar 4.000 ton per tahun.Ikan todak adalah makanan untuk paus sperma, paus pembunuh, anjing laut Weddell, dan cumi-cumi besar, jadi pemindahan merekaakan berpotensi berdampak pada spesies yang tergantung ini. Permintaan akan pasokan ikan tajuk melebihi, yang telahmenyebabkan penangkapan ikan ilegal oleh kapal yang belum diberi kuota untuk spesies ini. Nilai daritangkapan ilegal mencapai ratusan juta dolar AS per tahun, meskipun dalam beberapa tahun terakhirjumlah tangkapan ilegal telah berkurang karena langkah-langkah manajemen yang diterapkan olehKomisi Konservasi Sumber Daya Alam Laut Antartika (CCAMLR).Bahkan krill di Samudra Selatan tunduk pada eksploitasi manusia. Krill ditangkap olehjatuh ke sekitar 200 meter. Penangkapan krill Antartika dimulai pada 1970-an dan awal 1980-ansekitar setengah juta ton dipanen setiap tahun. Tangkapan kemudian menurun dari awal1990-an menjadi sekitar 100.000 ton per tahun karena sebagian besar negara meninggalkan perikanan karena tingginyabiaya operasi di Samudra Selatan. Namun permintaan krill meningkat lagi dan sejak 2010tangkapannya antara 200.000 hingga 300.000 ton per tahun. Sebagian besar krill itudiolah menjadi tepung ikan, yang merupakan komponen dari pakan buatan yang digunakan di peternakan ikan. LebihBaru-baru ini, krill diminati sebagai sumber suplemen makanan kesehatan, seperti minyak omega-3.Jumlah Krill telah menurun secara signifikan di beberapa bagian Samudra Selatan sejak tahun 1970-an,mungkin sebanyak 80 persen. Ini tampaknya merupakan hasil dari kenaikan suhu udara di
Antartika menyebabkan tren penurunan es lautan yang kuat di beberapa daerah. Krill mengandalkan es lautuntuk tempat tinggal dan makanan selama bulan-bulan musim dingin, dan telah diamati bahwa pada tahun-tahun ketika luasnyaes laut rendah, krill kurang melimpah di tahun-tahun berikutnya. Tampaknya juga sebagai saham krillmenurun, jumlah salp meningkat. Garam adalah planktonik, hewan agar-agar yang bisa hidup lebih hangat,perairan kurang produktif dibandingkan krill.Eksploitasi sumber daya laut Antartika yang telah berlangsung lama dan dampak iklim yang terus meningkatperubahan percaya bahwa anggapan umum bahwa Samudra Selatan memiliki salah satu yang terakhir di planet inisistem kelautan yang masih asli. Dampak manusia tidak diragukan lagi telah mendorong sistem kelautan Samudra Selatankeluar dari keseimbangan alaminya, meskipun telah sulit untuk mendokumentasikan perubahan karenaketerpencilan wilayah, tidak adanya dasar sejarah dari apa yang 'alami' di Samudra Selatan,dan kompleksitas interaksi spesies.Sebuah langkah penting pertama dalam melindungi dan memulihkan sistem kelautan Samudra Selatan terjadi di2017 dengan pembentukan Kawasan Konservasi Laut Wilayah Laut Ross. Laut Ross, dalamTeluk di Samudra Selatan, sekarang berisi kawasan lindung laut terbesar di dunia dengan 2,1 jutakilometer persegi. Tidak ada penangkapan ikan diizinkan di 1,1 juta kilometer persegi dari cadangan ini.Sayangnya, perjanjian ini berakhir dalam 35 tahun sehingga ini belum menjadi kawasan lindung permanen.Pada tahun 2018, sebuah tawaran oleh anggota CCAMLR untuk menciptakan kawasan perlindungan laut yang lebih besar di WeddellWilayah laut di Samudra Selatan terhalang oleh Rusia, Cina, dan Norwegia, dan pada 2019 aproposal untuk membuat kawasan lindung laut di lepas pantai timur Antartika juga ditolak. Adajelas masih jauh untuk pergi sebelum cukup dari Samudra Selatan dilindungi darieksploitasi masa depan untuk memungkinkan pemulihan lingkungan laut yang penting ini.
Kehidupan laut di daerah tropis
Lingkungan laut tropis meliputi bagian-bagian dari Samudra Global tempat permukaannyaperairan selalu hangat sepanjang tahun, jarang jatuh di bawah 20 ° C. Daerah seperti itu terjadidalam sabuk samudera mengangkangi khatulistiwa dari kira-kira Tropic of Cancer di utarabelahan bumi ke Tropic of Capricorn di belahan bumi selatan (23 ° L lintang ke 23 ° L lintang).terumbu karangTerumbu karang mewujudkan citra pola dasar lingkungan laut tropis dan bersifat globalsistem alami yang signifikan dalam hal keindahan, keanekaragaman hayati, produktivitas, dan ekonomi merekasignifikansi (lihat Gambar 22 ). 'Hutan hujan lautan' ini adalah sistem yang sangat rumit yang merupakan rumahuntuk keanekaragaman organisme laut yang luar biasa — seperempat hingga sepertiga dari semua spesies laut — denganjumlah spesies berbeda di terumbu karang secara global berjumlah jutaan.22. Pemandangan terumbu karang dari Pulau Heron, Great Barrier Reef, Australia.Terumbu karang menyediakan makanan untuk ratusan juta orang, dengan spesies ikan karang terdiri dari sekitarseperempat dari total tangkapan ikan di negara-negara kurang berkembang. Mereka berfungsi sebagai pelindung alamihambatan, melindungi komunitas pesisir dari gelombang yang ditimbulkan oleh angin topan, topan, dantopan. Mereka juga merupakan basis pekerjaan melalui pariwisata bagi jutaan orang di banyak tempatdaerah dengan terumbu karang di perairan pesisirnya. Terlepas dari jasa ekosistem ini, dihargai banyak orang
miliaran dolar, terumbu karang memiliki nilai intrinsik yang luar biasa yang tidak mungkin dikuantifikasisiapa pun yang telah snorkeling atau menyelam di terumbu yang sehat dapat membuktikan — tanpa terumbu karang planet kita danmasyarakat manusia akan jauh lebih miskin.Persyaratan fisik karangMeskipun penting, terumbu karang menempati sebagian kecil dari permukaan planet ini—Sedikit lebih dari 284.000 kilometer persegi — kurang dari 1,2 persen dari luas landas kontinen dilautan Terumbu karang karenanya merupakan ekosistem langka pada skala global. Ini karena fisikpersyaratan hewan pembentuk terumbu utama — karang — sangat spesifik.Karang pembentuk terumbu berkembang dengan baik pada suhu lautan di atas sekitar 23 ° C dan hanya sedikit yang adasuhu turun di bawah 18 ° C untuk periode waktu yang signifikan. Dengan demikian, terumbu karang tidak ada di daerah tropislintang di mana upwelling air laut dingin terjadi, seperti pantai barat Amerika Selatan danAfrika. Karang juga membutuhkan tingkat cahaya yang tinggi untuk berkembang, sehingga mereka umumnya terbatas pada area yang jernihair kurang dari sekitar 50 meter.Karang pembentuk terumbu umumnya tidak dapat mentolerir penyegaran air laut di bawah salinitas sekitar 30 untukperiode yang lama dan karenanya tidak terjadi di daerah yang terpapar dengan masuknya air tawar, sepertidi dekat muara sungai, atau di daerah di mana terdapat limpasan air tawar dalam jumlah besar. Karena itu,terumbu karang tidak ada di sepanjang sebagian besar pesisir Atlantik tropis Amerika Selatan, yang terpaparuntuk debit air tawar dari sungai Amazon dan Orinoco.Akhirnya, karang pembentuk terumbu berkembang dengan baik di daerah dengan aksi gelombang sedang hingga tinggi, yang menjagaair laut yang diangin-anginkan dengan baik, membawa pasokan makanan yang konstan untuk karang, dan menghilangkan cahaya-menghalangi sedimen dari permukaan karang.Sistem terumbu karang yang spektakuler dan produktif telah berkembang di bagian-bagian Samudra Globaldi mana kombinasi kondisi fisik ini bertemu, seperti di Laut Karibia; banyakpulau-pulau Indonesia, Filipina, Pasifik Selatan, dan Samudra Hindia tropis; di Laut Merah;dan di lepas pantai utara-timur dan barat laut Australia (lihat Gambar 23).
23. Distribusi terumbu karang.Biologi karangKarang pembentuk terumbu, juga dikenal sebagai karang scleractinian atau berbatu, adalah binatang kolonial yang terkait dengan lautanemon. Setiap koloni terdiri dari ribuan hewan individu yang disebut polip (lihat Gambar 24 ).Koloni-koloni tumbuh melalui reproduksi aseksual — polip berulangkali menggagalkan polip baru, menciptakan polipmemperluas lapisan polip identik secara genetik yang berbagi rongga perut yang sama. Sebagai kolonitumbuh, polip mengekstrak kalsium dari air laut sekitarnya untuk mengeluarkan kalsium yang cukup besarkerangka karbonat yang berada di luar polip itu sendiri. Tergantung pada spesiesnya, polip adalahdiposisikan di dalam cangkir individu di kerangka, atau di baris dalam alur panjang di kerangka. Itupolip dapat menarik kembali ke kerangka untuk perlindungan.
24. Anatomi polip karang.Salah satu atribut luar biasa dari karang pembentuk terumbu adalah bahwa, meskipun mereka adalah hewan, secara fungsionalmereka tampil dalam banyak cara seperti tanaman, yang menjelaskan mengapa mereka hanya tumbuh dengan baiklingkungan. Ini karena semua karang pembentuk terumbu telah memasuki hubungan intim denganmikroba fotosintesis. Jaringan yang melapisi bagian dalam tentakel dan rongga perutpolip dikemas dengan sel fotosintesis yang disebut zooxanthellae (lihat Gambar 24 ). Ini dimodifikasiphotosynthetic dinoflagellates, sekelompok fitoplankton umumnya ditemukan hidup bebas di lautan. Satu sentimeter persegi jaringan karang dapat mengandung beberapa juta sel zooxanthellae.Karang pembentuk terumbu 'mengolah' zooxanthellae untuk dimakan. Mereka tidak langsung mengkonsumsizooxanthellae — sebagai gantinya karang secara kimia mengontrol kepadatan zooxanthellae di jaringan merekadan merangsang zooxanthellae untuk mensekresi beberapa senyawa organik yang disintesisfotosintesis langsung ke jaringan usus mereka. Bergantung pada spesiesnya, karang menerima suatu tempatantara 50 persen hingga 95 persen makanan mereka dari zooxanthellae mereka.Karang mendapatkan zooxanthellae mereka dengan beberapa cara. Ketika polip tunas aseksual, masing-masing barupolip mempertahankan beberapa zooxanthellae. Polip karang juga dapat bereproduksi secara seksual dalam hal ini polipsering memasukkan beberapa zooxanthellae-nya ke dalam setiap telur yang dihasilkannya. Namun, banyak karang tidakmewarisi zooxanthellae dan harus mendapatkannya dari lingkungan sekitarnya saat mereka tumbuh. Di dalamkasus, tampak bahwa larva karang mengeluarkan zat kimia ke dalam air laut yang menarik disukaistrain dinoflagellata, yang dicerna dan dimasukkan ke dalam sel karang itu sendiri. Karangkemudian mengelilingi setiap sel dinoflagellate dengan membran khusus dan mulai mengontrol metabolisme.
Baik karang dan zooxanthellae mendapat manfaat dari hubungan simbiosis mereka, meskipun karang itupihak yang mengendalikan. Keindahan hubungan terletak pada cara yang memungkinkan nutrisi yang sangat efisiendaur ulang antara kedua belah pihak. Zooxanthellae fotosintesis, terlindung secara protektif di dalamjaringan karang, memperoleh pasokan konstan produk metabolisme penting untuk fotosintesiskarbon dioksida, nitrogen, dan fosfor — langsung dari inang koral mereka. Di hadapan cahaya merekamengubah nutrisi ini menjadi senyawa organik, beberapa di antaranya karang 'mencuri' kembali sebagai makanan. Karangjuga memanfaatkan oksigen yang dihasilkan oleh zooxanthellae sebagai produk sampingan dari fotosintesis.Meskipun zooxanthellae menyediakan sebagian besar kebutuhan energi karang, sebagian besar pembentuk terumbukarang melengkapi makanan mereka dengan mengambil makanan dari lingkungan luar. Karang umumnya memberi makan dimalam dengan memperpanjang polip mereka di atas kerangka, itulah sebabnya koloni karang tampak 'berbulu'malam. Mulut setiap polip dikelilingi oleh cincin tentakel yang dilengkapi dengan 'menyengat' khusussel, yang disebut nematocysts (lihat Gambar 24), yang mengeluarkan benang beracun dan lengket yang menundukkanhewan kecil, terutama zooplankton, yang dimakan oleh koloni karang. Karang juga mengeluarkan benanglendir lengket yang mengumpulkan partikel organik kecil, yang kemudian ditarik ke dalam mulut polip.Jenis terumbu karangKarang tumbuh lambat, dalam urutan beberapa sentimeter per tahun, tetapi dalam jangka waktu yang lamastruktur besar yang tahan lama — yang terbesar dibuat oleh organisme hidup. Ada tiga jenis utamastruktur terumbu karang — atol, terumbu tepi, dan terumbu penghalang (lihat Gambar 25).
25. Tahapan dalam pembentukan karang atol. Foto itu adalah pemandangan udara Taiaro, sebuah atol kecil di sebelah baratKelompok Tuamotu di Polinesia Prancis.Atol adalah umum di Samudera Hindia dan Pasifik tropis dan berhubungan dengan pulau-pulau samudera(Lihat Gambar 25 (a)). Penciptaan atol dimulai ketika karang pembangun terjajah di sisi
pulau vulkanik yang baru dibuat untuk membentuk terumbu 'tepi' (lihat Gambar 25 (b) ). Seperti baru terbentukpulau-pulau seringkali perlahan tenggelam karena beratnya beban yang mereka keluarkan di dasar samudra. Sebagaimereka tenggelam, karang di sekitar pulau terus tumbuh ke atas di atas lapisan kalsium karbonatyang mereka keluarkan — platform batu kapur yang semakin dalam dan semakin dalam dari waktu ke waktu. Terumbu iniakhirnya menjadi terpisah dari pulau oleh laguna yang dipenuhi air laut dan dikenal sebagai 'penghalang'terumbu karang (lihat Gambar 25 (c)). Saat pulau itu sendiri akhirnya menghilang di bawah permukaan laut,terumbu karang terus tumbuh ke atas dari dasar pulau ke arah permukaan laut, menciptakan astruktur berbentuk cincin atau setengah cincin di sekitar laguna — karang atol (lihat Gambar 25 (d)).Mahkota atol yang hidup dapat bersandar pada lapisan batu kapur yang sangat tebal. Membosankanlubang yang dibor di Atol Eniwetok di Kepulauan Marshall menembus hampir 1.400 meter batu kapursebelum menghantam batu vulkanik yang menandai bagian atas pulau vulkanik tempat asal atol itu. Ituakan membutuhkan sekitar 60 juta tahun pertumbuhan karang untuk membuat tutup batu kapur dengan ketebalan ini.Fringing and barrier reefs juga dapat berkembang di samping massa daratan benua. Terumbu tepi adalahdipisahkan dari pantai oleh saluran sempit, sedangkan terumbu penghalang terjadi pada jarak yang lebih besar daripantai. Terumbu penghalang seperti itu berkembang ketika garis pantai tempat mereka tumbuh mereda atau sekarangdibanjiri oleh naiknya permukaan laut. Terumbu penghalang dapat berupa struktur yang sangat besar, yang terbesar adalah yang HebatBarrier Reef yang membentang sekitar 2.600 kilometer di lepas pantai timur laut Australia.Produktivitas terumbu karangKarang adalah tulang punggung ekosistem terumbu karang, menciptakan habitat tiga dimensi yang kompleksmendukung keragaman yang luar biasa dan kelimpahan kehidupan laut. Invertebrata laut sangat produktif.Beberapa, seperti bunga karang, kipas laut, dan karang lunak, hidup menempel di terumbu. Lainnya lebih mobile,seperti bulu babi, teripang, bintang laut, kepiting, udang, dan siput laut. Ikan berwarna-warnimelimpah dan mencolok, dan pada terumbu yang sehat ikan predator besar seperti kerapu, barakuda, danhiu adalah hal biasa.Terumbu karang yang sehat adalah sistem laut yang sangat produktif. Ini sangat kontras dengan orang miskin gizidan perairan tropis yang tidak produktif di sekitar terumbu. Terumbu karang dapat mencapai 50 atau bahkan 100 kali lebih banyaklebih produktif daripada lingkungan laut di sekitarnya, dan untuk alasan ini sering disebut sebagaioasis di gurun laut tropis.Pada awalnya sulit untuk memahami bagaimana terumbu karang bisa sangat produktif karena tidak ada yang jelasprodusen utama di terumbu. Namun, zooxanthellae tersembunyi di dalam jaringan karangsendiri menempati hingga 10 persen dari biomassa karang hidup dan dengan demikian mewakili substansialmassa produsen primer mikroba. Jenis lain dari produsen primer juga tersebar luas di aterumbu karang, termasuk ganggang mikroskopis dan cyanobacteria yang melahirkan kerangka karang, merah danganggang koralline hijau yang membentuk lapisan berkerut di mana-mana pada permukaan keras yang terbuka, dan beragambentuk ganggang berkapur halus yang membentuk lapisan seperti rumput di bagian terumbu. Semua ini menambahkan hingga abesar, meskipun agak tidak mencolok, massa organisme fotosintesis di terumbu.Air laut yang mengalir di atas terumbu karang memiliki penerangan yang baik tetapi sangat bergizi. Jadi dari mana nutrisi itu
datang untuk mendukung oasis laut tropis yang sangat produktif ini? Ternyata, terumbu karang adalahsink nutrisi yang luar biasa, mampu mengais nitrogen dan fosfor yang tersedia dari miskin nutrisilingkungan, dan kemudian mempertahankan dan menggunakan nutrisi ini dengan sangat efisien. Ganggang karang menyerap sebagiannutrisi langka langsung dari air laut yang mengalir di atas karang. Selain itu, karang mendapatkan beberapanutrisi dari zooplankton dan partikel organik mati yang mereka saring dari air laut sebagai asumber makanan tambahan. Nitrat juga dibuat oleh cyanobacteria pengikat nitrogen yang hidup diasosiasi dengan karang dan organisme terumbu lainnya, seperti sepon, atau hidup bebas di air laut.Setelah diperoleh, nutrisi berharga ini didaur ulang dengan sangat efisien di antaraprodusen utama dan hewan di terumbu, dengan kerugian minimal terhadap lingkungan. Yang utamacontohnya adalah daur ulang nutrisi yang ketat antara zooxanthellae dan jaringan-jaringan koralinyatuan rumah.Makroalga berdaging yang terpapar, atau rumput laut, jarang terjadi di terumbu karang yang sehatmudah dikonsumsi oleh ikan herbivora, seperti damselfish dan surgeonfish, yang biasanya sangatberlimpah di terumbu. Landak laut, seperti landak laut yang tampak mengancam, berduri panjang, dan hitamDiadema , juga penggembala yang efisien. Bersama-sama, herbivora ini memainkan peran yang sangat pentingmempertahankan sistem terumbu karang yang sehat dengan mencegah makroalga yang tumbuh cepattumbuh terlalu tinggi dan membunuh karang dengan menghalangi cahaya mereka.Karang tidak sepenuhnya kebal terhadap predasi meskipun memiliki kerangka eksternal yang melindungi. Beberapajenis ikan, yang dikenal sebagai corallivores, beradaptasi dengan baik untuk memakan karang. Beberapa, seperti kupu-kupuikan, mencabut seluruh polip karang dari koloni. Mulut seperti kupu-kupu, seperti kupu-kupudipersenjatai dengan banyak gigi kecil, sangat cocok untuk ini. Lainnya, seperti parrotfish, gigitan atau serakdan menelan potongan-potongan karang, bersama dengan kerangka, dan mencerna jaringan lunak karang jugaganggang dan bakteri di kerangka karang. Mulut seperti paruh parrotfish, terdiri dari lima belasderetan gigi yang sangat keras, disesuaikan dengan baik untuk perilaku makan seperti ini. Saat snorkeling ataumenyelam di terumbu, orang dapat mendengar suara keras yang dibuat oleh sekolah ikan kakatua yang berderak di karang. Itusisa-sisa bahan yang dicerna oleh parrotfish diekskresikan sebagai pasir. Satu ikan kakatua besar menghasilkansekitar 450 kilogram pasir dalam setahun yang terakumulasi di saku terumbu dan membantu membentukpantai berpasir yang terkait dengan beberapa sistem terumbu.Reproduksi seksual di karangKarang pembentuk terumbu dapat menyebar dari koloni induk dan menjajah habitat baru melalui hubungan seksualreproduksi. Sebagian besar spesies karang bersifat hermafrodit - mampu menghasilkan telur dan sperma dikoloni yang sama. Pada beberapa spesies, koloni jantan dan betina yang terpisah adalah norma. Sebagian besar spesies karangmenggunakan apa yang disebut pemijahan siaran - mereka mengeluarkan sejumlah besar sperma dan telur ke dalamlautan di mana terjadi pembuahan. Telur yang dibuahi berkembang menjadi bentuk larva bersilia kecil,disebut planulae, yang diangkut oleh arus selama berhari-hari atau berminggu-minggu, tergantung pada spesiesnya. Kapanplanula mendeteksi kondisi yang menguntungkan mereka berenang ke bawah, di mana mereka menempel danmemulai koloni baru.Pada terumbu karang di seluruh dunia, koloni karang di sebagian besar terumbu sering munculsecara bersamaan dalam acara pemijahan massal yang spektakuler di mana air laut di sekitarnya menjadi
jenuh dengan gamet karang, yang membentuk irisan yang berbeda di permukaan laut. Pada bagian-bagian AgungBarrier Reef, misalnya, jutaan koloni yang terdiri dari berbagai spesies bertelurbersama pada satu malam, atau selama beberapa malam, selama musim semi atau belahan bumi selatanawal musim panas setelah bulan purnama. Pemijahan massal di karang kemungkinan besar telah berkembang menjadi sangat padatkonsentrasi sperma dan telur dalam air laut untuk memastikan tingkat keberhasilan pembuahan yang tinggi. Itutelur koral dapat membedakan antara berbagai jenis sperma yang ada di air laut selama misapemijahan, menolak sperma dari spesies yang berbeda, dan dengan demikian membatasi peluang hibridisasi di antaranyajenis.Musim kawin koloni karang dikendalikan oleh faktor-faktor seperti perubahan musiman di lautansuhu atau panjang hari, yang berfungsi untuk membawa karang ke kondisi pengembangbiakan pada saat yang sama.Pemijahan sebenarnya dari koloni matang dipicu oleh berbagai faktor, termasuk periodisitas bulan,penurunan tingkat cahaya saat matahari terbenam, dan isyarat kimia dilepaskan ke dalam air oleh koloni lainnya dispesies yang sama. Karang yang disebut 'primitif' dapat mendeteksi tingkat cahaya, membedakan fase daribulan, dan berkomunikasi satu sama lain secara kimia.Gangguan fisik dan biologis pada terumbu karangMeskipun berstruktur masif, terumbu karang menjadi sasaran gangguan fisik berskala besar. Yang besargelombang yang diciptakan oleh angin topan, topan, dan topan yang melintas di sekitar terumbu secara teratur pecahdan membalikkan area yang luas dari karang hidup. Tingkat pemulihan dari kerusakan seperti ini adalahumumnya dalam urutan dekade atau lebih. Pemanasan laut yang disebabkan oleh perubahan iklim menciptakankondisi untuk badai yang lebih sering dan kuat yang menyebabkan lebih besar, lebih teratur, dankerusakan luas pada terumbu karang dan membatasi kemampuan mereka untuk pulih sepenuhnya di antara badai berturut-turutacara Gelombang tsunami besar dihasilkan oleh gempa bumi besar, seperti 26 Desember 2004Gempa dekat Indonesia, juga menyebabkan kerusakan skala besar. Lebih jauh lagi, terumbu pantai adalahterendam secara berkala oleh limpasan air tawar setelah peristiwa banjir besar, yang dapat membunuh banyakjumlah karang.Terumbu karang juga rentan terhadap gangguan biologis skala besar. Populasi ledakan dariBintang laut 'mahkota duri' dari genus Acanthaster secara rutin menghasilkan penghancuran terumbu karang diPasifik dan Samudra Hindia dan di Laut Merah. Mahkota duri adalah bintang laut yang sangat besar,mencapai diameter setengah meter, dan merupakan pengumpan spesialis pada polip karang. Biasanya terjadi dikepadatannya sangat rendah di terumbu, kurang dari satu hewan per hektar. Setiap bintang laut sendiri dapat mengupasnyajaringan dari satu meter persegi atau lebih karang hidup sebulan, yang umumnya tidak cukup untuk membahayakankarang. Tetapi ketika kepadatan melebihi sekitar tiga puluh bintang laut per hektar terumbu, bintang-bintang laut mulaiKonsumsilah karang dengan kecepatan lebih cepat daripada pertumbuhannya, dan hasilnya bisa menjadi bencana bagi terumbu.Selama wabah mahkota duri, yang dapat berlangsung selama bertahun-tahun, dengan bintang-bintang laut keliling dari satukarang ke kepadatan berikutnya dan mencapai lebih dari 1.000 individu per hektar, area karang yang luasgundul, meninggalkan kerangka telanjang (lihat Gambar 26). Pemulihan setelah wabah seperti itu adalah aproses yang lambat berlangsung mulai dari sekitar 5 hingga lebih dari 100 tahun tergantung pada tingkat dan keparahanhilangnya karang, dan terumbu karang dapat diinfestasi kembali dengan mahkota duri sebelum benar-benar pulih.
