26Samudra

Pada bulan Desember 1872, sebuah kapal angkatan laut Inggris, HMS Challenger, meninggalkan Inggris untuk pelayaran keliling dunia selama tiga setengah tahun. Tugasnya baru: mencari tahu apa yang ada di dasar samudra. Berkali-kali kapal itu berhenti di laut lepas, dan awaknya menurunkan pemberat yang berat pada tali yang panjang sampai menyentuh dasar; panjang tali yang terulur menunjukkan kedalamannya. Ketika kapal itu pulang pada bulan Mei 1876, hasil pengukuran kedalamannya telah menunjukkan bahwa dasar samudra mempunyai dataran yang dalam dan rangkaian pegunungan yang besar.

Sekarang kapal memetakan dasar laut dengan bunyi. Sebuah alat di bawah lambungnya memancarkan denyut bunyi yang singkat ke bawah; bunyi itu memantul dari dasar dan kembali sebagai gema. Waktu yang diperlukan gema itu menunjukkan kedalamannya, berulang-ulang, selagi kapal terus berlayar. Inilah sonar.

Yang sudah kamu ketahui

Air asin menutupi sebagian besar Bumi, dalam satu samudra dunia yang terbagi menjadi samudra-samudra dan laut-laut (Bab 3). Lempeng-lempeng saling menjauh di punggung samudra, dan satu lempeng menunjam ke bawah lempeng lain di palung (Bab 18). Di atas samudra, angin bertiup dalam sabuk-sabuk yang besar: angin pasat, angin baratan, dan angin timuran kutub, yang dibelokkan oleh perputaran Bumi (Bab 24).

26.1 Dasar samudra

Seandainya air samudra dapat dikuras habis, akan tampak seluruh bentang alam yang tersembunyi. Di sepanjang pantai, daratan berlanjut di bawah laut sebagai paparan yang landai dan dangkal. Lalu dasar laut menukik menuruni lereng yang curam sampai ke dataran yang luas dan datar, berkilo-kilometer dalamnya. Rangkaian pegunungan menjulang dari dataran ini, dan di sana-sini palung yang sempit turun lebih dalam daripada tempat mana pun di Bumi.

Definisi 26.1 (Bagian-bagian dasar samudra)

• Yang disebut paparan benua adalah tepi benua di bawah laut yang dangkal dan landai.
• Yang disebut lereng benua adalah lereng curam yang menurun dari paparan ke dasar samudra yang dalam.
• Yang disebut dataran abisal adalah bagian dasar samudra yang luas, sangat datar, dan dalam.
• Yang disebut punggung samudra adalah rangkaian panjang pegunungan bawah laut yang menjulang dari dataran abisal.
• Yang disebut palung samudra adalah cekungan panjang, sempit, dan sangat dalam di dasar samudra, sering kali di dekat rangkaian pegunungan atau pulau-pulau gunung api.

Rata-rata, kedalaman samudra sekitar $3700\,\mathrm{m}$, hampir separuh tinggi gunung tertinggi di daratan. Titik terdalamnya, Jurang Challenger di Palung Mariana di Samudra Pasifik, terletak hampir $11\,000\,\mathrm{m}$ di bawah permukaan.

Metode 26.2 (Membaca profil dasar samudra)

1. Bacalah sumbu-sumbunya: jarak secara mendatar, ketinggian atau kedalaman secara tegak, dan perbesaran vertikalnya.
2. Temukan permukaan laut (ketinggian 0) dan pantai-pantai tempat profil memotongnya.
3. Ikuti dasar laut dari sebuah pantai: paparan yang dangkal, lereng yang curam, lalu dataran yang dalam dan datar.
4. Carilah apa yang menjulang dari dataran (punggung) atau turun di bawahnya (palung), lalu bacalah kedalamannya.

Contoh 26.3 (Melintasi Atlantik Selatan)

Pada profil atas, selewat pantai Amerika Selatan, dasar laut turun sampai lebih dari $3000\,\mathrm{m}$ dalamnya dalam jarak kurang dari $300\,\mathrm{km}$. Dataran abisal, yang dalamnya antara $3500\,\mathrm{m}$ dan $5000\,\mathrm{m}$, mengisi sebagian besar lebarnya. Di tengah perjalanan, sekitar $4400\,\mathrm{km}$ sepanjang profil, Punggung Tengah Atlantik menjulang sampai sekitar $2300\,\mathrm{m}$ di bawah permukaan: lebih dari $2000\,\mathrm{m}$ di atas dataran, rangkaian pegunungan yang tersembunyi di bawah laut. Dataran itu kembali mendalam sampai lebih dari $5000\,\mathrm{m}$ sebelum dasar laut naik ke Afrika.