26. Bintang laut Crown-of-duri memakan koloni karang. Karang di sebelah kanan gambar telah dilucutipolip oleh bintang laut, meninggalkan kerangka telanjang.Wabah mahkota duri pertama kali didokumentasikan pada tahun 1960 di Jepang dan Australia dan telahdiamati secara teratur sejak itu di banyak tempat berbeda. Wabah seperti itu mungkin terjadi secara alami di Indonesiamasa lalu, tetapi frekuensi dan ukuran wabah sekarang meningkat, yang menunjukkan manusiapengaruh terlibat. Susunan duri berbisa dari mahkota duri menjadikannya santapan yang tidak enakbagi sebagian besar predator potensial, meskipun beberapa spesies ikan dapat memakannya, juga lautan besarsiput, triton raksasa. Telah diusulkan bahwa penangkapan ikan berlebihan dari beberapa predator ikannya, bersama dengankoleksi triton raksasa yang terlalu bersemangat, yang cangkangnya dihargai oleh para pemburu suvenir dan cangkangkolektor, telah memungkinkan populasi mahkota duri meledak di beberapa daerah. Itu juga sudahmenyarankan bahwa ledakan populasi semacam itu terkait dengan limpasan dari tanah setelah terjadi banyak yang tidak normalcurah hujan, yang mengguyur nutrisi berlebihan dari lahan pertanian ke perairan pesisir. Nutrisimerangsang mekar fitoplankton yang menciptakan sumber makanan berlimpah bagi planktonik mudatahap larva dari mahkota duri. Hal ini dapat mengakibatkan tingkat kelangsungan hidup anak muda yang luar biasa tinggitahap yang mengarah ke denyut nadi perekrutan remaja tinggi dan ledakan populasi beberapa tahun kemudian.
Meskipun penyebab wabah mahkota duri belum sepenuhnya dipahami, penyebabnyakerusakan parah pada terumbu karang di banyak daerah. The Great Barrier Reef telah mengalami gelombangwabah mahkota duri, yang pertama pada tahun 1962, kemudian 1979–91, 1993–2005, dan yang terakhir dimulaipada tahun 2010. Tutupan karang di Great Barrier Reef telah menurun sekitar 50 persen sejak tahun 1985 danhampir setengah dari penurunan ini disebabkan oleh wabah mahkota duri.Pemerintah Australia telah berupaya mengendalikan wabah mahkota duri pada terumbu tertentumenggunakan tim penyelam yang menyuntikkan bintang laut dengan racun, tetapi pendekatan ini sangat tidak efisien dan aDibutuhkan cara yang lebih baik untuk memusnahkan banyak bintang laut. Pendekatan baru yang melibatkan penemuandari isyarat kimia unik yang dilepaskan oleh bintang laut mahkota duri ke dalam air laut dan itu munculmereka untuk berkumpul bersama sebelum pemijahan dapat menawarkan beberapa harapan. Ada kemungkinan bahwa bahan kimia ini bisadikembangkan menjadi 'umpan' untuk menarik sejumlah besar bintang laut ke satu tempat dan membuatnya lebih mudahmenyisihkan mereka.Karang juga dipengaruhi oleh berbagai penyakit yang dapat menyebabkan perubahan warna pada jaringan karang,tumor, dan kematian jaringan. Sedikit yang diketahui tentang penyebab dan efek dari penyakit ini, meskipun merekakemungkinan besar terkait dengan infeksi oleh berbagai virus, bakteri, dan jamur. Sangat seriuspenyakit karang yang dikenal sebagai 'penyakit pita putih' telah membunuh dua spesies karang bercabang di KalimantanKaribia — karang staghorn dan elkhorn — sejak wabah tercatat pada tahun 1979. Karang ini dulumembentuk belukar yang luas, tak tertembus, dan indah di perairan dangkal di seluruh Karibia, tetapiselama tiga puluh lima tahun terakhir penyakit pita putih telah membunuh hingga 95 persen dari mereka, dan keduanyaspesies sekarang terdaftar di US Endangered Species Act. Menariknya, penelitian terbaru telah mengungkapkanbahwa sebagian kecil sisa karang staghorn sekarang resisten terhadap penyakit, yang terbukakemungkinan penanaman galur-galur resisten penyakit ini untuk membangun kembali populasi pada populasi terpilihdaerah di Karibia.Dampak manusia skala lokal dan regional pada terumbu karangMeskipun mengalami berbagai gangguan fisik dan biologis alami, karang pembentuk terumbu memilikibertahan selama jutaan tahun. Sekarang, sayangnya, terumbu karang berada di bawah ancaman serius dari aberbagai gangguan manusia di tingkat lokal dan regional.Penangkapan ikan yang berlebihan merupakan ancaman signifikan bagi terumbu karang. Sekitar seperdelapan populasi dunia—kira-kira 875 juta orang — hidup dalam jarak 100 kilometer dari terumbu karang. Sebagian besar dari orang-orang ini tinggal dinegara-negara yang kurang berkembang dan negara-negara kepulauan dan sangat bergantung pada ikan yang diperoleh dari karang lokalterumbu karang sebagai sumber makanan. Maka, tidak mengherankan jika penangkapan ikan yang tidak berkelanjutan merupakan masalah yang merajalelasebagian besar sistem terumbu karang di sekitar planet ini.Ikan predator yang lebih besar, bernilai tinggi, seperti kerapu, kakap, trevally, dan humphead wrasse,adalah yang pertama menjadi sasaran nelayan di terumbu karang yang sehat. Ini dengan cepat menjadi habis dannelayan kemudian mulai menangkap rantai makanan karena kebutuhan dan menargetkan terutama ikan herbivora. Ituakibatnya adalah terumbu karang yang dihuni oleh ikan kecil yang sulit ditangkap dan memiliki nilai makanan sedikit, dan yang mana adalahhampir tanpa spesies predator besar seperti hiu dan kerapu yang akan memiliki sekalisudah umum, serta ikan herbivora yang lebih besar yang memakan makroalga.
Terumbu karang di negara ini menjadi kurang tangguh dan jauh lebih rentan terhadap gangguan lain di Balisistem. Terumbu karang di wilayah Karibia memberikan contoh klasik dari efek destabilisasipenangkapan ikan yang berlebihan. Sebagian besar negara pulau Karibia berpenduduk padat dan banyak terumbu karangditangkap berlebihan pada abad ke-19. Sekarang, setidaknya 60 persen terumbu karang di kawasan itu sangat parahpenangkapan ikan berlebihan dan besar ikan predator dan herbivora sangat jarang.Pada awalnya, penghapusan ikan herbivora dari sistem dikompensasi oleh peningkatanjumlah bulu babi Diadema antillarum yang tidak harus bersaing dengan ikan herbivoramakanan makroalga. Bulu babi ini terus merumput kembali dan mengendalikan jumlah makroalga dikarang. Kemudian, mulai tahun 1983, penyakit landak laut menyebar dengan cepat ke Karibia dan membunuhhampir semua Diadema di seluruh wilayah dalam beberapa tahun. Sekarang hampir semua terumbu karangherbivora tidak ada, makroalga tumbuh subur dan dengan cepat berkembang biak di karang. Akibatnya, over theselama satu dekade, terumbu karang di sebagian besar Karibia telah berubah dari karangstruktur didominasi untuk menjerat sistem yang didominasi rumput laut kurang warna, keragaman, dankompleksitas terumbu karang yang sehat. Begitu makroalga berdaging terbentuk di atas terumbu karang, itupertumbuhan kembali karang sangat terganggu. Jadi, sayangnya, keruntuhan besar-besaran Karibia iniekosistem terumbu karang akan bertahan tanpa batas dalam menghadapi penangkapan ikan yang terus menerus, diperparah olehtekanan lainnya. Terumbu karang di seluruh dunia mengalami tekanan dan penangkapan ikan berlebihan yang serupatransformasi yang mirip dengan yang terjadi di Karibia sekarang tersebar luas.Karang sangat rentan terhadap degradasi kualitas air yang timbul dari pantaipengembangan dan perubahan penggunaan lahan. Limpasan endapan dari tanah pertanian, area gundul, dandari pekerjaan tanah selama pengembangan pantai mengurangi kejernihan air dan melapisi karang dengan sedimen,mengurangi jumlah cahaya yang diterima karang, dan membekap polip. Bahkan kenaikannya sangat kecildalam konsentrasi nutrisi dapat menekankan karang dengan merangsang tingkat fitoplankton yang tinggimengurangi kejernihan air dan penetrasi cahaya. Peningkatan nutrisi juga mendorong pertumbuhan karang.membekap makroalga. Dengan demikian pembuangan limbah yang tidak diolah merupakan ancaman yang jelas; begitu juga nutrisi dalamlimpasan pertanian.Limpasan dari lahan pertanian mempengaruhi ketahanan bagian dari Great Barrier Reef. Endapan,nutrisi, dan herbisida mengalir ke sistem Great Barrier Reef dari daerah tangkapan air besar sekitar424.000 kilometer persegi. Penggembalaan ternak terjadi di sebagian besar daerah tangkapan dan gula initebu ditanam di bagian lain dari daerah tangkapan air, terutama yang berdekatan dengan saluran air di pesisir suburdataran banjir. Diperkirakan bahwa limpasan sedimen sekarang 5 hingga 9 kali lebih besar dan dampak nutrisi-air yang diperkaya 10 hingga 20 kali lebih besar daripada saat tangkapan tidak dikembangkan sebelum tahun 1850.Sulit untuk menilai dampak keseluruhan dari limpasan ini di Great Barrier Reef karena tidak adainformasi tentang seperti apa karang sebelum pengembangan daerah tangkapan air. Sangat mungkin,meskipun demikian, terumbu karang yang berada dalam jarak sekitar 10 kilometer dari pantai sekarang berisiko dari pengayaan nutrisi danbahwa terumbu lebih jauh di lepas pantai sedang terpengaruh dengan cara yang akan segera mengurangi ketahanannya terhadap yang lainstresor. Sebagai tanggapan, upaya sedang dilakukan untuk menerapkan praktik pengelolaan lahan baru yang akanmengurangi polutan dalam limpasan, seperti penggunaan pupuk yang lebih efisien, membatasi penggunaan herbisida,dan membangun kembali vegetasi riparian di sepanjang tepi sungai dan sungai untuk membantu menyaringsedimen dan nutrisi.
Terumbu karang secara global baru dipelajari secara serius sejak tahun 1970-an, yang dalam banyak kasus baik-baik sajasetelah dampak manusia dimulai. Ini membuatnya sulit untuk mendefinisikan apa yang merupakan 'alami' dansistem terumbu karang yang sehat, seperti yang telah ada sebelum efek manusia luas. batu karangahli biologi telah berusaha mendapatkan gambaran yang lebih jelas tentang seperti apa sistem terumbu karang yang tidak terkena dampak,dan dengan demikian mengatur ulang 'garis dasar' bias kami, dengan mempelajari terumbu karang pada atol tak berpenghuni di Jalur terpencilPulau-pulau, yang terletak di tengah Samudra Pasifik 1.600 kilometer selatan Hawaii. Mereka kemudianmembandingkan apa yang mereka temukan pada atol tak berpenghuni dengan atol yang semakin banyak di wilayah yang samarantai pulau yang telah mengalami berbagai tingkat tekanan penangkapan ikan dan polusi.Mereka menemukan bahwa terumbu karang di atol tak berpenghuni didominasi oleh sejumlah besar bagian ataspredator terdiri dari ikan besar seperti hiu, jack, snappers merah, dan kerapu; tutupan karang hiduphampir 100 persen dari dasar, dan makroalga hampir tidak ada. Di terumbu ini anluar biasa 85 persen biomassa ikan terdiri dari predator besar, sekitar tiga perempatnyayang merupakan hiu. Bioma predator yang sangat 'berat di atas' ini ditopang oleh pergantian cepatdari ikan mangsa yang cepat bereproduksi dan tumbuh seperti ikan kupu-kupu, parrotfish, dan damselfish. Karangterumbu karang di atol berpenduduk sangat berbeda. Di sini ikan predator jarang, dan terumbu karang adadidominasi oleh sejumlah besar ikan herbivora berukuran kecil di akuarium — pola 'berat bawah' daribiomassa ikan yang kita anggap sebagai karakteristik terumbu karang. Terumbu ini memiliki banyaktingkat tutupan karang yang lebih rendah dan jumlah makroalga yang jauh lebih besar. Dengan demikian, beberapa karang sisa inisistem terumbu karang pada atol tak berpenghuni terpencil memberi kita pandangan sekilas tentang apa yang tampak kebanyakan terumbu karangseperti ratusan tahun yang lalu sebelum pengaruh manusia meluas.Dampak manusia berskala global pada terumbu karangAncaman manusia terhadap terumbu karang yang dibahas sejauh ini bersifat lokal atau regional. Bahaya utama untukterumbu karang berskala global — pemanasan laut dan pengasaman yang disebabkan oleh pengaruh manusiakrisis iklim.Karang sangat sensitif terhadap suhu laut, dan peningkatan kecil di atas maksimum musim panas normalsuhu menghasilkan stres. Karang yang mengalami tekanan suhu mengalami 'pemutihan', di mana mereka dikeluarkanzooxanthellae dari jaringannya. Tanpa zooxanthellae, jaringan karang menjadi transparandan mengungkapkan kerangka batu kapur putih di bawahnya. Jika tekanan suhu sedang dan pendekDurasi, karang dapat memperoleh kembali zooxanthellae mereka dan bertahan hidup, meskipun mereka mungkin lebih rentanuntuk tekanan lain, seperti penyakit. Karang dengan suhu tinggi tidak dapat memperoleh kembalizooxanthellae cukup cepat dan tanpa mereka mereka mati.Episode pemutihan terumbu karang dalam skala kecil adalah fenomena alam pada terumbu karang.Sejak tahun 1980, peristiwa pemutihan karang global telah terjadi dengan peningkatan yang cepatfrekuensi dan intensitas akibat pemanasan laut yang disebabkan oleh peningkatan konsentrasikarbon dioksida di atmosfer bumi (lihat Gambar 27). Sejak acara 1980, skala globalpemutihan telah terjadi pada tahun 1998, 2010, dan 2015–17. Peristiwa terakhir — tahun pertama 'back to back'peristiwa, dan peristiwa pemutihan global terpanjang, paling luas, dan paling merusak hingga saat ini — terpengaruhsetiap wilayah terumbu karang utama di planet ini. Dampaknya pada Great Barrier Reef adalah bencana besar,dengan 49 persen dari semua karang di hamparan karang sepanjang 1.600 km sedang sekarat. Di masa lalu, terumbu karang memiliki
punya waktu untuk mendapatkan kembali beberapa tutupan karang sebelum acara pemutihan lainnya. Namun, pemodelan masa depansuhu permukaan laut, dikombinasikan dengan pengetahuan fisiologi karang, menunjukkan bahwa sekitar tahun 2050pemutihan karang global yang parah akan terjadi setiap tahun, dengan terumbu di beberapa daerah mengalamiini pada pertengahan 2030-an. Kami dengan demikian sekarang, sayangnya, memasuki periode di mana frekuensiPeristiwa pemutihan melebihi kapasitas terumbu karang untuk pulih.27. Perubahan konsentrasi karbon dioksida (CO2) di atmosfer bumi selama dua milenium sebelumnya diterkait dengan waktu terjadinya pemutihan karang global. Panel abu-abu menunjukkan tren jangka panjang dalam konsentrasi CO2sementara panel putih menunjukkan tren selama beberapa dekade terakhir.Meningkatnya konsentrasi karbon dioksida di atmosfer tidak hanya menyebabkan lautanpemanasan tetapi, seperti dibahas dalam awal postingan plengdut.com, juga membuat air laut lebih asam. Pengasaman lautmempersulit karang untuk membuat kerangka kalsium karbonatnya. Karang demikianharus mengeluarkan lebih banyak energi untuk menghasilkan kerangka mereka, yang memperlambat pertumbuhan mereka dan menyebabkan stres,membuat mereka lebih rentan terhadap tekanan lain seperti suhu dan penyakit. Lanjutanpengasaman pada akhirnya akan menyebabkan karang berhenti tumbuh sama sekali dan, pada titik tertentu, menyebabkannyakerangka untuk perlahan larut. Pada tingkat pengasaman saat ini, ini akan terjadi sekitar 2080 di manawaktu kerangka sebagian besar karang akan mulai larut lebih cepat daripada yang dapat dibangun.Masa depan terumbu karangDalam menghadapi berbagai dampak regional dan planet yang berhubungan dengan manusia, kesehatan karangekosistem terumbu memburuk dengan cepat, dan masa depan sangat suram. Ekosistem yang didominasi karangakan sepenuhnya hilang dari planet ini dalam lima puluh tahun ke depan jika pengurangan emisi gas rumah kacatujuan Perjanjian Paris 2015 — untuk menjaga peningkatan suhu global rata-rata agar tetap baikdi bawah 2 ° C di atas tingkat pra-industri — tidak terpenuhi. Dengan laju emisi global saat ini, duniaakan segera melewati titik di mana tujuan ini dapat dicapai. Bahkan jika itu tercapai, 70–90 persenkarang planet itu akan lenyap sekitar tahun 2050. Sayangnya, kita berada pada titik di mana karang segera terbentukterumbu akan menjadi ekosistem legendaris dengan hanya film dan simulasi yang dihasilkan komputer
mengingatkan generasi mendatang tentang apa yang telah hilang.Untungnya, para ahli biologi karang, dermawan, dan LSM yang bersemangat sekarang bekerja sama untuk itumengembangkan rencana kontinjensi jangka panjang untuk melestarikan setidaknya beberapa ekosistem terumbu karang secara relatifkeadaan alami dan, mungkin, untuk membangun kembali mereka di masa mendatang. Beberapa strategi pelengkapMuncul yang, secara bersama-sama, memberikan secercah harapan bagi masa depan terumbu karang.Salah satu inisiatif penting adalah untuk membangun portofolio global ekosistem terumbu karang yang, berdasarkan pertimbangan merekalokasi geografis, kemungkinan besar paling tidak terpengaruh oleh dampak perubahan iklim, termasukpemanasan laut dan badai yang meningkat, dan yang juga paling mampu mengisi kembali wilayah tetanggamelalui penyebaran larva planula mereka ketika, semoga, iklim telah stabil. Penelitian inikini telah dilengkapi dengan 50 wilayah yang teridentifikasi memiliki pelabuhan terumbu karang yang relatifpeluang bagus untuk selamat dari dampak terburuk perubahan iklim. Wilayah ini termasuk situs dalamFilipina, Kalimantan, Indonesia, Great Barrier Reef, Polinesia Prancis, Afrika Timur, Laut Merah,dan Karibia. Langkah selanjutnya adalah mengembangkan dan mengimplementasikan rencana manajemen yang akan melindungiterumbu karang di lokasi ini dari dampak lokal, seperti penangkapan ikan berlebihan dan polusi, untuk meningkatkannyaketahanan terhadap tekanan perubahan iklim.Inisiatif lain adalah untuk mengidentifikasi 'oasis' terumbu karang di sekitar planet di mana sepetak kecil karangtampaknya bertahan, dan bahkan berkembang, melawan dampak terburuk dari perubahan iklim dan lokaldampak, termasuk pemutihan, badai, dan wabah mahkota duri. Banyak oasis semacam itu sejauh initelah diidentifikasi di Pasifik dan Karibia. Dalam beberapa kasus, oasis tampaknya sejauh inilolos dari dampak terburuk karena lokasinya, misalnya, jauh dari jalur badai besar, diair yang lebih dalam tidak terlalu terpengaruh oleh badai, atau mengalami tingkat polusi yang rendah. Dalam kasus lain,karang tampaknya memiliki sifat biologis yang telah mengadaptasinya untuk lebih tahan terhadap efek laut yang tinggisuhu, atau sistem oasis memiliki karakteristik ekologis, seperti jumlah yang memadaiherbivora, yang memungkinkan mereka pulih lebih cepat dari peristiwa pemutihan atau mahkota durikerusakan. Oase kecil ini membantu mengidentifikasi area yang dapat diprioritaskan untuk konservasi dandapat, di masa depan, bertindak sebagai situs dari mana untuk mengisi kembali daerah tetangga, baik melalui pasifpenyebaran larva atau dengan secara aktif menanamkan karang dengan karakteristik yang menguntungkan ke lokasi lain.Banyak ilmuwan dan manajer terumbu karang sekarang percaya bahwa tindakan seperti itu saja tidak akan cukupmelestarikan dan memulihkan terumbu karang dan layanan ekologi yang disediakannya untuk generasi mendatang. Merekaberpendapat bahwa intervensi yang lebih aktif yang melibatkan pendekatan dan teknologi baru sangat mendesakyg dibutuhkan. Satu pendekatan yang disarankan melibatkan 'aliran gen terbantu' di mana karang sudah resistensuhu laut yang lebih tinggi dipindahkan ke terumbu di perairan yang lebih dingin di mana mereka akan memiliki yang lebih baikkesempatan untuk bertahan hidup ketika suhu laut meningkat di sana. Ini dapat melibatkan, misalnya, mentransferpanas teradaptasi karang dari Great Barrier Reef utara untuk mendinginkan terumbu di Great Barrier selatanKarang. Pendekatan lain, disebut 'evolusi terbimbing', sedang dikembangkan oleh beberapa kelompok penelitian.Salah satu contoh evolusi yang dibantu adalah mengembangkan galur spesies karang yang disesuaikan dengan yang lebih tinggisuhu menggunakan teknik pemuliaan selektif. Karang yang secara termal toleran ini bisa jadibertani dan ditanam untuk memulihkan terumbu. Juga telah diusulkan bahwa teknik pengeditan gen modern,seperti penggunaan CRISPR-Cas9, harus digunakan untuk mempercepat evolusi yang dibantu menjadi insinyur yang unggulgalur-galur karang, dan teknik-teknik semacam itu sudah diuji coba.
Meskipun adopsi yang luas dari teknologi radikal semacam itu dapat membantu melestarikan dan memulihkanterumbu karang di lokasi yang 'bernilai tinggi' tampaknya tidak mungkin digunakan secara efektifmembangkitkan kembali ekosistem terumbu karang yang luas menjadi keadaan pra-gangguan historis mereka. Dalam hal ini, buatanHabitat terumbu yang 'direkayasa' mungkin perlu dikembangkan yang mereplikasi beberapa jasa ekosistemdisediakan oleh terumbu alam seperti habitat untuk perikanan dan perlindungan pesisir. Jelas, terumbu karangBiologi, karena kebutuhan, berada di puncak era baru yang difokuskan pada pengembangan pendekatan baru untukmelindungi dan memulihkan ekosistem terumbu karang dan melestarikan setidaknya sebagian dari keindahan danjasa ekosistem dalam menghadapi perubahan iklim yang cepat.BakauMangrove adalah istilah kolektif yang diterapkan pada beragam kelompok pohon dan semak yang terjajahdaerah pasang surut berlumpur di daerah tropis dan subtropis, menciptakan hutan bakau, atau mangal.Dua spesies pohon bakau yang paling umum adalah mangrove merah, Rhizophora mangle , danbakau hitam, Avicennia germinans . Mangrove merah dapat dibedakan dengan itukusut karakteristik akar-akar penyangga yang membantu menopang pohon di sedimen lunak. Mangrove hitam memilikibatang seperti pohon yang lebih khas dikelilingi oleh massa struktur seperti pasak, yang disebut pneumatophores(Lihat Gambar 28 ), yang muncul dari sistem akar yang terkubur dalam sedimen dan memancar keluar daribagasi.
28. Pohon bakau hitam, Avicennia germinans , St Thomas, Kepulauan Virgin AS, menunjukkan sistem ekstensifpneumatophores (P).Mangrove mendiami lingkungan yang sangat keras yang terdiri dari sedimen jenuh dengan air laut dan penuhmateri membusuk, yang membuat mereka anaerob, atau kekurangan oksigen. Untuk mengatasi kekuranganOksigen, pohon bakau telah mengembangkan sistem akar yang mahir mengekstraksi oksigen dari udara ataudari air laut saat mereka tenggelam. Akar penyangga mangrove merah ditutupistruktur nodular kecil yang disebut lentisel tempat oksigen disuplai ke akar bawah tanahsistem. The pneumatophores seperti-pasak dari mangrove hitam, yang juga ditutupi dengan lentisel,bertindak seperti snorkeling, mengambil oksigen dari udara atau air laut di sekitarnya (lihat Gambar 28).Pohon bakau juga telah beradaptasi dengan tumbuh di sedimen asin. Mereka menangani kelebihan garambeberapa cara. Akar dan batang pohon bakau memiliki jaringan khusus yang bertindak sebagai penghalang untuk mengurangi
jumlah garam yang masuk ke pabrik. Meskipun demikian, beberapa garam tidak menembus tanaman, yang dapat ditoleransikonsentrasi garam dalam nira yang sepuluh hingga seratus kali lebih besar daripada yang ditemukan pada tanaman normal. DiSelain itu, daun mangrove hitam memiliki kelenjar khusus yang berkonsentrasi dan mengeluarkan kelebihangaram. Kristal garam berkumpul di permukaan bawah daun dan tersapu saat hujan.Bakau juga berkonsentrasi garam di daun tua, kulit, bunga, dan buah, yang mengambil garam saatmereka menjatuhkan pohon itu.Pohon bakau menghasilkan bunga yang diserbuki oleh angin atau lebah. Bunganya menghasilkan bijiyang berkecambah menjadi bibit yang tumbuh menjadi pohon muda dengan batang berbentuk cerutu yang khassaat masih di pohon. Pohon-pohon muda ini, atau perbanyakan, siap untuk menghasilkan akar segera setelah merekajatuh dari pohon induk dan menemukan habitat yang cocok. Perbanyakannya apung dan bisa bertahandi air laut dan bisa hanyut dengan arus selama lebih dari setahun. Setelah terdampar di pantai yang cocokmereka dengan cepat berakar dan tumbuh.Bakau membentuk habitat yang kompleks dan produktif. Beberapa organisme, kecuali beberapa kepiting, dapat merumputlangsung di atas daun bakau. Tapi bakau terus-menerus mengantar daun mati dancabang, yang dipecah oleh bakteri dan jamur, dan membentuk dasar dari jaring makanan yang produktif.Kepiting, udang, dan organisme lain merumput di bahan detrital ini dan kemudian dimakan oleh ikan,kura-kura, dan burung pantai.Bakau sangat penting dari sudut pandang manusia. Perairan bakau yang terlindunghutan menyediakan habitat pembibitan penting bagi banyak spesies ikan karang muda dan untukkepiting dan udang. Banyak perikanan komersial bergantung pada keberadaan hutan bakau yang sehat,termasuk kepiting biru, udang, lobster berduri, dan perikanan belanak. Hutan bakau juga menstabilkan hutantepi pantai dan melindungi tanah yang berdekatan dari erosi, terutama dari efek badai besar dantsunami. Sebagai contoh, penelitian telah menunjukkan bahwa penyebab banjir di barat daya Floridaoleh Hurricane Wilma pada 2005 akan mencapai 70 persen lebih jauh ke pedalaman jika bukan karena perlindungandisediakan oleh zona bakau pantai. Hutan bakau juga bertindak sebagai filter biologis dengan membuangnyakelebihan nutrisi dan perangkap sedimen dari limpasan tanah sebelum memasuki lingkungan pesisir,dengan demikian melindungi habitat lain seperti padang lamun dan terumbu karang.Kerusakan besar-besaran mangrove terjadi secara alami sebagai akibat dari badai, topan, dantopan yang mencabut pohon, atau menghancurkan akar dengan sedimen berlebih. Bakau umumnya bisapulih dari peristiwa semacam itu dalam dua atau tiga dekade. Sayangnya, sebagian besar kerusakan bakausekarang disebabkan oleh aktivitas manusia. Pohon bakau dipanen oleh manusia untuk kayu,kayu bakar, dan untuk menghasilkan arang. Mereka juga secara rutin dibersihkan untuk memberi jalan bagi pesisirpengembangan. Selain itu, hutan bakau sering dikonversi menjadi lahan pertanian, misalnya untukpertanian padi, dan menjadi kolam besar untuk budidaya udang dan ikan dan untuk menghasilkan garam.Sebagai hasil dari tekanan manusia yang berat ini, hutan bakau menghilang dengan cepat. Dalam dua puluh tahunperiode antara 1980 dan 2000 luas hutan bakau secara global menurun dari sekitar 20 jutahektar di bawah 15 juta hektar dan hutan bakau saat ini menempati lebih dari 8 juta hektar. Dibeberapa daerah tertentu tingkat kehilangan mangrove benar-benar mengkhawatirkan. Misalnya, Puerto Rikokehilangan sekitar 89 persen hutan bakau antara tahun 1930 dan 1985, sedangkan bagian selatan Kalimantan
India kehilangan sekitar 96 persen hutan bakau antara 1911 dan 1989. Konservasi terpadu danupaya manajemen diperlukan di tingkat masyarakat dan pemerintah daerah dan nasional untuk membendunglaju perusakan mangrove dalam menghadapi populasi manusia yang berkembang pesat. Sebanyakmungkin, tegakan bakau sehat yang ada membutuhkan perlindungan langsung. Selain itu, kebijakan danstrategi perlu dikembangkan dan diimplementasikan untuk mulai meregenerasi habitat bakau yang rusakdi daerah kritis untuk memulihkan jasa ekosistem mereka.
Biologi laut dalam
Tidak ada definisi tunggal tentang laut dalam. Secara tradisional, kedalaman 200 meter digunakan untuk mendefinisikanbatas antara laut 'dangkal' dan 'dalam', tetapi skema lain telah menggunakan 800, 1.000, atau bahkan2.000 meter sebagai batas. Di sini kita akan mengikuti definisi Daftar Dunia saat iniDeep-Sea Species (WoRDSS) yang mendefinisikan laut dalam sebagai kolom air dan dasar lautanlebih dari 500 meter, yang merupakan kedalaman di mana variasi musiman dalam suhu dan salinitasdan pengaruh sinar matahari sangat minim. Habitat ini mencakup sekitar 90 persen dari lautannamun volume wilayah yang luas ini adalah lingkungan yang paling sedikit diselidiki dan dipahami di planet ini. Untuk dimasukkanDalam perspektif ini, ahli kelautan sejauh ini telah memetakan sekitar 10 hingga 15 persen dari dasar lautGlobal Ocean dengan resolusi sekitar 100 meter, sementara para astronom telah memetakannyaseluruh permukaan Venus, Mars, dan bulan pada resolusi yang sama, dan sebagian besar Mars sekitar 20-resolusi meter, dan sebagian besar bulan pada resolusi sekitar 7 meter. Karena itu kami tahu lebih banyak tentanggeografi benda-benda di tata surya kita daripada yang kita lakukan tentang habitat terbesar di planet kita.Lebih jauh lagi, saat ini hanya sekitar 0,05 persen dari dasar lautan Bumi telah dipetakan hingga detailyang memungkinkan kita untuk mendeteksi fitur beberapa meter. Bahkan lebih sedikit dari dasar laut telah diamatidari kapal selam awak atau dengan kendaraan yang dioperasikan jarak jauh. Sebagai perbandingan, 12 orang telah menghabiskantotal 300 jam di permukaan bulan, sedangkan 8 orang telah menghabiskan waktu kurang dari 19 jammenjelajahi Challenger Deep, bagian terdalam dari Samudra Global.Lingkungan fisik laut dalamLautan yang dalam, kecuali dekat batas atasnya, tanpa sinar matahari, sisa-sisa terakhirnyatidak dapat menembus lebih dari 200 meter di sebagian besar Samudra Global, dan tidak lebih dari 800meter atau lebih bahkan di perairan samudera yang paling jelas.Tekanan ekstrem adalah karakteristik lain dari samudera yang dalam. Air laut adalah zat yang beratdan satu kolom air laut setinggi 10 kilometer — khas dari bagian yang lebih dalam dari Samudera Global—memberikan tekanan 10.000 ton per meter persegi, yaitu sekitar berat lima puluh lima jumbojet.Kecuali di beberapa tempat yang sangat terpencil, laut dalam adalah lingkungan yang secara permanen dingin, dengan lautsuhu umumnya berkisar antara 2 ° C hingga 4 ° C. Karena lautan dalam sebagian besar di bawahzona minimum oksigen, biasanya hadir pada kedalaman dari sekitar 200 hingga 1.000 meter, oksigen terlarutkonsentrasi umumnya lebih dari cukup untuk mendukung kehidupan.Makanan langka di laut dalam. Karena tidak ada sinar matahari, tidak ada produksi primer organik
materi dengan fotosintesis. Basis rantai makanan di laut dalam sebagian besar terdiri dari pancuran'salju laut' — bahan organik partikulat (POM) tenggelam perlahan melalui kolom air dariperairan permukaan yang diterangi matahari. Ini dilengkapi dengan tubuh ikan besar dan lautmamalia yang tenggelam lebih cepat ke dasar setelah kematian, dan yang menyediakan pesta sporadispenghuni bawah laut dalam.Gambar laut dalam yang muncul adalah salah satu dari yang dingin, gelap, sangat bertekanan danhabitat terbatas makanan — lingkungan yang sangat keras dan ekstrem dari sudut pandang manusia. Namun, inihabitat yang sangat luas memiliki keragaman besar kehidupan laut yang indah khusus untuk hidup di bawahkondisi seperti itu.Adaptasi hewan laut dalamDalam lingkungan pelagis samudera yang dalam, hewan harus mampu menjaga diri mereka dalam suatukisaran kedalaman yang tepat tanpa membuang-buang energi di lingkungan miskin makanan mereka. Ini seringdicapai dengan mengurangi kepadatan keseluruhan hewan menjadi air laut sehingga netralringan. Dengan demikian, jaringan dan tulang ikan laut dalam sering lunak dan berair. Lautan dalamlingkungan pelagis juga didominasi oleh hewan gelatin seperti ubur-ubur, siphonophores,ctenophores, dan salps yang kepadatan tubuhnya dekat dengan air laut.Karena makanan langka untuk ikan laut dalam, keuntungan penuh harus diambil setiap kali makan.Dibandingkan dengan ikan di laut dangkal, banyak ikan laut dalam memiliki mulut yang sangat besarmembuka sangat lebar, dan seringkali dilengkapi dengan banyak gigi panjang, tajam, dan mengarah ke dalam. Baikcontohnya termasuk belut gulper, anglerfish, loosejaw, dan black swallower (lihat Gambar 29 (a) ). Iniikan bisa menangkap dan menelan mangsa utuh lebih besar dari diri mereka sendiri agar tidak melewatkan makanan langkahanya karena ukurannya. Ikan-ikan ini juga memiliki perut yang sangat lentur untuk menampungnyamakanan
29. Contoh-contoh ikan laut dalam: (a) Burung layang-layang hitam dengan ikan mangsa yang ditelan; (B) Lanternfish menunjukkan photophoressepanjang sisi dan perut; (c) Anglerfish dengan jantan parasit yang menempel.Meskipun tidak ada sinar matahari yang menembus samudera yang dalam, ia berkilau dengan jenis cahaya lainasal biologis — cahaya dan kilatan bioluminesensi. Ini dibuat oleh reaksi kimia diorgan khusus yang disebut photophores hadir dalam tubuh banyak hewan laut dalam termasukikan, gurita, cumi-cumi, ubur-ubur, cacing, krustasea, dan bintang laut. Hewan umumnya menghasilkanterang diri mereka sendiri, meskipun dalam beberapa kasus mereka telah mengembangkan hubungan simbiosis denganbakteri bioluminescent yang menghasilkan cahaya.Bioluminescence adalah adaptasi utama di laut dalam dan telah berevolusi secara terpisah di banyakkelompok hewan yang berbeda untuk melayani fungsi vital seperti kawin, mencari makanan, dan menghindari pemangsa.Misalnya, ikan lentera memiliki barisan fotophores sepanjang perut dan sisi-sisinya yang memancarkan warna biru,lampu hijau, atau kuning (lihat Gambar 29 (b)). Ini diatur dalam pola khusus untuk setiap spesieslanternfish dan, pada beberapa spesies, polanya berbeda antara jantan dan betina. Mata mereka yang besarmemungkinkan ikan ini untuk mendeteksi cahaya yang dipancarkan oleh anggota lain dari spesies yang sama yang digunakanuntuk komunikasi dan mengidentifikasi jodoh di lautan luas.