26.2 Air yang asin

Air laut terasa asin karena ada garam-garam yang terlarut di dalamnya. Sebagian besar garam itu berasal dari batuan benua: hujan perlahan-lahan mengikis batuan, dan sungai membawa garam-garamnya yang terlarut ke laut. Sebagian lagi berasal dari mata air panas di dasar samudra.

Definisi 26.4 (Salinitas)

Yang disebut salinitas air laut adalah massa garam yang terlarut dalam satu kilogram air laut. Rata-rata besarnya sekitar $35\,\mathrm{g}$ per kilogram: $3.5\,\%$ dari massa air laut adalah garam.

Salinitas tidak sama di mana-mana. Ketika air laut menguap, airnya pergi tetapi garamnya tertinggal: di tempat Matahari terik dan hujan jarang, laut menjadi lebih asin. Di tempat banyak hujan turun, atau tempat sungai besar bermuara, laut kurang asin. Ketika air laut membeku menjadi es laut, garamnya tertinggal di air di sekitarnya, yang juga menjadi lebih asin. Secara keseluruhan, salinitas rendah di dekat khatulistiwa, tempat banyak hujan turun, dan di dekat kutub; salinitas paling tinggi di lintang tengah, di bawah sabuk-sabuk kering di dekat $30{}^{\circ}$.

26.3 Arus di permukaan

Samudra tidak pernah diam. Angin menyeret permukaannya dan membuat airnya bergerak: angin pasat yang tetap mendorongnya ke barat di dekat khatulistiwa, dan angin baratan mendorongnya ke timur di lintang tengah. Seperti angin, air yang bergerak itu dibelokkan oleh perputaran Bumi: ke kanan di belahan bumi utara, ke kiri di belahan bumi selatan.

Definisi 26.5 (Arus laut dan pilin samudra)

Yang disebut arus laut adalah gerakan air laut yang tetap ke satu arah, seperti sungai di dalam samudra. Yang disebut pilin samudra adalah lingkaran arus laut yang sangat besar yang berputar mengelilingi sebuah cekungan samudra.

Ada lima pilin samudra yang besar: di Atlantik Utara dan Atlantik Selatan, di Pasifik Utara dan Pasifik Selatan, serta di Samudra Hindia. Pilin di belahan bumi utara berputar searah jarum jam, sedangkan pilin di belahan bumi selatan berlawanan arah jarum jam. Di sisi barat setiap samudra, arus pilinnya sempit dan cepat; di sisi timur, arusnya lebar dan lambat.

Di laboratorium — Pilin di dalam piring

Di dalam rumah, isilah sebuah piring bundar yang besar dengan air dan taburkan sejumput merica di permukaannya. Tiuplah perlahan dan terus melintasi piring itu lewat sedotan, selalu ke arah yang sama, di dekat salah satu tepinya. Perhatikan mericanya: air di dekat permukaan mulai bergerak mengikuti tiupanmu, dan tak lama kemudian seluruh permukaan berputar melingkar mengelilingi piring.

Arus yang paling terkenal di antara semuanya adalah Arus Teluk. Arus ini meninggalkan Teluk Meksiko, mengalir ke utara di sepanjang pantai Florida, berbelok ke timur di lepas pantai North Carolina, dan menyeberangi Atlantik ke arah timur laut. Airnya yang hangat bergerak rata-rata dengan kecepatan sekitar $6.4\,\mathrm{km}$ per jam, sampai sekitar $9\,\mathrm{km}$ per jam di permukaan, dan membawa lebih banyak air daripada semua sungai di dunia digabungkan. Arus ini membuat pantai timur Florida lebih hangat pada musim dingin dan membawa udara yang sejuk ke Eropa barat.

26.4 Arus dalam dan panas samudra

Angin menggerakkan arus di permukaan. Jauh di bawah, dalam kegelapan yang dingin di samudra dalam, air juga bergerak, jauh lebih lambat. Di Atlantik Utara bagian paling utara, air hangat yang dibawa Arus Teluk melepaskan panasnya ke udara yang dingin; setelah mendingin, dan menjadi lebih asin ketika es laut terbentuk, air itu menjadi lebih rapat dan tenggelam ke dasar. Air yang dingin dan asin ini merayap ke selatan di sepanjang dasar samudra, sampai ke Antarktika, lalu masuk ke Samudra Hindia dan Samudra Pasifik, tempat air itu perlahan-lahan naik dan kembali di permukaan. Setetes air dapat memerlukan sekitar $1000$ tahun untuk menempuh satu kali putaran lingkaran besar ini, yaitu sabuk konveyor samudra global.