Beberapa ikan laut dalam menggunakan bioluminesensi untuk menarik mangsa langka. Anglerfish memiliki panjang, fleksibeltentakel — semacam alat pancing — yang memanjang ke atas di antara mata, di ujungnya adalah aorgan luminescent yang disebut 'esca' (lihat Gambar 29 (c)). Esca digoyang menyerupai ikan kecilyang bertindak sebagai umpan untuk menarik ikan mangsa cukup dekat untuk ditelan utuh. Kontak dengan escasecara otomatis memicu rahang untuk merespons dengan cara trapdoor. Variasi pada tema ini umumpada ikan laut dalam, banyak yang memiliki pelengkap cahaya yang terletak di dekat rahang mereka yang bertindaksebagai umpan.Banyak hewan laut dalam menggunakan bioluminesensi untuk mempertahankan diri dari pemangsa. Sebagai contoh,ketika cumi-cumi vampir didekati oleh seekor ikan predator, ia menghasilkan serangkaian kilatan yang mengejutkanpredator. Jika diserang lebih lanjut, itu akan melepaskan cairan yang sarat dengan partikel bercahaya itumembungkus predator dan membantu cumi-cumi vampir untuk melarikan diri.Menemukan jodoh di lautan luas adalah tantangan. Anglerfish telah memecahkan masalah inimelalui adaptasi yang tidak biasa — jantan dari sebagian besar spesies telah direduksi menjadi bentuk parasit kecilyang melekat secara permanen pada betina yang jauh lebih besar (lihat Gambar 29 (c)). Mulutnya menyatu dengannyatubuh dan pembuluh darahnya bergabung dengan miliknya. Dengan demikian, jantan selalu hadir untuk membuahi sel telurbetina, menghilangkan kebutuhan betina untuk menemukan jantan pada waktu berkembang biak. Tentu saja, pria kerdilharus menemukan seorang wanita dalam contoh pertama, mungkin karena bau atau tertarik padabioluminescent esca, tetapi setelah terpasang, masalah menemukan jodoh terpecahkan.Tidak mengherankan, hewan laut dalam telah berevolusi adaptasi untuk hidup dalam tekanan tinggilingkungan Hidup. Tekanan tinggi ini tidak hanya berdampak secara struktural, tetapi juga mendalamefek pada fisiologi dan biokimia mereka. Tekanan tinggi mempengaruhi fisiologi membran seldengan mengompresnya, mengeluarkan cairan, dan membuatnya lebih kaku, sehingga kurang mampumenyalurkan nutrisi dan limbah masuk dan keluar dari sel. Organisme laut dalam telah berkembangadaptasi biokimia untuk mempertahankan fungsi membran sel mereka di bawah tekanan,termasuk menyesuaikan jenis molekul lipid yang ada di membran untuk mempertahankan fluiditas membrandi bawah tekanan tinggi. Tekanan tinggi juga memengaruhi molekul protein, seringkali mencegahnya melipatmenjadi bentuk yang benar bagi mereka untuk berfungsi sebagai enzim metabolisme yang efisien. Sebagai tanggapan,hewan laut telah berevolusi varian tahan-tekanan enzim umum yang mengurangi inimasalah.Migrasi massal dari kedalaman lautPerilaku luar biasa ditunjukkan oleh banyak jenis hewan laut dalam — setiap hariperjalanan vertikal dari kedalaman ke perairan dangkal, mungkin migrasi hewan terbesar di planet ini.Saat matahari terbenam menyapu lautan, sejumlah besar hewan laut termasuk copepoda, udang,ubur-ubur, cumi-cumi, garam, dan ikan berenang naik dari kedalaman 1.000 meter atau lebih ke permukaan.Sekitar 5 miliar ton hewan diperkirakan bergerak ke permukaan setiap malam, termasuksejumlah besar lanternfish, salah satu ikan air tengah yang paling berlimpah di lautan. Saat matahari terbit, iniagregasi hewan pelagis tenggelam kembali ke kedalaman lagi. Massa hewan yang bermigrasibegitu padat sehingga mencerminkan gelombang suara dari sistem sonar kapal, muncul sebagai pertengahan yang berbeda.air 'false bottom' disebut Deep Scattering Layer (DSL). Variasi harian dalam level cahaya tampaknya
menjadi isyarat penting untuk mempertahankan migrasi, meskipun migrasi vertikal juga terjadi di bawahes Kutub Utara selama kegelapan musim dingin yang konstan. Karena itu jam biologis internal juga harusikut terlibat.Para peserta dalam migrasi massal ini harus mendapatkan beberapa manfaat besar dari melakukan iniperjalanan besar setiap hari. Penjelasan yang paling diterima saat ini adalah bahwa zooplankton, seperticopepods, sedang bermigrasi ke permukaan untuk memakan fitoplankton di malam hari; mungkin, copepodakurang terlihat dalam gelap untuk predator visual seperti ikan, yang lebih melimpah di dangkalair. Mereka kemudian meninggalkan zona foto pada siang hari untuk menghindari terlihat. Ikan lentera dan lainnyakonsumen kecil mungkin menjalani migrasi untuk menghindari predator dan mengikuti merekamakanan zooplankton. Migrasi juga dapat memberi keuntungan energetik pada beberapa pesertakarena mereka menghabiskan hari di air yang lebih dalam, lebih dingin di mana tingkat metabolisme lebih rendah dan merekadapat menghemat energi saat mencerna makan malam hari mereka.Aliran energi di laut dalamHampir semua makanan untuk organisme laut dalam berasal dari produksi primer di zona fotografis. Inimakanan dalam bentuk bahan organik mati yang tenggelam dari permukaan laut seperti salju laut. Initerdiri dari rumpun lengket kecil, atau agregat, dari partikel organik yang meliputi sel fitoplankton,zooplankton mati, dan pelet tinja yang diproduksi oleh zooplankton. Agregat ini tenggelam perlahanmelalui kolom air dengan laju sekitar 100 hingga 200 meter per hari. Dengan demikian mengambil urutanminggu bagi mereka untuk mencapai dasar lautan dalam. Sepanjang jalan, nilai gizi dalam agregat adalahdiekstraksi oleh bakteri di kolom air; dengan demikian, semakin dalam mereka tenggelam, semakin mereka menjadikehabisan zat bergizi. Ketika bahan organik ini akhirnya mencapai dasar laut, apasisa energi makanan dapat digunakan oleh hewan bentik. Beberapa adalah pengumpan suspensi — dilengkapi untukSaring partikel organik yang tersuspensi di lapisan air laut tepat di atas bagian bawah. Yang lainnya adalah depositopengumpan — mampu mengonsumsi bahan organik yang menumpuk di atau di permukaan sedimen.Invertebrata bentik predator memberi makan pengumpan partikel ini dan ikan demersal yang hidup di dasarmencari makan di fauna bentik.Karena bahan organik terakumulasi di dasar laut dalam waktu yang sangat lamasedimen mengandung sejumlah besar bahan organik dalam bentuk DOM dan POM yang terbentukdasar dari jaring makanan mikroba, dengan banyak bakteri dan archaea menggunakan bahan ini sebagai makanansumber. Sedimen juga mengandung jumlah virus yang luar biasa — sekitar 1 miliar per gramendapan. Ini menciptakan lingkaran virus dengan menginfeksi bakteri dan archaea yang melepaskan DOM danPOM kembali ke sedimen dan kolom air ketika mereka mati. Tampaknya banyak dari energi inicepat didaur ulang dalam lingkaran virus dan tidak banyak tersedia untuk organisme yang lebih besar seperti protistadan zooplankton yang lebih besar.Keanekaragaman hewan bentik laut dalamDasar laut dalam pernah dianggap sebagai gurun biologis, tetapi lebih berkualitas tinggisampel diperoleh pada 1960-an dan lebih banyak pengamatan dilakukan dari submersible dan melaluikamera kendaraan yang dioperasikan jarak jauh, menjadi jelas bahwa keragaman hewan yang mendiami spektakuler
dasar laut dalam. Ini termasuk banyak spesies invertebrata yang diberi suspensi seperti ituseperti bunga karang, bunga lili laut, pena laut, anemon laut, kipas laut, dan cacing kipas angin; hewan pemberi makan seperti ituseperti cacing, teripang, bintang rapuh, bulu babi, dan kerang; dan predator seperti landak laut, lautbintang, anemon laut, amphipoda, dan gurita (lihat Gambar 30).
30. Keanekaragaman bentik laut dalam: (a) Teripang di kedalaman 2.660 meter. Perhatikan mulut (M) dikelilingi oleh cincinmemberi makan tentakel yang mengambil partikel makanan dari sedimen; (B) Hewan mirip anemon menempel pada tangkai spons dikedalaman sekitar 4.000 meter; tentakel bisa mencapai dua meter; (c) Gurita dijuluki 'Kasper' pada ketinggian 4.000 meterkedalaman.Ventilasi hidrotermal dan komunitas rembesan dinginGagasan bahwa semua makanan di laut dalam berasal dari permukaan tidak sepenuhnya benar. ada beberapatempat yang sangat luar biasa di dasar laut dalam tempat makanan dibuat di tempat. Ini adalah bentukproduksi utama yang tidak digerakkan oleh energi di bawah sinar matahari tetapi oleh energi yang ada dalam kimiasenyawa. Ventilasi hidrotermal kapal selam merupakan salah satu contoh kehidupan laut dalam yang didorong olehenergi kimia.Ventilasi hidrotermal ditemukan dari kapal selam deep-diving Alvin pada tahun 1977 di lautanpunggungan di dekat Kepulauan Galapagos sekitar 2.700 meter. Sejak itu banyak ventilasi hidrotermal lainnyatelah ditemukan di seluruh Samudra Global, sebagian besar di punggung laut, dan telah diperkirakan ituribuan ventilasi aktif pada satu waktu di dasar laut.Ventilasi hidrotermal dibuat ketika air laut merembes jauh ke dasar laut di mana ia bereaksidengan batu panas untuk membentuk cairan super panas sarat dengan bahan kimia. Cairan ini dikeluarkan pada tekanan tinggikembali ke lautan melalui celah-celah sebagai geyser air panas. Secara umum, beberapa geyser berkerumunbersama-sama untuk membentuk bidang ventilasi yang berkisar dari meja biliar ke ukuran lapangan tenis.Biasanya, ventilasi hidrotermal mengeluarkan cairan berwarna hitam melalui struktur yang mirip cerobongtingginya puluhan meter (lihat Gambar 31). Cairan ventilasi dari 'perokok hitam' ini sangat asamdan dihitamkan oleh partikel-partikel mineral kecil yang mengandung sulfur yang tersuspensi yang mengendap dari ventilasiCairan saat bercampur dengan air laut dingin di sekitarnya. Cairan ventilasi dari perokok hitam bisa melebihi400 ° C saat pertama kali keluar dari dasar laut. Sistem ventilasi hidrotermal lainnya, yang disebut 'perokok putih',membentuk cerobong putih yang terbentuk dari kalsium karbonat yang bisa setinggi 60 meter dan mengeluarkan sangatcairan berwarna lebih alkali pada suhu rendah yang mengandung sejumlah besar gas hidrogen danmetana.
31. Massa cacing tabung (kiri gambar) berjemur di air laut hangat dekat seorang perokok hitam memuntahkan 400 ° C cairan di kedalamandari 2.250 meter.Banyak jenis bakteri dan archaea tumbuh subur di dekat lubang hidrotermal. Mereka menggunakan senyawa kimiahadir dalam cairan ventilasi, termasuk hidrogen sulfida, hidrogen, dan metana, sebagai sumber energimenghasilkan senyawa organik seperti glukosa. Detail dari beberapa berbedaproses kemosintetik yang digunakan oleh bakteri dan archaea terkait dengan ventilasi hidrotermal belumsepenuhnya bekerja. Namun, satu proses yang banyak digunakan melibatkan pemecahan hidrogensulfida (H2S) untuk menciptakan energi untuk menghasilkan senyawa organik dari karbon dioksida yang mereka serapdari air laut. Prosesnya dapat diringkas dengan persamaan berikut:Bentuk kemosintesis ini membutuhkan oksigen untuk menggerakkan proses dan oleh karena itu dikenal sebagai aerobkemosintesis. Ini akhirnya terkait dengan sinar matahari karena fotosintesis adalah sumber oksigenplanet. Di sisi lain, mikroorganisme kemosintetik yang menggunakan hidrogen atau metanaperokok putih sebagai sumber energi tidak memerlukan oksigen, suatu proses yang disebut anaerobkemosintesis. Selanjutnya, hidrogen dan metana yang mereka gunakan untuk energi dapat dihasilkan olehproses geokimia murni yang terjadi di bawah dasar laut. Jadi, ini bentuk kemosintetikproduksi primer mendukung bentuk kehidupan yang agak asing dan menarik yang mungkin tidak adatautan ke matahari dan fotosintesis yang digerakkan oleh cahaya.Bakteri kemosintetik dan archaea yang terkait dengan ventilasi mendukung binatang yang menakjubkankomunitas yang meliputi kerang raksasa, kerang raksasa, dan berbagai spesies kepiting, limpet, lautanemon, cacing, udang, amphipoda, teritip yang diuntit, gurita, dan ikan. Sebagian besar spesiesditemukan di ventilasi yang sebelumnya tidak diketahui sebelum ventilasi ditemukan dan hanya ditemukan di lubang angin
sistem.Beberapa bakteri dan archaea hidup bebas, menggantung di lubang angin atau membentuk tikar di atasdasar berbatu yang berdekatan dengan lubang angin. Beberapa binatang yang berhubungan dengan ventilasi, seperti kerang dan kerang, menyaringmikroorganisme ini dari air laut sementara yang lain, seperti limpet, merumput di atas tikar mikroba.Namun, sebagian besar hewan curhat tidak memberi makan langsung mikroorganisme yang hidup bebas ini. Sebaliknya merekatelah mengembangkan hubungan simbiotik kompleks dengan bakteri kemosintetik dari mana merekamendapatkan nutrisi mereka. Contoh yang baik adalah cacing tabung raksasa, Riftia pachyptila , yang jumlahnya melimpahbanyak tempat curhat di Samudra Pasifik (lihat Gambar 31). Cacing aneh ini hidup dalam warna putihtabung pelindung hingga dua atau lebih meter panjangnya dan tidak memiliki jejak sistem pencernaan sebagai orang dewasa.Mereka memiliki bulu merah terang yang dapat diperpanjang keluar dari tabung mereka untuk menyerap hidrogen sulfidadan oksigen dari lingkungan mereka. Bahan kimia ini kemudian diangkut dalam sistem darahcacing untuk struktur khusus seperti perut yang disebut trofosom yang diisibakteri kemosintetik yang menghasilkan makanan untuk diri mereka sendiri dan inang tabung cacing mereka. Curhat lainnyaspesies telah berevolusi jenis hubungan simbiosis lainnya dengan bakteri kemosintetik. Untukcontohnya, kepiting Yeti, yang kepiting sepanjang 15 sentimeter tidak ditemukan sampai 2005 di ventilasi selatanPulau Paskah, memakan bakteri kemosintetik yang mereka tanam di tubuh mereka. Kerang raksasa dankerang di ventilasi menumbuhkan bakteri kemosintetik dalam jaringan insang mereka. Bahan organikdiproduksi oleh bakteri menyediakan sebagian besar makanan untuk kerang dan kerang, dan meskipun merekamampu menyaring makanan, mereka akan mati tanpa nutrisi yang diproduksi oleh pasangan simbiotik mereka.Ventilasi hidrotermal adalah fitur yang tidak stabil dan fana dari laut dalam. Pengamatan berulangsistem ventilasi yang diketahui menunjukkan bahwa laju aliran dan komposisi kimiawi dari cairan ventilasi dapat bervariasiselama beberapa bulan, dan ventilasi mati yang dikelilingi oleh sisa-sisa komunitas ventilasi telahdiamati. Umur ventilasi biasanya mungkin dalam urutan satu dekade hingga satu abad. Sejakbanyak hewan curhat dapat hidup hanya di dekat ventilasi, dan jarak antara sistem ventilasi bisa ratusan atauribuan kilometer, itu adalah teka-teki bagaimana melampiaskan hewan melarikan diri dari lubang sekarat dan menjajah lainnyaventilasi jauh atau yang baru dibuat. Diketahui bahwa beberapa hewan curhat tumbuh sangat cepat dan dapat mencapai aukuran tubuh besar dan kematangan seksual sebelum lubang mati. Misalnya, cacing tabung raksasa bisa tumbuhsebanyak dua meter dalam setahun. Karena ukurannya yang besar, banyak hewan curhat dapat menghasilkan besarjumlah larva planktonik yang bergerak lambat dalam arus laut dapat menyebar lebih lamajarak, memungkinkan mereka menjajah situs ventilasi lainnya. Pada beberapa spesies, larva dapat naik kepermukaan di mana mereka tersebar lebih cepat oleh arus permukaan sebelum tenggelam kembali ke lautlantai di mana mereka mungkin menemukan tempat ventilasi yang cocok untuk menjajah.Ventilasi hidrotermal bukan satu-satunya sumber cairan yang sarat dengan zat kimia yang mendukung keunikankomunitas berbasis chemosynthetic di laut dalam. Hidrogen sulfida dan metana juga mengalir keluardasar lautan di banyak lokasi pada suhu yang mirip dengan air laut di sekitarnya. Sejak 1983banyak 'rembesan dingin' telah ditemukan tersebar di sepanjang tepi benua semualautan dunia pada kedalaman dari intertidal hingga lebih dari 7.600 meter. Komunitas yang terkait denganrembesan dingin sangat mirip dengan komunitas lubang hidrotermal, dengan banyak hewan yang memiliki penutupanhubungan dengan bakteri kemosintetik. Kerang, remis, spons, dan kepiting bisa sangat berlimpah,bersama dengan rumpun tabung cacing yang padat. Rembesan dingin tampaknya menjadi sumber cairan yang lebih permanendibandingkan dengan sifat singkat dari ventilasi air panas. Jadi, berbeda dengan lubang hidrotermal
komunitas, komunitas rembesan dingin dapat memiliki spesies berumur panjang yang tumbuh lambat. Sebagai contoh,beberapa cacing tabung yang berhubungan dengan rembesan dingin diperkirakan berusia 250 tahun atau lebih.Jatuh paus dan kekayaan makanan laut lainnyaMeskipun laut dalam adalah salah satu lingkungan paling terbatas makanan di planet ini, paket besarmakanan tiba di bagian bawah dan menciptakan oasis nutrisi lokal untuk sejumlah hewan laut dalam.Mayat hewan laut besar yang tenggelam dengan cepat dalam kondisi utuh adalah sumber makanan tersebutbonanza.'Paus jatuh', bangkai paus mati di dasar laut dalam (lihat Gambar 32 ), telah ditemukandiamati dari submersible dan menggunakan perangkat sonar pemindaian samping. Pernah diasumsikan bahwa paus itu jatuhadalah peristiwa langka di laut dalam tetapi ada bukti yang berkembang bahwa pesta seperti itu lebih banyak terjadisering daripada yang diperkirakan. Diperkirakan bahwa pada suatu saat ada ratusan ribubangkai paus di dasar Samudra Global dalam berbagai tahap pembusukan, masing-masingmenyediakan nilai gizi sekitar 2.000 tahun salju laut yang terakumulasi di lokasibangkai. Jarak rata-rata antara paus jatuh di dasar laut telah dihitung12 kilometer dan mungkin jauh lebih sedikit dari ini di bawah rute migrasi dan berkembang biak dan memberi makanalasan spesies paus lebih berlimpah. Sangat mungkin bahwa paus yang jatuh jauh lebih banyakumum di dasar lautan sebelum pengurangan besar dalam jumlah paus yang dihasilkan dari manusiapanen pada periode 1800 hingga 1960-an.32. Sisa-sisa ikan paus jatuh di Monterey Canyon di lepas pantai California. Foto ini diperoleh oleh MBARIpeneliti Robert Vrijenhoek dan Shana Goffredi selama penyelaman Februari 2002 menggunakan MBARI yang dioperasikan dari jarak jauhkendaraan, Tiburon . 'Bulu halus' (merah) pada tulang paus mewakili ribuan cacing laut dalam memberi makan lemak danminyak di tulang.Ketika mayat 30-160 ton besar ini pertama kali tiba di dasar laut mereka ditemukan oleh baudalam beberapa hari oleh sejumlah besar pemulung ponsel seperti hagfish, rattails, hiu, kepiting, danamphipod yang tanpa henti menghilangkan banyak bahan berdaging selama berbulan-bulan hingga setahun,tergantung pada ukuran paus. Tulang paus, dan juga sedimen di sekitar pausbangkai, yang telah diperkaya dengan bahan yang berasal dari daging yang membusuk, kemudian dijajaholeh sejumlah besar cacing, krustasea, dan invertebrata lain yang selama beberapa tahun ke depanKonsumsilah lemak dan minyak yang ada di tulang dan sedimen. Ini termasuk cacing khusus,disebut boneworms, yang memperluas struktur seperti akar ke tulang paus. 'Akar' ini mengandungbakteri yang membantu mencerna lemak dan memindahkan nutrisi ke cacing. Di tahap akhir, yang berlangsung
selama beberapa dekade, bakteri kemosintetik, dan hewan yang menampung bakteri tersebut, seperti kerang dan kerang,menggunakan hidrogen sulfida mengalir dari bahan organik yang membusuk di tulang dan sedimen sebagaisumber energi. Menariknya, banyak spesies hewan yang menjajah tahap akhir jatuhan pausdekomposisi juga ditemukan terkait dengan ventilasi hidrotermal dan rembesan dingin. Dengan demikian dimungkinkanbahwa banyak paus yang jatuh berserakan di dasar samudera bertindak sebagai 'batu loncatan' jarak yang lebih pendekmemungkinkan spesies ini untuk menyebar dengan lebih mudah melalui tahap larva planktonik mereka dijarak yang lebih jauh memisahkan lubang hidrotermal dan komunitas rembesan dingin.Gunung laut — ekosistem laut dalam yang unikGunung laut adalah situs aktivitas biologis yang signifikan di laut dalam. Mereka bangkit tiba - tiba daridasar laut dan puncaknya bisa ribuan meter di bawah permukaan laut. Berbeda denganDi sekeliling dataran abyssal yang rata dan lembut, seamount memberikan platform berbatu yang rumitmendukung banyak organisme yang berbeda dari benthos laut dalam di sekitarnya.Puncak dan sisi gunung gunung sering didominasi oleh komunitas padat seperti semak belukarterdiri dari karang batu air dingin, karang lunak, kipas laut, karang hitam, dan bunga karang (lihat Gambar 33 ).Tidak seperti air dangkal, karang pembentuk terumbu di daerah tropis, yang mendapatkan banyak makanan dari merekafotosintesis zooxanthellae, karang berbatu di lautan kekurangan zooxanthellae dan hanya mengandalkan penyaringanzooplankton dan partikel organik tersuspensi dari air laut. Karang berbatu ini tumbuh sangat lambatdan bisa berusia beberapa ratus tahun. Jenis karang lain yang terkait dengan gunung bawah juga munculumur panjang yang ekstrim, dengan masa hidup ribuan tahun. Misalnya, jenis karang hitam,Leiopathes , sampel dari gunung laut di Samudra Pasifik, ditunjukkan menggunakan penanggalan radiokarbonberusia sekitar 4.200 tahun, menjadikannya salah satu hewan kolonial yang paling lama hidup di dunia. Karang ini-belukar yang didominasi menciptakan habitat bagi sejumlah hewan lain seperti bintang bulu, lili laut, rapuhbintang, bintang laut, teripang, teritip, penyemprot laut, cacing, udang, dan kumpulan ikan yang padat.33. Bintang bulu dan karang lunak yang hidup di kedalaman sekitar 1.200 meter di Davidson Seamount di lepas pantai California.