Contoh 26.6 (Seberapa lambat air dalam?)

Lingkaran yang digambar pada peta panjangnya kira-kira $70\,000\,\mathrm{km}$. Jika setetes air memerlukan sekitar $1000$ tahun untuk mengelilinginya, air itu bergerak rata-rata sekitar $70\,000 \div 1000 = 70\,\mathrm{km}$ setahun, yaitu sekitar $200\,\mathrm{m}$ sehari. Arus Teluk, dengan kecepatan $6.4\,\mathrm{km}$ per jam, menempuh sekitar $150\,\mathrm{km}$ dalam sehari: dalam sekitar 11 jam, arus itu menempuh jarak sejauh yang ditempuh air dalam selama setahun penuh.

Bersama-sama, arus permukaan dan arus dalam membawa panas: air hangat mengalir dari daerah tropis ke arah kutub, dan air dingin mengalir kembali ke arah khatulistiwa. Seperti angin, samudra meratakan pemanasan Bumi oleh Matahari yang tidak merata.

26.5 Latihan

Latihan 26.1 ★

Urutkan bagian-bagian dasar samudra ini sesuai urutan yang dijumpai sebuah kapal selam ketika meninggalkan pantai menuju tengah Atlantik: dataran abisal; lereng benua; punggung samudra; paparan benua.

Solusi

Solusi Latihan 26.1.

Mula-mula paparan benua, lalu lereng benua, kemudian dataran abisal, dan akhirnya punggung samudra.

Latihan 26.2 ★

Benar atau salah? Perbaiki kalimat yang salah. (a) Rata-rata, kedalaman samudra sekitar $37\,\mathrm{km}$. (b) Pilin samudra di belahan bumi utara berputar searah jarum jam. (c) Penguapan membuat air laut kurang asin. (d) Arus Teluk adalah arus hangat.

Solusi

Solusi Latihan 26.2.

(a) Salah: sekitar $3700\,\mathrm{m}$, yaitu $3.7\,\mathrm{km}$. (b) Benar. (c) Salah: penguapan mengambil airnya dan meninggalkan garamnya, sehingga airnya menjadi lebih asin. (d) Benar.

Latihan 26.3 ★

Berikan istilah untuk setiap uraian: (a) rangkaian panjang pegunungan di bawah laut; (b) massa garam dalam satu kilogram air laut; (c) lingkaran arus laut yang sangat besar; (d) cekungan panjang, sempit, dan sangat dalam di dasar samudra.

Solusi

Solusi Latihan 26.3.

(a) Punggung samudra. (b) Salinitas. (c) Pilin samudra. (d) Palung samudra.

Latihan 26.4 ★

Pada peta pilin samudra: (a) ke arah mana pilin Atlantik Selatan berputar? (b) Sebutkan satu arus hangat dan satu arus dingin di Atlantik Utara. (c) Angin apa yang mendorong air ke barat di dekat khatulistiwa?

Solusi

Solusi Latihan 26.4.

(a) Berlawanan arah jarum jam. (b) Hangat: Arus Teluk; dingin: Arus Kanari. (c) Angin pasat.

Latihan 26.5 ★★

Sebuah contoh air laut seberat $1\,\mathrm{kg}$ mengandung $35\,\mathrm{g}$ garam. (a) Berapa persen massanya yang berupa garam? (b) Berapa gram garam yang ada dalam $20\,\mathrm{kg}$ air ini? (c) Berapa kilogram air laut yang mengandung $1\,\mathrm{kg}$ garam?

Solusi

Solusi Latihan 26.5.

(a) $35 \div 1000 \times 100 = 3.5~\%$. (b) $20 \times 35 = 700\,\mathrm{g}$. (c) $1000 \div 35 \approx 28.6$: sekitar $29\,\mathrm{kg}$.

Latihan 26.6 ★★

Sonar sebuah kapal memancarkan denyut bunyi tegak lurus ke bawah. Gemanya kembali $6\,\mathrm{s}$ kemudian. Di dalam air laut, bunyi merambat sekitar $1500\,\mathrm{m}$ setiap detik. (a) Berapa jauh bunyi merambat dalam $6\,\mathrm{s}$? (b) Mengapa kedalamannya hanya separuh jarak ini? (c) Berapa kedalamannya? (d) Di atas bagian dasar samudra yang mana kapal itu mungkin berada?