Foto ini diperoleh dengan menggunakan kendaraan MBARI yang dioperasikan dari jarak jauh, Tiburon , selama ekspedisi yang didanai oleh NasionalKantor Eksplorasi Administrasi Kelautan dan Atmosfer dan Yayasan David and Lucile Packard (melaluiMBARI).Produktivitas yang tinggi dari komunitas gunung bawah didorong oleh beberapa faktor yang bervariasi dengan kedalamandari seamount dan pola sirkulasi laut di sekitarnya. Gunung laut dengan puncak relatifdekat dengan permukaan dapat menghalangi Deep Scattering Layer bermigrasi ke bawah, menjebak danmengkonsentrasikan sejumlah besar zooplankton setiap malam. Ini menyediakan sumber makanan berlimpahpengumpan suspensi dan ikan pemakan plankton. Seamounts juga dapat berinteraksi dengan dan memodifikasiarus horisontal mengalir melewatinya. Ini dapat menghasilkan pembuatan 'kolom Taylor', atau vortisitasdari air laut berputar yang dipertahankan di atas puncak gunung laut. Ini selanjutnya dapat berfungsi untukpertahankan dan konsentrasikan zooplankton di sekitar puncak dan sisi-sisi gunung.Seamounts mendukung keanekaragaman spesies ikan yang sangat besar, dengan sekitar 800 spesies tercatat hidup di sekitarnyagunung bawah laut. Pada 1960-an, kapal penangkap ikan laut dalam mencari stok ikan baru mulai pukatgunung lamun dan menemukan sejumlah besar spesies yang penting secara komersial. Ini memicupenciptaan perikanan laut dalam baru yang berfokus pada gunung bawah laut. Pukat bawah ditarik dari belakangturunkan sisi-sisi gunung laut untuk menangkap ikan. Spesies ikan komersial yang menjadi targettermasuk oranye kasar, oreo, alfonsino, grenadier, dan toothfish. Ikan ini umumnya tidakpenduduk tetap di gunung laut tetapi berkumpul di gunung bawah laut pada waktu-waktu tertentu dalam setahun untuk bertelur, hinggamakan cumi-cumi dan ikan kecil, atau hanya beristirahat. Mereka sangat lambat tumbuh dan berumur panjang danmatang pada usia lanjut, dan dengan demikian memiliki potensi reproduksi yang rendah. Contoh yang baik dari ini adalah jerukkasar, yang diketahui hidup selama lebih dari 120 tahun dan mencapai kematangan sekitar 30 tahunusia, dengan betina menghasilkan jumlah telur yang relatif kecil. Seperti sejarah hidup yang khasbanyak spesies ikan laut dalam.Perikanan seamount sering digambarkan sebagai operasi penambangan daripada perikanan berkelanjutan.Perikanan biasanya runtuh dalam beberapa tahun setelah mulai memancing dan pukat kemudian beralih kegunung bawah laut lain yang belum dieksploitasi untuk memelihara perikanan. Pemulihan perikanan lokal akanmau tidak mau menjadi sangat lambat karena potensi reproduksi yang rendah dari spesies ikan laut dalam ini.Penghancuran stok ikan bukan satu-satunya masalah yang terkait dengan penangkapan ikan gunung laut. Pukat ituof seamounts menyebabkan kerusakan luas pada komunitas karang yang rapuh, dengan trawl yang mengembangtidak hanya ikan, tetapi sejumlah besar karang berbatu, karang hitam, dan hewan bentik lainnya yang terkaitdengan karang. Intensitas pukat di gunung dapat sangat tinggi, dengan ratusan hinggaribuan pukat sering dilakukan di gunung yang sama. Puluhan ton terumbu karang dapat diangkatpukat tunggal, dan dalam satu perikanan gunung laut baru diperkirakan hampir sepertiga dari totaltangkapan terdiri dari bycatch karang. Perbandingan dari seamount 'memancing' dan 'unfished' sudah jelasmenunjukkan tingkat kerusakan habitat dan hilangnya keanekaragaman spesies yang disebabkan oleh penangkapan ikan pukat, denganhabitat karang yang padat berkurang menjadi puing-puing di banyak daerah yang diselidiki.Sayangnya, sebagian besar gunung bawah laut ada di daerah di luar yurisdiksi nasional, yang membuatnya sangatsulit untuk mengatur kegiatan penangkapan ikan pada mereka, meskipun beberapa upaya sedang dilakukan untuk membangunperjanjian internasional untuk mengelola dan melindungi ekosistem gunung bawah laut dengan lebih baik. Tidak mengherankan, seamount-
perikanan berbasis kontroversial. Perikanan kasar oranye Selandia Baru memberikan contoh yang baiktentang sejarah perikanan gunung bawah laut dan pandangan saat ini tentang keberlanjutannya. Perikanan inidimulai pada akhir 1970-an dan berkembang sangat pesat, dan pada 1980-an hasil tangkapan tahunan telah memuncaksekitar 54.000 ton. Pada saat itu sudah jelas bahwa stok kasar jeruk jauh lebih tidak produktif daripadaberpikir dan bahwa mereka ditangkap secara berlebihan. Total tangkapan yang diizinkan dikurangi menjadi25.000 ton pada pertengahan 1990-an dan sekitar 17.000 ton pada tahun 2000, dan beberapa stokbenar-benar tertutup untuk memancing. Banyak pengecer makanan besar melarang penjualan jeruk dari merekarak dan perikanan pada dasarnya ambruk. Pemerintah Selandia Baru bersama denganindustri perikanan kemudian mengembangkan metode yang lebih baik untuk memperkirakan produktivitas kasar jerukdan beberapa stok sejak itu mulai dibangun kembali. Tangkapan tahunan sekarang sekitar 7.000 ton danpenekanan telah beralih ke 'menerima lebih sedikit dan menghasilkan lebih banyak'. Pada 2016 tiga saham kasar oranye dicapaisertifikasi oleh Marine Stewardship Council (MSC) yang berbasis di London sebagai berkelanjutan berdasarkanukuran stok, dampak perikanan terhadap ekosistem laut yang lebih luas, dan kualitas perikananpengelolaan. Sekitar dua pertiga dari total perikanan sekarang di bawah sertifikasi. Satu syarat adalah itukapal penangkap ikan harus kembali ke situs trawl tow yang sama setiap tahun untuk meminimalkan karang lautkerusakan, dan industri harus mengembangkan rencana untuk meningkatkan pemahaman tentang dampak penangkapan ikankarang. Namun demikian, tidak semua kelompok konservasi setuju dengan sertifikasi MSC, termasuk WWFdan Greenpeace, dengan alasan bahwa masih terlalu dini untuk menyebut perikanan ini berkelanjutan, dan Selandia BaruForest & Bird masih mencantumkan oranye kasar sebagai pilihan 'jangan makan' di Panduan Ikan Terbaik 2017 mereka.
Kehidupan intertidal
Wilayah intertidal di Samudra Global adalah garis tipis garis pantai yang terletak di antara tinggi dan rendahtanda pasang surut — sepenuhnya tenggelam oleh air laut pada saat pasang tertinggi dan sepenuhnyaditemukan pada pasang rendah terendah. Wilayah intertidal diduduki hampir secara eksklusif oleh lautorganisme yang telah beradaptasi untuk hidup dalam lingkungan fisik yang sangat stres yang dipengaruhi oleh paparanudara, suhu ekstrem, angin, dan deburan ombak. Meskipun wilayah ini hanya mewakili abagian kecil dari Samudra Global, itu adalah rumah bagi masyarakat laut yang beragam dan menarikdapat belajar dan menikmati secara rutin karena aksesibilitasnya. Itu juga tempat di mana orang-orangmemanen makanan laut secara rutin, dan rentan terhadap berbagai dampak manusia, termasuk panen berlebihan,tumpahan minyak, pembangunan pesisir, dan jejak ribuan pengunjung.TidesNaik turunnya gelombang secara teratur adalah fitur dominan dari wilayah intertidal. Mengemudikekuatan di balik pasang surut ini adalah tarikan gravitasi bulan dan matahari pada massa fluidaSamudra Global. Karena bulan jauh lebih dekat ke Bumi daripada matahari, ia memiliki efek yang lebih besar di dalamnyamenciptakan pasang surut dari matahari.Bulan menyebabkan lautan di sisi Bumi yang paling dekat dengan bulan menonjol sedikit. Laintonjolan di lautan terjadi di sisi berlawanan dari Bumi karena, secara sederhana, Bumi jugaditarik ke arah bulan dan menjauh dari air di sisi yang jauh ini. Bumi terus berputardi bawah dua tonjolan ini dan dengan demikian, secara teori, satu titik di planet ini akan lewat di bawah dua tonjolansetiap hari, yang menjelaskan mengapa pasang surut di pantai sering terjadi dua kali sehari, kira-kira dua belas jamselain.Tarikan matahari memodulasi pengaruh bulan. Saat Bumi, bulan, dan matahari semuanyakira-kira diposisikan dalam garis lurus (setiap bulan di bulan purnama dan baru), tarikan matahari adalahditambahkan ke bulan dan oleh karena itu ombak tertinggi di sekitar masa ini — ini adalah ombak 'pegas'.Ketika Bumi, bulan, dan matahari berada pada sudut yang kira-kira tepat satu sama lain (pada kuartal pertama dan terakhirbulan), tarikan matahari mengurangi dari bulan dan pasang surut terendah di sekitar iniwaktu — pasang 'tidak ada'.Dengan cara ini bulan dan matahari membentuk ritme dasar dan ketinggian pasang surut di planet kita. Inidimodifikasi secara luas oleh massa daratan, yang jelas mengganggu tonjolan lautan,dan dengan bentuk cekungan samudera dan kekhasan garis pantai setempat. Hasilnya adalah bahwabulan dan matahari mengatur semacam pasang surut skala cekungan lautan yang dimodifikasi secara regional dan
secara lokal untuk membuat pola dan ketinggian pasang surut yang berbeda di salah satu lokasi garis pantai. Jadi, meski kebanyakanlokasi pantai memiliki dua pasang rendah dan dua pasang tinggi per hari dengan ketinggian yang sama (disebutsemidiurnal tides), beberapa memiliki dua pasang tinggi dan dua pasang rendah dengan ketinggian yang berbeda setiap hari (dicampurpasang surut semidiurnal), dan beberapa tempat hanya memiliki satu pasang tinggi dan satu pasang surut per hari (pasang diurnal).Adaptasi organisme intertidalPasang surut memiliki dampak mendalam pada organisme laut intertidal, yang secara teratur terendam olehpasang masuk dan kemudian terpapar untuk berbagai periode waktu untuk udara, panas, dingin, hujan, dan gelombangpasang surut. Organisme intertidal telah mengembangkan berbagai cara untuk mengatasi tekanan semacam itu. Untukmisalnya, siput laut kecil, atau periwinkles, yang hidup di zona intertidal berbatu di daerah tropis,memiliki berbagai cara untuk menghindari kepanasan saat air pasang. Mereka memiliki cangkang berwarna terangmengurangi penyerapan panas, gundukan kecil pada cangkangnya yang bertindak seperti sirip pendingin pada radiator, dan merekabertahanlah pada batu sebanyak mungkin dengan benang lendir untuk menghindari kontak langsung dengan panasdasar. Kerang dan teritip yang hidup di intertidal berbatu menghindari kehilangan air dan pengeringanair surut dengan menutup kerang-kerang mereka dengan erat dan menjebak air yang cukup di dalam untuk bertahan hingga ketinggian berikutnyapasang. Kepiting mencari perlindungan di celah-celah atau di bawah tikar rumput laut yang lembab, atau hanya mundur ke pantaidengan surut surut. Beberapa rumput laut yang hidup di intertidal dapat mentolerir dehidrasi ekstrem,kehilangan hingga 90 persen air di jaringan mereka saat air surut. Lainnya mengeluarkan lendir agar-agarpenutup yang membantu mengunci air. Hewan dan tanaman intertidal yang hidup di iklim dingin harus mengatasinyasuhu ekstrem, kadang-kadang puluhan derajat di bawah titik beku, selama beberapa jam atau harisaat terkena udara. Beberapa organisme ini menghasilkan senyawa antibeku yang membantu mencegahnyajaringan mereka dari pembekuan atau sebaliknya sangat toleran untuk menjadi beku.Organisme intertidal pada garis pantai yang terpapar juga harus berurusan dengan gaya himpitan dan seretombak. Teritip dan tiram dewasa menangani kekuatan-kekuatan ini dengan menyemen diri mereka secara permanenbebatuan, sementara limpet, siput, dan chiton tergantung erat dengan struktur perlekatan seperti kaki yang berotot;kerang dewasa mengamankan diri mereka ke batu dengan mengeluarkan serat yang kuat seperti benang yang disebut 'byssalutas '. Ganggang intertidal menggunakan holdfast untuk menempel pada permukaan yang keras dan memiliki daun yang fleksibeltekuk dan putar dengan ombak tanpa kerusakan.Zonasi intertidalFitur klasik dari daerah intertidal, khususnya di pantai berbatu, adalah zonasi vertikal — zonapemisahan kehidupan intertidal menjadi pita horizontal yang menonjol, sering kali dibedakan oleh warna yang berbeda(Lihat Gambar 34 ).
34. Pola khas zonasi intertidal saat air surut di pantai berbatu di Negara Bagian Washington, AS.Pola zonasi vertikal yang diamati pada pantai berbatu sangat mirip dari satu daerah ke daerah laindi sekitar planet ini, yang telah mengarah ke sistem 'universal' yang dapat diterima secara umum untuk menggambarkannyazona. Dalam sistem ini wilayah intertidal dibagi menjadi empat zona yang, dari tertinggi ke terendahpantai, dapat disebut sebagai zona percikan, zona intertidal tinggi, zona mid-intertidal, danzona intertidal rendah (lihat Gambar 34 dan35 ).
35. Pembagian batuan intertidal menjadi empat zona 'universal'.Zona percikan berada di atas garis pasang pegas tertinggi dan satu-satunya hubungan langsung dengan lautlingkungan adalah semprotan dari ombak. Ini adalah bagian pantai yang jarang penduduknya karena sedikitorganisme dapat bertahan dari kondisinya yang sangat keras. Zona intertidal tinggi sepenuhnyaterendam hanya selama pasang musim semi, dengan bagian-bagian yang terpapar udara selama berhari-hari hingga berminggu-minggu, jadi itu juga cukuplingkungan yang keras. Zona mid-intertidal adalah area pantai antara tinggi rata-ratapasang dan tingkat pasang surut rata-rata, dan dengan demikian sebagian besar terendam selama periode yang lamasebagian besar siklus pasang. Zona ini padat tertutup oleh berbagai tumbuhan dan hewan laut. Rendahzona intertidal adalah area antara tingkat pasang surut rata-rata dan pasang surut terendah. Jadi, itu tetapsepenuhnya tenggelam selama sebagian besar siklus pasang dan merupakan bagian yang paling tidak tertekan secara fisik dari intertidalwilayah.Pada pantai intertidal berbatu di daerah beriklim sedang, zona percikan dijajah dengan bercak-bercak cerahlumut berwarna oranye dan keabu-abuan; cyanobacteria biru-hijau yang membentuk lapisan hitam tipis di atasnyabatu; dan ganggang hijau seperti rambut. Periwinkles dan limpet biasa ditemukan di zona percikan, terus merumputbakteri dan ganggang, bersama dengan isopoda yang mencari bahan organik mati. Untuk hewan-hewan ini,zona percikan adalah tempat berlindung dari kepiting dan siput pemangsa yang tidak bisa menjelajah jauh ke masa sulit inilingkungan Hidup.Zona intertidal yang tinggi didominasi oleh teritip yang seringkali sangat padat sehingga menjadi satumereka membuat pita putih berbeda di pantai. Teritip memiliki tahap kecil, seperti udang, disebutsebuah cyprid, yang melayang dan berenang dengan bebas di lautan. Ketika larva bertemu tempat yang cocokuntuk menetap di daerah intertidal, itu mengeluarkan lem dari kelenjar di kepalanya dan semen itu sendiri ke apermukaan padat. Kemudian mengeluarkan tempat penampungan seperti kotak berkapur di sekitar dirinya yang dibatasi oleh dua pasanganpiring yang bisa dibuka dan ditutup seperti pintu jebakan. Ketika piring dibuka pada saat air pasang, makateritip memanjang seperangkat kaki berbulu yang menyaring plankton keluar dari air laut. Pasang surut piring
ditutup rapat untuk melindungi binatang di dalam dari pemangsa dan dari kekeringan.Zona pertengahan intertidal dipenuhi oleh kerang yang sering membuat pita hitam berbedapantai. Seperti teritip, kerang juga menghasilkan larva kecil yang hidup bebas, yang disebut veliger, yang menyebaruntuk suatu periode di lautan dan kemudian mencari tempat yang cocok untuk menetap di wilayah intertidal. Ketika sebuahlarva kerang mendeteksi tempat yang baik, ia mengamankan dirinya sendiri ke batu dengan mengeluarkan benang byssal dari kelenjardi kakinya dan kemudian tumbuh dan berubah menjadi orang dewasa berkulit dua yang akrab. Orang dewasa menyaring planktondari air laut ketika tenggelam dan jika tidak, tutup cangkangnya dengan erat untuk menghindari dehidrasi danpredator berkeliaran seperti bintang laut. Zona mid-intertidal juga ditempati oleh tiram, limpet, danperiwinkles serta berbagai spesies rumput laut coklat berdaging yang menyediakan tempat berlindung yang lembabbintang laut, bulu babi, dan hewan laut lainnya saat air surut.Zona intertidal rendah dipenuhi oleh berbagai jenis rumput laut dan hewan yang dapat ditoleransisesekali terpapar udara. Di sini, rumput laut merah, hijau, dan coklat berkembang biak, bersama dengan banyak jenishewan laut termasuk anemon laut, bintang laut, bulu babi, bintang rapuh, teripang, kepiting,siput, siput laut, dan cacing.Di pantai berbatu berair pasang surut di daerah tropis, berbagai spesies bakteri dan ganggang menciptakan warna abu-abu dan hitam.film berwarna di bebatuan di zona percikan. Di sini, berbagai periwinkles merumput di film-film ini.Ganggang yang membosankan batu sering kali memberi zona kuning gelombang tropis yang tinggi. Teritip,Limpet, dan siput dapat hadir dalam intertidal tinggi, tetapi umumnya dalam jumlah kecil dibandingkan denganpantai berbatu sedang. Zona merah muda sering hadir di zona pertengahan intertidal yang dibuat oleh encrustingalga coralline. Berbagai siput menempati zona ini bersama dengan kerang, anemon laut, limpet, danteritip. Rumput laut coklat sering menutupi batu di zona intertidal rendah, yang merupakan rumah bagi varietasorganisme laut seperti bulu babi, anemon laut, limpet, teripang, dan spons.Penyebab zonasi intertidalSelama beberapa dekade, ahli biologi kelautan telah bekerja untuk memahami faktor-faktor yang menciptakan perbedaanpola zonasi vertikal pada pantai berbatu intertidal. Sekarang diketahui bahwa zonasi intertidal adalahdisebabkan oleh interaksi faktor biologis dan fisik yang kompleks. Secara umum, rumput laut atau hewantoleransi terhadap faktor fisik, seperti paparan udara, panas, dingin, pengeringan, dan kekuatan gelombang,menentukan di mana di wilayah intertidal itu berpotensi hidup. Tetapi faktor biologis, sepertikompetisi, penggembalaan, pemangsaan, dan pola penyelesaian larva, berinteraksi dan memodifikasi pengaruhfaktor fisik, dan pada akhirnya menentukan di mana suatu organisme benar-benar terjadi di pantai.Interaksi biologis antara teritip, kerang, bintang laut, dan rumput laut pada iklim sedangpantai berbatu memberikan contoh yang baik tentang cara kerjanya. Ruang hidup adalah premium di intertidalwilayah dan karenanya persaingan untuk ruang merupakan faktor penting yang mempengaruhi distribusi aktualbeberapa spesies di pantai. Teritip dapat menetap dan tinggal di mana saja di intertidal menengah dan tinggizona pantai berbatu sedang karena toleransinya terhadap tekanan fisik. Namun demikianumumnya dikecualikan dari banyak zona mid-intertidal yang lebih jinak di mana mereka akan dikenakanlebih sedikit stres, punya lebih banyak waktu untuk makan, dan tumbuh lebih cepat. Ini karena kerang mengalahkan teritipuntuk ruang di pertengahan intertidal. Mereka melakukan ini dengan tumbuh terlalu tinggi dan mencekik teritip. Jadi,
teritip akhirnya bertahan terutama di perlindungan zona intertidal tinggi di mana kerang tidak bisamentolerir lingkungan yang keras.Namun teritip tidak sepenuhnya dikecualikan dari pertengahan-intertidal dan bertahan di tambalan di sana-sinidi zona ini. Ini adalah hasil dari interaksi biologis lain — predasi. Di pertengahan intertidal,kerang dapat dimakan oleh bintang laut dan dengan demikian dicegah untuk sepenuhnya mendominasi zona ini. Tapibintang laut hanya dapat menjelajah ke tengah-tengah pasang surut untuk makan kerang untuk periode terbatas saat air pasang, dandengan demikian dicegah makan kerang terlalu banyak. Di zona intertidal rendah, bintang laut dapat memangsakerang sebagian besar sesuka hati dan hampir sepenuhnya menghilangkan kerang di zona ini.Oleh karena itu, dalam situasi ini, batas atas distribusi teritip ditentukan oleh faktor fisik danbatas bawah oleh faktor biologis — persaingan untuk ruang dari kerang; sama halnya dengan batas atasdistribusi kerang ditentukan oleh faktor fisik dan batas bawah oleh faktor biologis, dalam hal inipemangsaan oleh bintang laut. Semakin dekat wilayah intertidal berbatu dipelajari, semakin besarkompleksitas interaksi biologis terungkap. Misalnya, rumput laut coklat juga bersaingruang di tengah-tengah pasang surut dan, jika mereka menjadi mapan, mereka dapat mempertahankan pijakan mereka denganmencegah larva kerang dan teritip menetap di sana. Ini tampaknya merupakan hasil dari pedangrumput laut disapu bolak-balik melintasi permukaan berbatu oleh tindakan gelombang dan mencegahkerang dan laras teritip dari mengamankan lampiran. Di sisi lain, merumput di rumput laut olehLimpet dan siput dapat mengurangi penutup rumput laut, memungkinkan kerang dan teritip terbentuk.Sebagai tanggapan terhadap penggembalaan, beberapa rumput laut dapat menghasilkan bahan kimia beracun yang mencegah penggembalaan lebih lanjut.Dampak manusiaWilayah intertidal dapat terkena dampak manusia yang parah karena aksesibilitasnya dan sangathubungan dekat dengan tanah dan pembangunan manusia. Ini memasok manusia dengan sumber liar yang siap pakaimakanan laut seperti kerang, tiram, limpet, periwinkles, landak laut, kepiting, kerang, abalone, danberbagai rumput laut yang sering dipanen secara rekreasi dan sebagian besar tidak diatur. Dalam beberapatempat-tempat yang dekat dengan daerah berpenduduk, organisme seperti itu telah dipanen secara berlebihan dan sekarang langka atautidak ada di intertidal di mana mereka dulunya berlimpah. Pemanenan seperti itu juga bisa secara mendasarmengubah struktur komunitas intertidal. Contoh yang baik diberikan oleh panen asiput intertidal predator besar oleh orang-orang lokal di Chili. Di daerah di mana siput ini dipanen, thezona pertengahan-intertidal didominasi oleh monokultur kerang, tetapi di mana pemanenan tersebutdicegah, mid-intertidal dihuni oleh teritip dan rumput laut, serta kerang, dan memilikikeanekaragaman spesies keseluruhan yang lebih tinggi. Ini karena siput makan kerang dan mencegah kerangdari sepenuhnya bersaing spesies lain untuk ruang.Di beberapa yurisdiksi di seluruh dunia, langkah telah dilakukan untuk mengelola lebih hati-hatidampak pemanenan rekreasi di pasang surut dengan menegakkan kuota rekreasi atau dengan membanguncadangan laut 'dilarang ambil' di mana pemanenan dalam bentuk apa pun tidak diizinkan.Pemanenan komersial yang lebih besar dari organisme intertidal juga terjadi. Misalnya berlimpahrumput laut coklat, yang dikenal sebagai 'rockweed', dipanen secara komersial dari daerah intertidal di IndonesiaKanada bagian timur dan Maine. Rumput laut dikeringkan dan digunakan sebagai pupuk organik, pakan ternak, makanan
suplemen, dan untuk ekstraksi alginat yang memiliki banyak kegunaan, termasuk sebagai aditif eskrim dan produk susu lainnya. Kerang liar juga dipanen secara komersial di lepas pantaiMaine, sementara tiram dipanen secara komersial di daerah intertidal di Afrika Selatan dandi tempat lain di seluruh dunia.Hanya tindakan sederhana berjalan dan membalik bebatuan di intertidal untuk mengamati organismedi bawahnya bisa merusak. Ini bukan masalah di pantai terpencil, tapi pantai berbatu dekat perkotaanpusat-pusat ini menarik banyak pengunjung dan dapat sangat terpengaruh. Untuk menempatkan ini dalam perspektif,beberapa situs intertidal berbatu populer 'penggunaan tinggi' di sepanjang pantai California menarik 25.000 hingga 50.000pengunjung per tahun per 100 meter garis pantai. Situs yang kurang populer masih dikenakan 2.000 hingga 10.000pengunjung per tahun per 100 meter garis pantai. Menginjak-injak yang disebabkan oleh semua pengunjung ini berjalan masukintertidal pada saat air surut mencabut dan menghancurkan rumput laut dan hewan. Banyak pengunjung juga membalikbatu, yang akan menghancurkan organisme yang hidup di atas batu dan mengekspos organisme yang hidupdi bawah batu ke pengeringan, aksi gelombang, dan predasi. Ini menciptakan batu yang hanya memiliki apinggiran organisme di sekitar tepi mereka dan tidak ada di permukaan atas dan bawah. Bahkan tidak bisa menerimacadangan laut, orang dapat berjalan bebas di intertidal dan dampak semacam ini masih akan terjadi.Dengan demikian, jika ada keinginan untuk lebih sepenuhnya melindungi beberapa daerah intertidal penggunaan tinggi, maka perlu untukmendidik masyarakat tentang dampak yang ditimbulkannya dan, dalam beberapa kasus, membatasi jumlahnyapengunjung, menjaga mereka untuk 'jejak' intertidal, atau membatasi akses sepenuhnya di beberapa situs.Dalam peradaban berbahan bakar fosil kita, polusi minyak adalah ancaman bagi komunitas intertidaldi mana pun di planet ini, sebagaimana dibuktikan oleh bola tar yang ada di mana-mana — bola-bola minyak mentah — ditemukan dicucidi pantai. Minyak mentah masuk ke lautan dari empat sumber utama: rembesan alami, ekstraksiproses, transportasi, dan konsumsi. Berdasarkan data yang diterbitkan pada tahun 2003 oleh US NationalDewan Penelitian Akademi Ilmu Pengetahuan Nasional, rincian sumber-sumber ini kira-kira samaberikut:Sekitar 600.000 ton minyak mentah merembes secara alami ke lingkungan laut setiap tahun dari minyak-mengandung formasi geologi di bawah dasar laut. Ini mewakili hampir setengah dari semua minyak mentahminyak memasuki lautan. Minyak mentah dalam jumlah besar ini dilepaskan pada tingkat yang cukup lambat, dan dari situbanyak lokasi berbeda, bahwa lingkungan laut secara keseluruhan tidak rusak.Aktivitas manusia yang terkait dengan eksplorasi dan produksi minyak menghasilkan rilis rata-ratadari perkiraan 38.000 ton minyak mentah ke lautan setiap tahun, yaitu sekitar 6 persen daritotal input antropogenik minyak ke lautan di seluruh dunia. Meski kecil jika dibandingkan dengan alamiRembesan, polusi minyak mentah dari sumber ini dapat menyebabkan kerusakan serius pada ekosistem pesisir karenadilepaskan di dekat pantai dan kadang-kadang dalam jumlah yang sangat besar, terkonsentrasi. Bahkan, itutumpahan minyak Teluk Meksiko di tahun 2010 sejauh ini merupakan pelepasan minyak terbesar yang tidak disengaja ke dalamlingkungan laut dalam sejarah. Dalam insiden ini, anjungan pengeboran laut dalam sekitar 66 kilometerpantai di sekitar 1.500 meter air gagal, yang memungkinkan sejumlah besar minyak mentah menyembur dari areservoir di bawah dasar laut. Selama periode tiga bulan, sekitar 670.000 ton minyak loloske Teluk Meksiko sebelum semburan air bawah laut akhirnya ditutup. Sekitar 790 kilometer darigaris pantai terkontaminasi oleh minyak yang dilapisi, disiram, dan diracuni intertidal dan subtidalkehidupan laut serta margasatwa pesisir. Hal ini juga mengakibatkan penutupan perikanan udang di sebagian besar
Teluk. Selain itu, dispersan kimia dan perangkat mekanik digunakan dalam fase pembersihanmenyebabkan kerusakan lebih lanjut pada kehidupan laut.Pengangkutan minyak dan produk minyak di seluruh dunia dalam tanker menghasilkan pelepasan sekitar150.000 ton minyak di seluruh dunia setiap tahun rata-rata, atau sekitar 22 persen dari totalinput antropogenik. Tumpahan minyak dari tanker bisa sangat besar dan terkonsentrasi, dan karenanyasangat merusak. Ketika kapal tanker Exxon Valdez mendarat di bebatuan lepas pantai Alaska pada tahun 1989,sekitar 37.000 ton minyak tumpah ke Pangeran William Sound. Arus membawa tumpahan minyakmenyusuri pantai Alaska, di mana ia melapisi sekitar 2.100 kilometer garis pantai dan luasmerusak intertidal dan membunuh ratusan ribu burung laut, ribuan mamalia laut,dan jumlah ikan yang tidak pasti; juga, perikanan untuk salmon, herring, kepiting, udang, rockfish, danSablefish ditutup. Dampak dari bencana ini masih berlangsung hingga hari ini dengan sebagian garis pantai masihterkontaminasi dengan minyak tepat di bawah permukaan. Sangat menggembirakan bahwa jumlah yang besar (lebih besar dari700 ton) tumpahan kapal tanker, dan dengan demikian jumlah total minyak yang masuk ke lingkungan laut dari inisumber, telah menurun secara signifikan selama tiga dekade terakhir, dari rata-rata 7,7 tumpahan per tahunantara 1990 dan 1999, menjadi 3,2 antara 2000 dan 2009 dan 1,8 antara 2010 dan 2017.Sekitar 480.000 ton minyak masuk ke lingkungan laut setiap tahun dari seluruh duniakebocoran terkait dengan konsumsi produk turunan minyak di mobil dan truk, dan ke yang lebih rendahtingkat di kapal. Minyak hilang dari pengoperasian mobil dan truk yang dikumpulkan di daerah perkotaan beraspaldi mana ia tersapu ke aliran dan sungai, dan dari sana ke lautan. Anehnya, inimewakili sumber paling signifikan dari polusi minyak yang berasal dari manusia ke lingkungan laut—sekitar 72 persen dari total. Karena merupakan sumber pencemaran yang sangat tersebar, itu adalah yang paling sulitkontrol. Dampak pencemaran minyak yang kronis dan menyebar ini pada organisme laut dan berfungsinyakomunitas laut berbahaya. Diketahui bahwa banyak jenis hidrokarbon organik ditemukan dalam minyakmemiliki efek merusak dan kumulatif pada banyak organisme laut, bahkan pada konsentrasi yang sangat rendah,dengan tingkat larva hewan laut menjadi sangat rentan.
Makanan dari lautan
Manusia telah memanen makanan dari lautan selama ribuan tahun. Ini akan dimulai sebagai kecilskala memancing subsisten di perairan pantai tetapi, dengan lebih banyak pengalaman dan jumlah populasimeningkat, itu berkembang menjadi perusahaan komersial yang luas. Sekarang memancing di laut terjadisecara global pada skala industri dan menyediakan populasi manusia dengan sumber signifikan terakhirmakanan liar. Saat ini, ada lebih dari 4,6 juta kapal penangkap ikan di lautan, sekitar 2,8 juta di antaranyayang bermotor, dan lebih dari 40 juta orang bekerja di sektor primer perikanan laut. Itunilai mendarat dari hasil laut yang ditangkap lebih dari US $ 130 miliar per tahun dan makanan laut dicarisetelah komponen diet banyak miliaran orang di seluruh dunia, memberi mereka sumberprotein berkualitas tinggi. Sayangnya, hasil tangkapan laut global memuncak pada pertengahan 1990-an dan sekarangstagnan atau menurun, dan sepenuhnya sepertiga dari semua stok ikan ditangkap berlebih dan menghadapi kehancuran.Penangkapan ikan yang berlebihan berdampak serius tidak hanya pada spesies target tetapi juga keanekaragaman hayati dan fungsibanyak ekosistem laut.Perluasan sejarah pemanenan hasil lautSering diasumsikan bahwa pada zaman dahulu tangkapan makanan laut dibatasi oleh jumlah populasi yang rendahdan kesederhanaan alat tangkap dan kapal yang tersedia, dan persediaan makanan laut hanya ringandieksploitasi hingga saat ini. Sebaliknya, telah disimpulkan dari ekologi kelautan historisstudi bahwa manusia memiliki dampak signifikan pada sumber daya laut selama ribuan tahun. ItuLaut Mediterania memberikan contoh yang baik tentang tekanan manusia sejak lama terhadap sumber daya laut.Manusia telah menduduki tepi Laut Mediterania secara berkelanjutan sekitar 50.000tahun. Komunitas nelayan telah ada di sana selama setidaknya 10.000 tahun dan makanan laut telah menjadisumber protein penting bagi orang-orang Mediterania sejak setidaknya periode Yunani dan Romawi,mulai sekitar 900 SM . Spesies yang dipanen termasuk lumba-lumba, penyu, hiu, pari, tuna, sarden,ikan teri, belanak, kerapu, flatfish, tiram, kerang, kerang, dan kerang. Beberapa spesies inihabis oleh zaman Romawi dan pada abad ke-1 Masehi perairan pesisir di sekitar Italia telahsebagian besar penangkapan ikan berlebihan dan panen telah menyebar ke pulau-pulau lepas pantai seperti Sisilia dan Korsika. Ituruntuhnya Kekaisaran Romawi kemungkinan besar mengurangi beberapa tekanan pada sumber daya laut tetapi kuatpertumbuhan kembali populasi pada abad ke-15 menghasilkan penipisan kembali lautsumber daya di wilayah pesisir. Pada akhir abad ke-19, kapasitas penangkapan ikan meningkat pesat di Mediteraniakarena jumlah populasi meningkat secara eksponensial. Melalui awal dan pertengahan abad ke-20, memancingarmada menjadi bermotor dan penangkapan ikan industri diperluas ke semua perairan lepas pantai MediteraniaLaut. Sekarang, setelah 100 tahun tekanan memancing yang kuat, hampir semua spesies makanan laut tradisional di IndonesiaLaut Mediterania telah berkurang hingga kurang dari 50 persen dari kelimpahan aslinya dan
sekitar sepertiga sekarang sangat langka dan banyak yang punah secara fungsional. Dampak terbesar adalah padapredator teratas, yang menjadi sasaran pertama para nelayan.Eksploitasi sumber daya laut yang intensif berlangsung di bagian lain Eropa lebih lambat dari itudi Mediterania. Namun, sekitar abad ke-8 atau ke-9, Viking mengeksploitasi besar-besaranstok ikan cod, haddock, pollock, herring, dan spesies lain yang tumbuh subur di laut utaraEropa saat itu. Mereka membawa keterampilan ini ketika mereka menyebar ke Inggris dan Normandia,di mana penangkapan ikan laut menjadi mapan pada abad ke-11. Pada akhir abad ke-18,banyak stok ikan di Eropa utara mengalami penurunan serius akibat penangkapan yang berlebihan dan langkah pertamadiambil untuk melindungi beberapa saham. Meskipun demikian, penangkapan intensif terus berlanjut dan pada tahun 2000lebih dari setengah stok ikan Eropa Utara dianggap terlalu dieksploitasi. inimemperkirakan bahwa, secara kolektif, stok ikan Eropa saat ini hanya sepersepuluh dari ukurannya pada tahun 1900(Lihat Gambar 36 ). Kembali ke masa ketika stok ikan Eropa tidak dieksploitasi, sudahmenyarankan bahwa saat ini laut Eropa mengandung kurang dari 5 persen dari total massa ikan yang pernahberenang di sana.36. Pemandangan di pasar ikan Grimsby, Inggris pada tahun 1906. Jumlah dan ukuran ikan luar biasa menurut standar sekarang ini.Eksploitasi sumber daya makanan laut menyebar keluar dari Eropa secara mengejutkan di awal sejarah. Sebagaiawal 1000 M , Viking mengeksploitasi stok ikan yang kaya di sekitar Islandia dan Greenland danmungkin ke laut Kanada bagian utara. Sekitar 200 tahun kemudian, para nelayan Basque juga memanenStok ikan Atlantik Utara dan mungkin telah memancing di lepas pantai Amerika Utara sebelumnyaPelayaran Columbus tahun 1492. Meskipun demikian, pada awal tahun 1500-an, para nelayan Basque, Prancis, dan Portugissecara rutin mengeksploitasi cod dari Grand Banks dangkal di lepas pantai Newfoundland untukPasar Eropa. Pada 1600, lebih dari 150 kapal cod per tahun diekstraksi dariLaut Kanada. Tangkapan itu diawetkan dengan mengeringkan atau mengasinkannya, dalam bentuk apa bisadisimpan selama beberapa tahun dan menyediakan sumber protein siap pakai untuk orang Eropa. Permanenpenjajahan Amerika Utara yang dimulai pada abad ke-17 menandai dimulainya eksploitasistok ikan di lepas pantai timur Amerika Serikat, termasuk sturgeon, shad, salmon, alewife, dantiram. Pada awal 1800-an, stok ikan di pesisir timur Amerika Utara mulai terlihat
tanda-tanda penurunan yang serius.Pada akhir 1800-an dan awal 1900-an, urbanisasi meningkat pesat dan pertumbuhan populasi globalmenciptakan permintaan yang semakin meningkat untuk makanan laut. Ini terkait dengan peningkatan dalam transportasi danpelestarian hasil tangkapan yang berarti bahwa stok ikan lepas pantai bisa lebih mudah dieksploitasi danpasar yang jauh dilayani. Panen laut meningkat pada tingkat yang belum pernah terjadi sebelumnya dalam ukuran dan geografisjejak kaki setelah Perang Dunia Kedua, dengan perluasan armada penangkapan ikan global danperbaikan dalam alat tangkap dan pengenalan pengolahan hasil tangkapan di kapal. Ini menandaimulai dari industrialisasi massal ekstraksi makanan dari laut. Memancing meningkat pesatperairan pesisir di sebagian besar dunia dan armada penangkapan ikan mulai mengeksploitasi sumber daya laut diperairan yang lebih dalam menyusuri lereng benua, trawl seamounts, dan kejar spesies laut terbuka sepertituna di seluruh samudera. Pada tahun 2000, penangkapan ikan telah meningkat di hampir semua wilayah di duniadan khususnya di wilayah Asia, tempat Cina sekarang melaporkan total lautan terbesar di duniamenangkap.Dari perspektif abad ke-21, hampir tidak mungkin untuk membayangkan seberapa banyak ikan yang adadi lautan. Namun, akun penjelajah dan pemukim awal, bersama dengan artikel danfoto-foto dari surat kabar dan majalah tua, statistik perikanan abad ke-19, dan sejarahcatatan kompetisi memancing, melukiskan gambaran kelimpahan masa lalu yang menakjubkan dan ukuran ikan dibandingkanhingga saat ini.Metode penangkapan ikan komersial dan pengaruhnyaMunculnya kapal penangkap ikan bermotor memungkinkan penangkapan ikan hasil laut yang sangat efisien dengan penggunaanpukat. Pukat adalah jaring besar berbentuk kerucut yang ditarik di belakang kapal penangkap ikan, meraup ikandan organisme laut lainnya. Mulut jaring pukat besar bisa sekitar selebar lapangan sepak boladan setinggi bangunan tiga lantai.Pukat dasar melibatkan menyeret pukat sepanjang dasar laut untuk menangkap demersal, atau kehidupan bawah,ikan dan invertebrata (lihat Gambar 37 (a)). Di tengah air, atau pelagis, pukat ditarik dari bawah ke bawahmenangkap aliran ikan yang hidup di kolom air. Kapal pukat komersial mengarungi perairan dangkallandas kontinen dan memancing lereng benua serta ngarai dan gunung bawah ke kedalamanlebih dari 2.000 meter (lihat Gambar 37 (b)).