Solusi

Solusi Latihan 26.6.

(a) $1500 \times 6 = 9000\,\mathrm{m}$. (b) Bunyi turun sampai ke dasar lalu naik kembali: bunyi menempuh kedalaman itu dua kali. (c) $9000 \div 2 = 4500\,\mathrm{m}$. (d) Dataran abisal (palung akan lebih dalam, punggung atau paparan lebih dangkal).

Latihan 26.7 ★★

Gunakan profil yang melintasi Atlantik Selatan. (a) Kira-kira berapa kedalaman dataran abisalnya? (b) Pada jarak berapa sepanjang profil letak puncak Punggung Tengah Atlantik, dan berapa kedalamannya? (c) Berapa meter punggung itu menjulang di atas dataran? (d) Mengapa profil itu memerlukan perbesaran vertikal?

Solusi

Solusi Latihan 26.7.

(a) Antara sekitar $3500\,\mathrm{m}$ dan $5000\,\mathrm{m}$. (b) Sekitar $4400\,\mathrm{km}$ sepanjang profil, dengan kedalaman sekitar $2300\,\mathrm{m}$. (c) Sekitar $4500 - 2300 = 2200\,\mathrm{m}$ (antara 1200 dan $2700\,\mathrm{m}$, bergantung pada dataran yang dipilih). (d) Samudra hanya beberapa kilometer dalamnya, tetapi ribuan kilometer lebarnya: jika digambar dengan skala yang sama, seluruh profil akan lebih tipis daripada sebuah garis.

Latihan 26.8 ★★

Laut A terletak di antara dua gurun: hampir tidak pernah hujan di sana dan tidak ada sungai besar yang bermuara ke dalamnya. Laut B, di wilayah yang banyak hujan, menerima banyak sungai besar. Jelaskan mana di antara keduanya yang lebih asin daripada samudra lepas, dan mana yang kurang asin. Gunakan kata-kata penguapan, air tawar, garam tertinggal.

Solusi

Solusi Latihan 26.8.

Laut A lebih asin: Matahari dan udara yang kering menyebabkan penguapan yang kuat, airnya pergi, garam tertinggal, dan hampir tidak ada hujan atau sungai yang membawa air tawar kembali. Laut B kurang asin: sungai-sungainya dan hujannya membawa banyak air tawar, yang mengencerkan garamnya.

Latihan 26.9 ★★

Sebuah pesan di dalam botol dilemparkan ke laut di lepas pantai Florida. (a) Arus mana yang pertama kali membawanya, dan ke arah mana? (b) Ke arah mana botol itu kemudian menyeberangi Atlantik? (c) Jika botol itu terus mengelilingi pilin, di sepanjang pantai mana botol itu akan bergerak ke selatan? (d) Apakah arus ini hangat atau dingin?

Solusi

Solusi Latihan 26.9.

(a) Arus Teluk, ke utara di sepanjang pantai, lalu ke timur laut. (b) Ke timur (timur laut), bersama Arus Atlantik Utara. (c) Di sepanjang pantai Afrika barat laut (serta Spanyol dan Portugal), bersama Arus Kanari. (d) Dingin.

Latihan 26.10 ★★

Arus Teluk bergerak rata-rata dengan kecepatan sekitar $6.4\,\mathrm{km}$ per jam. (a) Berapa jauh airnya bergerak dalam satu hari? (b) Dalam satu minggu? (c) Bandingkan dengan orang yang berjalan kaki dengan kecepatan $5\,\mathrm{km}$ per jam.

Solusi

Solusi Latihan 26.10.

(a) $6.4 \times 24 = 153.6$: sekitar $154\,\mathrm{km}$. (b) $153.6 \times 7 \approx 1075\,\mathrm{km}$. (c) Arus Teluk sedikit lebih cepat daripada orang yang berjalan kaki, tetapi arus itu tidak pernah berhenti, siang dan malam.

Latihan 26.11 ★★★

Rata-rata, kedalaman samudra sekitar $3700\,\mathrm{m}$, dan titik terdalamnya hampir $11\,000\,\mathrm{m}$. (a) Tuliskan kedua kedalaman itu dalam kilometer. (b) Berapa kali lebih dalam titik terdalam itu dibandingkan dengan rata-ratanya? Bulatkan sampai satu tempat desimal. (c) Gema sonar dari titik terdalam: berapa detik yang diperlukannya untuk kembali, dengan $1500\,\mathrm{m}$ setiap detik? (d) Setetes air sabuk konveyor tenggelam di Atlantik Utara. Jika air itu memerlukan sekitar $1000$ tahun untuk menempuh satu putaran, berapa tahun itu dalam pangkat sepuluh?