37. Pukat dasar: (a) Pukat jaring bawah diseret di sepanjang dasar lautan; (B) Nelayan membongkar jaring pukat penuh jerukkasar.Di daerah yang sangat banyak menangkap ikan, pukat dasar dapat menangkap bagian yang sama dari dasar samudera berkali-kalitahun. Pukat intensif seperti itu menyebabkan kerusakan kumulatif yang besar pada dasar laut. Pukat mengikisdan menghancurkan habitat bawah yang kaya dan kompleks yang dibangun selama berabad-abad oleh organisme hidup seperticacing tabung, karang air dingin, dan tiram. Habitat ini pada akhirnya direduksi menjadi seragambentangan puing dan pasir. Daerah-daerah ini diubah secara permanen dan diduduki oleh banyak orangkomunitas berubah dan jauh lebih kaya beradaptasi dengan sering gangguan. Pukat dasar juga bisa ditangkapsejumlah besar spesies ikan dan invertebrata yang tidak diinginkan, yang dikenal sebagai bycatchsering dibuang. Selanjutnya, mereka juga bisa secara tidak sengaja menangkap kura-kura, lumba-lumba, dan anjing laut yangtenggelam di jala. Untuk alasan ini, pukat dasar adalah bentuk penangkapan ikan yang sangat merusak dantelah dilarang digunakan di wilayah lautan luas di seluruh dunia. Pukat pelagis tidak terlalu merusakkarena tidak ada kontak dengan bagian bawah. Namun, bycatch masih bisa menjadi masalah.
Metode pemanenan umum lainnya adalah penangkapan ikan longline, yang melibatkan kapal yang membuntuti barisankait berumpan yang ditangguhkan. Mungkin ada lebih dari 2.000 kait digantung di garis beberapa kilometerpanjang. Garis panjang dapat ditetapkan untuk menangkap ikan pelagis atau demersal, tergantung pada spesies target. IniMetode penangkapan menangkap spesies ikan non-target, serta mamalia laut, penyu, dan burung laut.Masalah-masalah ini dapat dikurangi dengan menetapkan garis panjang di malam hari untuk menghindari penangkapan burung laut yang berburusecara visual, menggunakan longline berbobot yang tenggelam dengan cepat, dan menggunakan kait khusus yang tidak mudahmenjerat spesies yang bukan target.Purse seines digunakan di laut terbuka untuk menangkap ikan seperti tuna, sarden, salmon, dan mackerel.Di sini, sekumpulan ikan dikelilingi oleh tirai vertikal kelambu, yang bagian dasarnya digambarbersama-sama untuk melampirkan ikan. Purse seines tidak mempengaruhi dasar lautan, tetapi mereka dapat menangkap non-spesies target, ikan remaja, dan mamalia laut, seperti lumba-lumba.Memancing jaring insang melibatkan menggantung tirai jaring untuk menjerat ikan. Umumnya tidak ada kontakdengan bagian bawah dan ukuran jala dapat disesuaikan untuk meminimalkan tangkapan remaja. Namun demikian, insangjaring membawa risiko bycatch dan menangkap spesies yang dilindungi seperti lumba-lumba. Jaring bisa dilengkapidengan 'pinger' penghasil kebisingan yang menjauhkan lumba-lumba.Spesies laut yang dieksploitasi secara komersialAda ribuan spesies ikan laut tetapi sebagian besar tangkapan global terdiri dari relatifsejumlah kecil spesies jatuh ke dalam beberapa kelompok utama (lihat Gambar 38). Akun ikan clupeoiduntuk sebagian besar tangkapan laut. Ini adalah ikan bersekolah kecil yang diberi makan langsungfitoplankton dan zooplankton dan termasuk ikan haring, sarden, dan ikan teri. Ikan gadoid adalahkelompok lain yang penting dari spesies komersial. Ini adalah ikan demersal dan termasuk cod, haddock,hake, dan pollock, yang merupakan spesies yang hidup di perairan pantai Pasifik Utara dan UtaraSamudra Atlantik. Flatfish seperti flounder, halibut, sole, dan plaice adalah kelompok signifikan lainnyaspesies penghuni bawah komersial, yang habitatnya juga di perairan pantai. Lalu adakarnivora pelagis besar, berenang cepat, scombroids, yang meliputi makarel dan tuna,yang terakhir adalah perikanan laut terbuka utama. Hiu merupakan kelompok ikan laut yang dieksploitasi. Adajuga perikanan besar untuk invertebrata laut, termasuk krustasea seperti lobster, kepiting, danudang; dan moluska seperti cumi-cumi, tiram, dan kerang.
38. Kelompok utama spesies laut komersial.Perikanan laut terbesar di dunia adalah ikan teri atau teri Peru ( Engraulis ringens )perikanan, yang dapat mencakup sekitar 8 persen atau lebih dari tangkapan laut global makanan laut di mana sajatahun tertentu. Ikan teri adalah ikan kecil yang tumbuh dengan panjang sekitar 20 cmfitoplankton dan zooplankton di daerah upwelling kaya nutrisi di lepas pantai Peru. Mereka cenderungberkumpul di sekolah-sekolah besar dan padat, yang memungkinkan mereka untuk ditangkap secara efisien dalam jumlah besar olehpelaut dompet dan pukat pelagis.Tangkapan anchoveta berfluktuasi liar dari tahun ke tahun. Pada tahun yang baik, hasil tangkapan bisa mencapai 11juta ton; pada tahun-tahun yang buruk, hasil tangkapan bisa sekitar 2 juta ton; dan di tahun-tahun yang sangat buruk di bawah ini
150.000 ton. Sebagian besar fluktuasi ini terkait dengan Osilasi Selatan El Nino (ENSO).Perikanan terbesar kedua di dunia adalah untuk pollock Alaska yang merupakan spesies demersal secara luasdidistribusikan di Samudra Pasifik Utara. Itu ditangkap menggunakan pukat pelagis yang sesekali kontakbagian bawah tetapi dengan kerusakan minimal dibandingkan dengan pukat bagian bawah. Tangkapan saat ini rata-ratasekitar 3 juta ton per tahun. Spesies ini banyak digunakan dalam industri makanan cepat saji. Selama El Ninotahun tangkapan Alaska pollock bisa lebih besar dari pada anchoveta.Perikanan terbesar ketiga adalah untuk tuna cakalang, yang melimpah di daerah tropisSamudra Atlantik, Pasifik, dan India dan merupakan spesies utama tuna kaleng. Mereka sering ditangkapdompet pengrajin dan tangkapan rata-rata sekitar 2,6 juta ton per tahun.Ikan teri dan beberapa ikan yang sangat berminyak kurang disukai untuk dikonsumsi langsung oleh manusia, tetapikandungan minyaknya yang tinggi menjadikannya ideal untuk menghasilkan tepung ikan dan minyak ikan, yang keduanya berhargakomoditas. Tepung ikan dibuat dengan memasak, mengeringkan, dan menggiling ikan dan digunakan sebagai proteinsuplemen dimasukkan ke dalam pakan komersial untuk ikan ternak, unggas, dan babi. Minyak ikan ditekandari ikan yang dimasak dan digunakan terutama dalam produksi pakan untuk ikan budidaya, tetapi juga dimasukkan ke dalamkapsul sebagai suplemen kesehatan manusia. Hampir seluruh tangkapan ikan teri Peru dikonversi menjaditepung ikan dan minyak ikan, yang menyumbang sekitar sepertiga dari produksi global produk-produk ini.Dimasukkannya produk ikan hasil tangkapan liar ke dalam pakan yang digunakan untuk pertanian makanan laut telah menjadi kontroversialkarena analisis telah menunjukkan ada banyak kehilangan energi makanan dibandingkan dengan ikandimakan langsung oleh manusia. Namun, kemajuan sedang dibuat dalam mengatasi masalah ini dan jumlahikan yang dikonversi menjadi tepung ikan dan minyak telah menurun. Pada 1990-an sekitar sepertiga dari keseluruhantangkapan ikan global diubah menjadi bahan-bahan ini daripada dikonsumsi langsung oleh manusia, tetapipada tahun 2016 sekitar 15 juta ton, atau sekitar 19 persen dari tangkapan laut yang dilaporkan, dikonversimenjadi tepung ikan dan minyak. Lebih banyak dari bahan-bahan ini sekarang diproduksi dari produk sampingan ikanseperti jeroan dan kerangka ikan, yang sering terbuang di masa lalu, dan mereka lebih banyak digunakansecara selektif dalam pakan ikan. Beberapa pekerjaan terbaru menunjukkan bahwa di bawah budidaya ikan laut saat inimempraktikkan rata-rata 1 kilogram bahan ikan liar yang dimasukkan ke dalam pakan ikansekitar 2 kilogram ikan budidaya, dalam hal ini penggunaan bahan-bahan ikan liar menghasilkanmakanan tambahan untuk manusia. Untuk budidaya salmon, khususnya, rasio ini saat ini kurang menguntungkan,sekitar 1: 1, tetapi meningkat seiring waktu dengan penerapan praktik yang lebih baik.Tren tangkapan laut global — melebihi batas eksploitasiOrganisasi Pangan dan Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa (FAO) memiliki basis data globalhasil tangkapan laut akan kembali ke 1950 yang didasarkan pada informasi resmi yang dilaporkan oleh anggotanegara dan Uni Eropa. Data FAO menunjukkan bahwa pada tahun 1950 total tangkapan laut globalmakanan laut adalah 18 juta metrik ton berat segar. Tangkapan meningkat dengan mantap dan cepat sejak saat itusampai akhir 1980-an ketika mereka mulai mendatar (lihat Gambar 39). Tangkapan global tertinggi yang dilaporkanrekornya adalah 86 juta ton pada tahun 1996. Sejak itu tangkapan laut global berfluktuasi di bawah inilevel dan tangkapan yang dilaporkan pada 2016 adalah 79 juta ton. Tetapi data ini tidak termasuk semua laut
makanan laut ditangkap secara global. Ini karena laporan anggota resmi sering menghilangkan bycatch yang seringdibuang di laut, serta hasil tangkapan dari perikanan ilegal, tidak dilaporkan, dan tidak diatur (IUU),termasuk perikanan artisanal dan subsisten skala kecil, yang semuanya sulit diperoleh andalinformasi untuk. Dengan demikian, tangkapan aktual spesies laut dari alam akan lebih tinggi daripada FAOperkiraan, tetapi seberapa besar kontroversialnya. Studi terbaru mengambil dari berbagai data yang lebih luassumber menunjukkan bahwa tangkapan global kemungkinan besar mencapai sekitar 130 juta ton pada 1990-an dantangkapan itu telah menurun sejak saat itu ke suatu tempat antara 100 dan 120 juta tonsaat ini.39. Tren produksi perikanan tangkap laut global tahunan. Baris menunjukkan tangkapan yang dilaporkan, sementara garis menunjukkan perkiraanmenangkap akuntansi untuk semua perikanan.Ke depan, kontribusi apa yang akan diberikan Samudra Global untuk menyediakan makanan laut hasil tangkapan liarkira-kira 9,8 miliar orang yang akan menduduki planet kita pada tahun 2050? Salah satu cara untuk menjawab pertanyaan inididirikan berdasarkan prinsip-prinsip ekologis dasar mengenai efisiensi yang dimiliki Samudra Globaltotal produksi primer bersih ditransfer melalui rantai makanan laut (lihat Meja 2). Menggunakan inipendekatan, Lautan Global dapat dibagi menjadi tiga provinsi yang ditunjuk oleh tingkat yang berbedaproduktivitas primer. Yang terbesar, provinsi samudera, terdiri dari semua wilayah lautan terbuka diSamudra Global. Ini memiliki produktivitas primer rata-rata terendah tetapi menempati wilayah terbesar sejauh ini—Tentang 90 persen dari total luas Samudra Global. Yang kedua adalah provinsi pesisirmeliputi semua perairan laut pesisir. Ini memiliki produktivitas primer yang lebih tinggi tetapi jauh lebih kecilarea — hanya di bawah 10 persen. Yang ketiga adalah provinsi upwelling yang mencakup semua jurusandaerah upwelling. Ini menempati area kecil — sekitar 1 persen dari Samudra Global — tetapi memiliki wilayah yang sangat tinggiproduktivitas primer rata-rata.Tabel 2. Perkiraan total produksi ikan tahunan di Lautan Global (dari Ryther 1969)
Langkah selanjutnya adalah memperkirakan jumlah tingkat trofik dalam jaring makanan di setiap provinsi. inimasuk akal untuk menetapkan rata-rata lima tingkat trofik antara produsen utama dan dieksploitasiikan di jaring makanan laut terbuka yang kompleks . Sebagai perbandingan, jaring makanan di upwellingdaerah sangat sederhana. Perikanan ikan teri adalah salah satu contohnya — di sini ikan teri memakan langsungfitoplankton atau zooplankton, sehingga mereka hanya satu atau dua tingkat trofik yang dihapus dariprodusen utama. Dengan demikian, provinsi ini dapat ditugaskan 1,5 tingkat trofik antara produsen utamadan ikan. Provinsi pesisir dapat dipandang sebagai transisi di antara laut terbuka dandaerah upwelling dan dapat diberi rata-rata tiga level trofik.Orang kemudian dapat memperkirakan efisiensi dengan mana energi ditransfer antara setiap tingkat trofik disetiap provinsi. Transfer energi paling tidak efisien dalam jaringan makanan yang kompleks dan tersebar di tempat terbukasamudera dan dapat diberi nilai 10 persen. Sebaliknya, transfer energi jauh lebih efisienjaringan makanan sederhana dan terkonsentrasi di zona pasang surut dan dapat diberi angka 20 persen. Angka menengah 15 persen dapat ditugaskan untuk provinsi pesisir.Dengan menggabungkan data produktivitas primer, jumlah level trofik, dan transfer energiefisiensi di setiap provinsi, adalah mungkin untuk memperkirakan perkiraan produksi ikan tahunan di masing-masing provinsiprovinsi dan dengan demikian menghasilkan perkiraan total produksi ikan dunia — 240 juta metrik ton pertahun (lihat Tabel 2 ).Salah satu wawasan dari analisis Ryther adalah pentingnya pesisir dan upwellingdaerah dalam produksi ikan karena produktivitas primernya yang tinggi dan lebih sederhana dan lebih efisienjaring makanan. Bersama-sama mereka bertanggung jawab atas hampir semua produksi ikan di Samudra Global. Terbuka-wilayah lautan, meskipun ukurannya sangat besar, menyumbang sedikit produksi ikan. Ini konsisten denganfakta-fakta yang diketahui — perikanan komersial terbesar — untuk clupeoid, gadoid, dan flatfish — semuanya terletakdi daerah upwelling dan wilayah pesisir Global Ocean. Pengecualian adalah lautan terbukaperikanan untuk spesies seperti tuna dan mackerel, predator teratas dalam sistem kelautan yang luas.Tidak semua 240 juta ton produksi ikan tahunan diperkirakan tersedia bagi manusia untuk panen.Jika semua itu dieksploitasi setiap tahun, stok ikan akan cepat habis ke tingkat yang tidak berkelanjutan.Juga, banyak dari produksi ikan ini harus dibagi dengan predator top lainnya selain manusia — sepertimamalia laut, hiu, dan burung laut — dan tidak mungkin menemukan dan mengeksploitasi semua ikanstok pada level optimal setiap saat. Atas dasar ini, masuk akal untuk menganggap bahwa maksimum sekitar100 juta ton ikan akan tersedia untuk dieksploitasi oleh manusia masing-masing secara berkelanjutan
tahun.Ini dan pendekatan serupa lainnya memberikan landasan teoretis untuk memperkirakan jumlahmakanan laut yang manusia mungkin harapkan untuk ditangkap secara berkelanjutan dari Samudra Global berdasarkan ekologiprinsip Poin kuncinya adalah bahwa tangkapan laut global yang sebenarnya, yang saat ini diperkirakan sekitar120 juta ton, melebihi batas teoritis. Selain itu, tangkapan global sekarang stagnan atau masukpenurunan bertahap meskipun ada peningkatan keseluruhan dalam upaya penangkapan ikan dalam hal ukuran dan efisiensi ikanarmada penangkap ikan. Ini adalah sinyal yang jelas bahwa perikanan laut secara global sekarang dieksploitasi secara berlebihan. Adajadi sedikit, jika ada, ruang kepala untuk meningkatkan jumlah makanan laut hasil tangkapan liar yang bisa diekstraksilautan untuk memberi makan populasi manusia yang berkembang di bawah manajemen perikanan kita saat inipendekatan.Kesimpulan ini selanjutnya didukung oleh keadaan perikanan laut global yang semakin gentingsumber daya. Informasi terbaru dari FAO menunjukkan bahwa 60 persen dari semua stok ikan adalahsepenuhnya dieksploitasi — tangkapan mereka saat ini berada pada tingkat produksi maksimum yang berkelanjutan dan di sanatidak ada ruang untuk ekspansi lebih lanjut. 33 persen lainnya ditangkap secara berlebihan dan dalam penurunan atau menghadapiruntuh (naik dari 10 persen pada tahun 1974), dan hanya 7 persen yang kurang dimanfaatkan. Ini cat suramgambaran keadaan perikanan laut dunia dan pertanyaan sesungguhnya bukanlah apakah kita bisa menangkaplebih banyak ikan dari lautan tetapi apakah kita dapat secara bertanggung jawab mempertahankan jumlah ikan kitapanen saat ini, yang merupakan sumber makanan vital bagi populasi manusia. Jelas, itu70 persen atau lebih makanan tambahan segera dibutuhkan untuk memberi makan sekitar 9,8 miliar orang harus berasaldi tempat lain. Akuakultur laut saat ini membantu mengisi permintaan makanan laut — pada tahun 2016 atotal 29 juta ton makanan laut yang dibudidayakan diproduksi di samping sekitar 120 jutaton makanan laut hasil tangkapan liar.Penangkapan ikan yang berlebihan tidak hanya menghancurkan spesies sasaran, tetapi juga berdampak pada berfungsinya lautekosistem mereka adalah bagian dari, seringkali dengan cara yang tidak terduga. Runtuhnya perikanan cod di utara-Atlantik barat memberikan contoh yang baik tentang bagaimana efek dari penangkapan berlebihan dapat beriaksecara dramatis melalui sisa jaring makanan. Cod pernah berlimpah di lepas pantai timur lautAmerika Serikat tetapi perikanan tumbang karena penangkapan berlebihan pada awal 1990-an. Cod adalah predator utamalobster dan dengan penghapusannya dari ekosistem, jumlah lobster meledak. Sejauh ini tidak ada pertandadari pemulihan perikanan cod, sehingga transisi ke ekosistem yang didominasi lobster ini tampaknya barukondisi jangka panjang. Tingginya jumlah lobster baik untuk nelayan lobster saat ini tetapi berkerumun,bersama dengan stres yang terkait dengan pemanasan laut, membuat mereka rentan terhadap penyakit, yang pernah terjadimengurangi stok lobster di daerah lain. Contoh lain dari efek ekosistem penangkapan ikan berlebihanmelibatkan perikanan sarden dan ikan teri di lepas pantai barat daya Afrika. Perikanan iniruntuh pada 1970-an sebagai akibat dari kombinasi penangkapan ikan yang berlebihan dan perubahan lingkungankondisi. Sarden dan ikan teri cepat diganti dengan sejumlah besar ikan gobi danubur-ubur, yang jauh lebih bergizi. Akibatnya, hewan lain di ekosistem itu, yang dulunyadiberi makan ikan sarden dan ikan teri yang bergizi, menurun drastis, termasuk penguin dan gannet, sepertiserta beberapa spesies ikan yang pernah berkembang biak. Ini juga tampaknya bersifat jangka panjangtransisi ke ekosistem baru dan kurang beragam dan produktif. Contoh-contoh ini menunjukkan bahwa perikananmanajer tidak hanya harus mengelola spesies target tetapi juga mengambil 'berbasis ekosistem' yang jauh lebih luaspendekatan manajemen perikanan yang membutuhkan pemahaman yang jauh lebih besar tentang bagaimana semua
organisme di berbagai tingkat trofik dalam ekosistem berinteraksi.Masa depan perikanan laut — makanan liar terakhirSaat ini terbukti sangat sulit bagi negara-negara untuk mengelola eksploitasi berlebihan dan mengendalikan penangkapan ikan ilegaldalam menghadapi permintaan yang semakin meningkat akan makanan laut hasil tangkapan liar yang dipacu oleh yang cepatpopulasi global yang tumbuh dan makmur. Pemerintah di seluruh dunia harus bekerja lebih keras untuk itumemantau tingkat stok dengan lebih baik, menegakkan batas tangkapan, mengurangi upaya penangkapan ikan, dan membasmi penangkapan ikan ilegalmemungkinkan stok untuk dibangun kembali dan ekosistem semoga pulih. Mereka juga harus siap membuatkeputusan sulit dan tidak populer untuk menutup perikanan yang tidak dikelola secara berkelanjutan. Itupengecer dan konsumen makanan laut juga memiliki peran penting. Eksploitasi ikan yang berlebihansaham sering didorong oleh permintaan konsumen, ketidakpedulian, dan kurangnya pengetahuan. Jika konsumendididik dengan baik tentang masalah penangkapan ikan yang berlebihan, mereka akan berada dalam posisi yang lebih baikkeputusan untuk tidak membeli spesies yang ditangkap secara tidak berkelanjutan. Misalnya, Marine StewardshipCouncil (MSC) mensertifikasi perikanan yang dianggap diambil secara berkelanjutan oleh penilaian independen olehilmuwan kelautan. Produk makanan laut kemasan dari perikanan bersertifikat MSC mudah ditanggunglabel 'ikan biru' MSC yang mudah dikenali. Demikian pula, WWF menghasilkan panduan khusus negara yang menyediakaninformasi tentang keadaan stok ikan individu dan label spesies sebagai hijau, kuning, atau merahtergantung pada tingkat keberlanjutan mereka.Ada beberapa kemajuan baru-baru ini dalam membangun kembali stok berlebih, khususnya di negara majunegara dengan rezim manajemen yang ditingkatkan. Sebagai contoh, proporsi stok memancingberkelanjutan di perairan AS meningkat dari 53 persen pada 2005 menjadi 74 persen pada 2016 dan di Australiaperairan dari 27 persen pada tahun 2004 menjadi 69 persen pada tahun 2015. Namun penangkapan ikan berlebihan meningkat dalam waktu kurangnegara maju karena terbatasnya pemantauan, manajemen, dan kapasitas penegakan hukum. Membalikkan initren dan membangun kembali stok yang habis adalah perusahaan yang sangat penting untuk menjaga keanekaragaman dankesehatan ekosistem laut dan untuk melestarikan sumber makanan liar terakhir manusia yang signifikan.Peran kawasan lindung laut dalam pengelolaan perikananKawasan lindung laut (MPA) yang diberlakukan dengan benar dan tanpa batas menyediakan ruang di mana ikan daninvertebrata tidak dapat dipanen oleh nelayan rekreasi dan komersial. Ini membantu pembentukan spesiesjumlahnya dalam MPA, hidup lebih lama, dan mencapai ukuran tubuh yang lebih besar. Hewan yang lebih besar dapat menghasilkansemakin banyak telur, sementara semakin lama seekor hewan hidup, semakin banyak ia dapat bereproduksi. Jadi,populasi padat dari hewan besar, berumur panjang di KKL menghasilkan banyak telur danlarva yang hanyut keluar dari cadangan dan meningkatkan rekrutmen ke stok habis di daerah yang berdekatan. Sanajuga merupakan efek 'limpahan' yang dibuat oleh KKL. Sebagai populasi spesies bergerak, seperti ikan danlobster, tumbuh dalam jumlah yang pada akhirnya memenuhi daerah yang dilindungi dan mulai menyebardaerah yang tidak dilindungi di mana mereka meningkatkan perikanan rekreasi dan komersial. Tidak mengherankan, kalau begitu,seperti yang disadari oleh banyak nelayan, bahwa penangkapan ikan terbaik seringkali berbatasan dengan KKL yang sudah mapan.Pertanyaan kuncinya adalah seberapa besar Samudra Global perlu dilindungi untuk menghasilkan sesuatu yang bermaknapemulihan ekosistem lautan planet kita dan mengizinkan stok ikan untuk dibangun kembali ke titik di mana merekamemberikan pengembalian komersial yang stabil ke industri perikanan dan pasokan liar yang berkelanjutan
menangkap hasil laut untuk manusia. Konsensus yang berkembang di antara para ilmuwan kelautan adalah bahwa jaringanambil MPA yang mencakup lebih dari 30 persen wilayah Samudra Global perlu dibangundan secara efektif berhasil mencapai ini, meskipun beberapa ahli ekologi sekarang percaya bahwa setengah dari Bumitanah dan, dengan perluasan, setengah dari lautan, perlu dilindungi dari campur tangan manusia untuk membendunghilangnya keanekaragaman hayati planet kita.Biaya untuk membangun dan mengelola jaringan KKL seperti itu tinggi tetapi akan lebih dari itudiimbangi dengan manfaat yang diharapkan, termasuk peningkatan hasil perikanan komersial, jumlah besarpekerjaan yang diciptakan, dan peningkatan pendapatan dari pengunjung ke KKL. Misalnya, ilmuwan perikananmemperkirakan bahwa jika semua cadangan laut yang terlalu banyak diizinkan untuk dibangun kembali dan kemudian memancingsecara berkelanjutan, tangkapan global dapat meningkat sekitar 16,5 juta ton per tahun.Pada tahun 2015 PBB mengadopsi Tujuan Pembangunan Berkelanjutan untuk Lautan untuk 'Melestarikan danmenggunakan sumber daya laut, laut, dan laut secara berkelanjutan '. Salah satu target tujuan adalah setidaknya10 persen wilayah pesisir dan laut harus dilindungi pada tahun 2020. Platform online, DilindungiPlanet, yang dikelola oleh Pusat Pemantauan Konservasi Dunia PBB, menyediakan informasi bulananstatistik tentang cakupan KKL secara global. Data mereka menunjukkan bahwa cakupan MPA pada tahun 2000 hanya 2juta kilometer persegi, atau 0,7 persen dari lautan. Sejak itu ada lebih dari sepuluh kali lipatmeningkat dengan lebih dari 15.000 KKL yang didirikan di seluruh dunia yang mencakup 27 juta kilometer persegi atausekitar 7,5 persen dari lautan. Ini adalah kemajuan yang baik, tetapi masih jauh dari minimum 30 perdibutuhkan sen. Selain itu, jangkauannya tidak merata, dengan kurang dari 3 juta kilometer persegicakupan, atau sekitar 11 persen dari total, di Laut Tinggi. Ini karena kesulitan hukumsaat ini terlibat dalam menciptakan KKL di perairan internasional. Masalah lain adalah karena kurangnyasumber daya banyak KKL tidak dikelola secara efektif sehingga penangkapan ikan berjalan seperti sebelumnya. Sebagai tanggapan,Serikat Internasional untuk Konservasi Alam sedang menyiapkan 'Daftar Hijau' KKL yang memenuhidiperlukan standar manajemen untuk memberikan hasil konservasi nyata.MPA tidak akan membahas semua masalah lautan, tentu saja, dan hanya salah satu alat untuk merekamanajemen yang efektif. Selain penangkapan ikan yang berlebihan, ekosistem laut berada di bawah tekanan dari polusidan efek perubahan iklim dari pemanasan laut dan pengasaman, yang semuanya mengabaikan batascadangan laut dan bekerja secara sinergis untuk mengurangi kemampuan ekosistem laut untuk berfungsibiasanya. Respons dan alat lain diperlukan untuk mengatasi masalah ini.
Masa depan lautan kita
Sebagaimana dibahas di seluruh postingan ini, ekosistem laut Anthropocene sangat berubahdibandingkan dengan negara mereka di era pra-industri dan laju perubahan telah meningkat pesatempat dekade terakhir. Bagaimana keadaan lautan kita di tahun 2050? Apakah kita ditakdirkan untuk tetap ditentu saja negatif saat ini? Atau apakah kita mampu merencanakan haluan baru dan membalikkan sebagian besar yang palingdampak parah yang kita miliki terhadap lautan sejauh ini?Akhir belantara lautanSebuah studi baru-baru ini tentang dampak manusia terhadap ekosistem laut global telah mengungkapkan sepenuhnya tingkat manusiapengaruh pada lingkungan laut dan bertindak sebagai baseline 2018 yang dapat mengukur masa depanperubahan, baik itu positif atau negatif. Analisis ini melibatkan identifikasi area lauthutan belantara — tempat di mana ekosistem laut berfungsi secara alami sebagian besar bebasdari gangguan manusia. Para peneliti membagi Lautan Global menjadi lima belas wilayah geografisdan menilai setiap wilayah berdasarkan jumlah, intensitas, dan efek kumulatif dari rentang manusia'pemicu' termasuk polusi, penangkapan ikan berlebihan, spesies invasif, dan perubahan iklim. Mereka menemukanbahwa ketika stres perubahan iklim (termasuk kenaikan suhu lautan dan pengasaman) terjaditermasuk dalam analisis, tidak ada hutan belantara lautan yang tersisa di planet ini sejak dampakperubahan iklim begitu luas dan tidak terkendali. Bahkan ketika tekanan perubahan iklim tidaktermasuk, hanya sekitar 13 persen dari lautan dapat dianggap sebagai hutan belantara laut. Daerah inisebagian besar terletak di bagian lautan terbuka di belahan bumi selatan dan di Samudra Selatandan Samudra Arktik. Kesimpulan menyakitkan dari ini dan penelitian lain adalah bahwa aktivitas manusia memilikiberdampak pada lautan di mana-mana dan gagasan bahwa masih ada ekosistem laut yang utuhdan bisa 'dilestarikan' tidak lagi bisa dipertahankan. Tantangan bagi manusia sekarang adalah menemukan cara untuk melakukannyamenstabilkan dan mencegah degradasi lebih lanjut ekosistem laut dan memulai jalur lautrestorasi. Masih harus dilihat apakah masyarakat akan sepenuhnya memahami dan mengakuimasalah yang dihadapi lautan dan cukup peduli tentang lingkungan laut untuk dilakukan dengan cepatcukup langkah-langkah yang diperlukan untuk memulihkan ekosistem laut. Namun, tidak melakukannya tidak akan terjadiakhirnya menjadi bencana. Tindakan yang dilakukan manusia dalam beberapa dekade mendatang akan menentukan hasilnya.Saya optimis bahwa masyarakat dan lembaganya akan merespons secara rasional dan memilih jalan yang menempatkan kitapada jalur untuk mengembalikan lautan kita dan melindungi banyak manfaat yang mereka berikan. Posisi ini didasarkanpada pengetahuan bahwa kesadaran publik dan media, kepedulian, dan keterlibatan dalam lingkungan lautmasalah meningkat dengan cepat, terutama di kalangan anak muda, dan juga menyebar ke kurangnegara maju. Orang-orang yang berpengetahuan luas ini akan menambah tekanan pada politisi,organisasi internasional dan nasional, dan perusahaan tempat mereka melakukan bisnis untuk menangani secara bertanggung jawab
dengan masalah lingkungan laut. Selanjutnya, beberapa dari orang-orang ini akan menjadi pemimpin politikdan juru bicara terkemuka untuk lingkungan laut, sementara yang lain akan menjadi bagian dari gelombang baruilmuwan kelautan yang dapat menempatkan kita pada jalur untuk mengembalikan ekosistem laut. Dengan mengingat hal ini, saya akan melakukannyasecara singkat menjabarkan visi untuk keadaan Samudra Global pada tahun 2050 dalam sepuluh poin di bawah ini. Ini adalah terutamaharapan tetapi satu yang sepenuhnya realistis jika kita mempercepat dan sepenuhnya menerapkan banyaktindakan sudah berjalan dan berani menerapkan beberapa pendekatan baru.Lautan pada tahun 2050 — satu kemungkinan masa depanPada tahun 2050 mayoritas negara di dunia adalah anggota aktif dari badan internasional yang efektifbertanggung jawab atas tata kelola lautan Bumi secara keseluruhan. Organisasi ini telah berkembang dariSerikat Internasional untuk Konservasi Alam dan beroperasi di bawah kerangka hukum internasionalpertama kali disediakan oleh Konvensi PBB tentang Hukum Laut (UNCLOS). Berkembang danmengimplementasikan strategi jangka panjang untuk pengelolaan lingkungan laut dan planetnyasumber daya, dan mengoordinasikan dan memantau tindakan dan kemajuan anggotanya dalam mengimplementasikanstrategi ini. Ini juga memberikan penegakan hukum yang efektif dalam kasus ketidakpatuhan. Anggota dariBadan ini telah mengesampingkan sebagian besar ketidaksetujuan mereka pada isu-isu pengelolaan laut yang menjadi dasarprioritas jangka pendek dan kepentingan nasional untuk bekerja sama secara efektif untuk mencapai jangka panjang yang disepakatihasil untuk restorasi ekosistem laut dan manajemen sumber daya.The kelautan plastik krisis puing-puing sebagian besar telah ditangani berkat gelombang komunitaskekhawatiran bahwa pemerintah dan industri menggembleng untuk mengambil langkah-langkah yang tepat. Pemerintah,khususnya di negara-negara yang lebih miskin, telah mendanai peningkatan sistem pengumpulan limbah yang membendung hilangnyaplastik dari daratan ke lautan melalui sungai. Permintaan plastik telah sangat berkurangkarena larangan global pada kantong plastik sekali pakai dan berkurangnya penggunaan plastik dalam kemasan.Selain itu, sistem yang efisien siap untuk mengumpulkan dan mendaur ulang plastik menjadi produk barusangat mengurangi jumlah plastik perawan yang sedang diproduksi. Setelah beberapa masalah awal gigisistem yang efektif untuk menghilangkan puing-puing plastik dari pilin samudera sedang beroperasi dan jumlahnyaplastik di pilin telah berkurang tiga perempat, mengurangi bahaya bagi organisme laut danmengurangi sumber banyak mikroplastik di lautan. Garis pantai dan bentang laut di sekitardunia sekarang jauh lebih bersih dan ada banyak tingkat mikroplastik yang berkurang dalam makanan laut.Hilangnya nutrisi ke lautan telah dibelah dua sebagai hasil dari adopsi yang lebih luaspraktik pertanian berkelanjutan di sebagian besar negara didorong oleh kekhawatiran konsumen, efektifundang-undang, dan peningkatan pendidikan dan alat pendukung keputusan untuk petani. Selain itu, kebanyakan pantaikota telah memasang sistem pengelolaan limbah yang efektif. Inisiatif ini telah sangat mengurangikehilangan nitrogen dan fosfor ke lingkungan pesisir dan jumlah dan ukuran zona mati dilautan pesisir menurun untuk pertama kalinya. Frekuensi mekar fitoplankton yang berbahaya adalahjuga menurun.Sebuah jaringan global dari kawasan lindung laut yang dikelola secara aktif dan ditegakkan dengan benar(MPA) sudah ada yang mencakup lebih dari 30 persen wilayah Samudra Global, dengan setengahnyacakupan di Laut Tinggi sekarang karena banyak kesulitan hukum yang terlibat dalam menciptakan KKL di Indonesiaperairan internasional telah diselesaikan. Biaya administrasi jaringan ini sangat diimbangi oleh a
peningkatan yang signifikan dalam hasil dan pendapatan dari perikanan komersial yang diuntungkan dari perikananefek peningkatan yang disediakan oleh KKL. Akibatnya, banyak perusahaan perikanan besar mensponsoripengelolaan KKL yang berkelanjutan. KKL menerima pendapatan yang signifikan dari snorkeling dan wisata lautscuba diving di perairan lindung mereka. Jaringan MPA telah menjadi sangat sukses dan luasmendukung bahwa badan tata kelola kelautan internasional telah menetapkan target baru 50 persen GlobalCakupan lautan pada tahun 2070.Praktik pengelolaan perikanan yang ditingkatkan berdasarkan pendekatan ekosistem adalah norma bagi kebanyakan orangnegara-negara, dengan negara-negara kaya membantu negara-negara kurang kaya untuk mengembangkan, mengimplementasikan, dan menegakkanmeningkatkan program pengelolaan perikanan dan menerapkannya pada perikanan yang sebelumnya tidak diatur.Ada peningkatan pemantauan tingkat stok dan penegakan batas tangkapan di antara semua lautnegara nelayan. Laporan negara tentang tangkapan makanan laut ke FAO sekarang termasuk data tentang bycatch sebagaiserta perkiraan tangkapan dari perikanan artisanal dan rekreasi, membuat laporan tahunan FAOlebih mewakili tangkapan laut global aktual. Penangkapan ikan secara ilegal hampir sepenuhnyadihapuskan sebagai hasil deteksi dan pelacakan semua kapal penangkap ikan di lautan menggunakan radar satelitdata yang diperoleh dari armada besar CubeSats yang mengorbit planet ini. Upaya penangkapan ikan global telahberkurang secara substansial dengan orang-orang yang sebelumnya bekerja di industri perikanan dipekerjakan dalam pemantauandan pengelolaan KKL dan wisata bahari. Industri perikanan telah pindah ke 'ambil lebih sedikit dan hasilkanmodel bisnis lebih 'dengan penekanan pada mendapatkan harga yang lebih baik untuk produk ikan berkualitas dipanensecara berkelanjutan. Penangkapan pukat bawah telah dikurangi menjadi beberapa wilayah kecil yang disetujui dan dipantau didasar laut. Semua pengecer makanan besar hanya memasok produk makanan laut yang bersumber dari perikanan bersertifikatberkelanjutan oleh organisasi yang disetujui. Konsumen yang berpengetahuan luas secara rutin menggunakan 'kode pintar' dimakanan laut kemasan untuk mengkonfirmasi asalnya. Untuk pertama kalinya dalam beberapa dekade banyak yang sebelumnya habisstok ikan sedang dibangun kembali dan keanekaragaman hayati dan stabilitas berbagai ekosistem laut beradameningkat karena jumlah hewan laut yang secara ekologis penting seperti ikan predator, paus,dan hiu pulih.Global Ocean dipantau secara intensif menggunakan beragam sensor yang dipasang di lauttambatan, peluncur bawah air robot, kendaraan bawah air otonom, dan satelit. Ini memberikansejumlah besar data waktu nyata tentang status fisik, kimia, dan biologis kelautanlingkungan yang dianalisis dan divisualisasikan menggunakan teknik komputasi canggih dan dibuat secara luastersedia sebagai sumber data gratis dan terbuka. Informasi ini memberikan gambaran sinoptik terperinci daristatus lautan diperbarui setiap bulan yang menginformasikan keputusan manajemen yang sedang berlangsung dan memungkinkanpengukuran kemajuan menuju tujuan restorasi lautan yang disepakati.Banyak pekerjaan sekarang diarahkan untuk beradaptasi dan mengelola dampak manusia yang berkelanjutan.memicu krisis iklim pada ekosistem laut dan perikanan. Meskipun banyak negara telah membuatnyakemajuan dalam mendekarbonisasi ekonomi mereka, dunia sedang berjuang untuk memenuhi pengurangan emisitujuan dari Perjanjian Paris 2015 untuk menjaga kenaikan rata-rata suhu udara globaldi bawah 2 ° C. Planet ini berada pada jalur untuk pemanasan 2,5 ° C sebelum iklim stabil kapan-kapansetelah 2100 dan gas rumah kaca di atmosfer mulai menurun. Seperti yang diperkirakan, lebih dari 80 perpersen terumbu karang planet ini telah runtuh menjadi sistem yang didominasi makroalga sebagai akibat dari aserangkaian peristiwa pemutihan global yang disebabkan oleh suhu permukaan laut yang ekstrem. Itusisa-sisa terumbu karang yang relatif sehat yang bertahan hidup di refugia perubahan iklim yang tersebar
tempat-tempat di lautan tropis dikelola dengan hati-hati dan dilindungi dari penangkapan ikan yang berlebihan, polusi, daninfestasi mahkota duri sehingga mereka tetap sekuat mungkin terhadap suhu lautan yang sedang berlangsungnaik, pengasaman laut, dan meningkatnya frekuensi dan intensitas badai. Diharapkan bahwakarang yang masih hidup di situs-situs ini akan mengisi kembali wilayah tetangga begitu iklim planet inistabil. Intervensi aktif sedang dilakukan untuk mengembalikan sebagian ekosistem terumbu karangsitus utama. Ini termasuk aliran gen terbantu dan teknologi evolusi terbantu. Pengeditan genteknik-teknik digunakan untuk merekayasa galur-galur karang yang memiliki toleransi lebih besar terhadap tekanan termaldan air laut yang diasamkan. Ini dibudidayakan dalam jumlah besar di fasilitas berbasis lahan dan ditanamke lokasi yang menguntungkan untuk menghidupkan kembali sebagian ekosistem terumbu karang dan mengembalikan sebagian ekosistem terumbu karanglayanan ekosistem. Habitat buatan seperti terumbu buatan sedang dibangun di banyak tempatmembangun kembali beberapa perikanan terumbu karang dan membantu melindungi garis pantai yang rentan.Eksplorasi minyak dan gas lepas pantai telah sangat berkurang karena bahan bakar fosil ini telahsecara substansial digantikan oleh sumber energi terbarukan yang digunakan di darat dan di lautan. Ini mempunyaisangat mengurangi polusi laut dari eksplorasi dan transportasi minyak. Elektrifikasi darisistem transportasi juga sangat mengurangi input minyak ke lingkungan pantai dari kebocoranterkait dengan konsumsi produk turunan minyak di mobil dan truk. Industrialisasi PTlautan untuk penambangan dasar laut, angin lepas pantai dan pengembangan energi gelombang, dan pertanian lautanmempercepat, tetapi kegiatan ini dinilai dan dikelola dengan hati-hati. Eksplorasi laut dalamekosistem maju dengan baik menggunakan kendaraan bawah laut otonom dan generasi baru krukendaraan laut dalam. Pengetahuan ini digunakan untuk menilai dampak dari proposal penambangan dasar laut.Proyek-proyek rekayasa iklim yang melibatkan pemupukan besi skala besar di lautan telah dilakukanditinggalkan sebagai terlalu berisiko secara ekologis.Pemerintah dan industri banyak berinvestasi dalam penelitian dan pengembangan kelautan untuk menyediakanpengetahuan yang dibutuhkan untuk beradaptasi dengan gangguan perubahan iklim ekosistem laut dan memulihkannyalingkungan laut dan sumber dayanya. Ahli biologi kelautan, ahli ekologi, ahli biologi molekuler,ahli mikrobiologi, ahli kimia, ahli kelautan fisik, insinyur sensor dan robotika, komputerilmuwan, dan pakar sistem informasi bekerja bersama dalam masalah lingkungan laut yang kompleks.Sebagai kesimpulan, skenario ini untuk masa depan lautan pada tahun 2050 menggambarkan hanya satu jalur yang mungkin.Banyak skenario lain yang mungkin, tentu saja, termasuk beberapa yang tidak begitu penuh harapan. SelanjutnyaDekade akan menjadi satu di mana masyarakat menentukan keadaan kehidupan di lautan yang kita tinggalkanuntuk generasi mendatang.