Solusi

Solusi Latihan 26.11.

(a) $3.7\,\mathrm{km}$ dan $11\,\mathrm{km}$. (b) $11000 \div 3700 \approx 3.0$ kali. (c) Bunyi menempuh $2 \times 11000 = 22\,000\,\mathrm{m}$; $22000 \div 1500 \approx 14.7$: sekitar $15\,\mathrm{s}$. (d) $1000 = 10^3$ tahun.

Latihan 26.12 ★★★

Sabuk konveyor besar samudra dalam bermula di Laut Norwegia, di lepas pantai Norwegia, tempat air hangat yang dibawa Arus Teluk melepaskan panasnya ke udara yang dingin. (a) Dengan memakai peta pilin samudra dan isi bab ini, jelaskan langkah demi langkah bagaimana air hangat itu datang ke sana dari daerah tropis, dan angin apa yang mendorongnya. (b) Jelaskan mengapa air itu kemudian tenggelam. (c) Ke mana air itu pergi sesudahnya?

Solusi

Solusi Latihan 26.12.

(a) Di dekat khatulistiwa, angin pasat mendorong air tropis yang hangat ke barat. Di tepi barat Atlantik, air itu berbelok ke utara bersama Arus Teluk, sebuah arus hangat, di sepanjang Florida dan Amerika Utara. Angin baratan lalu mendorongnya menyeberangi Atlantik ke arah timur laut, sampai ke laut-laut di lepas pantai Norwegia. (b) Di sana air itu melepaskan panasnya ke udara yang dingin: air itu mendingin, dan menjadi lebih asin ketika es laut terbentuk, karena garamnya tertinggal di dalam air. Air yang dingin dan asin itu rapat, sehingga tenggelam ke dasar. (c) Air itu merayap ke selatan di sepanjang dasar samudra, ke arah Antarktika, lalu masuk ke Samudra Hindia dan Samudra Pasifik, tempat air itu perlahan-lahan naik kembali.

26.6 Soal: Pelampung hanyut

Soal 26.1

Soal akhir pekan — sebuah pelampung hanyut dilepaskan di lepas pantai Florida dan terbawa mengelilingi pilin Atlantik Utara; perjalanannya diikuti tahap demi tahap, dan waktu yang diperlukannya untuk satu kali putaran dihitung

Para ilmuwan melepaskan sebuah pelampung hanyut di lepas pantai Florida. Pelampung itu mengapung tepat di bawah permukaan, bergerak mengikuti arus, dan mengirimkan posisinya ke satelit. Baterainya bertahan sekitar satu tahun. Peta menunjukkan keempat tahap perjalanannya mengelilingi pilin Atlantik Utara.

tahap	arus	panjang (km)	kecepatan rata-rata (km per hari)
A	Arus Teluk	3800	100
B	Arus Atlantik Utara	2100	20
C	Arus Kanari	3100	20
D	Arus Khatulistiwa Utara	6100	20

Bagian I — Pelepasan.

1. Di samudra mana, dan di belahan bumi mana, pelampung itu dilepaskan?
2. Ke arah mana pilin itu berputar? Apakah pelampung itu mula-mula terbawa ke utara atau ke selatan?
3. Apakah air pada tahap A hangat atau dingin? Dan pada tahap C? Jelaskan.
4. Angin apa yang menggerakkan arus pada tahap B? Pada tahap D?

Bagian II — Mengelilingi pilin.

5. Berapa hari yang diperlukan untuk tahap A?
6. Berapa hari yang diperlukan untuk tahap B, C, dan D?
7. Berapa panjang total perjalanan mengelilingi pilin itu?
8. Mengapa tahap A jauh lebih cepat daripada tahap-tahap lainnya?

Bagian III — Lamanya perjalanan.

9. Berapa hari yang diperlukan pelampung itu untuk satu kali mengelilingi pilin?
10. Jika satu bulan dianggap 30 hari, berapa bulan itu? Bulatkan sampai bulan bulat terdekat.
11. Pada tahap mana baterainya akan habis, setelah sekitar satu tahun (365 hari)?
12. Berapa bulan lagi daya baterai yang diperlukan pelampung itu agar dapat mengirimkan posisinya sepanjang seluruh putaran?

Solusi

Solusi Soal 26.1.

1. Di Samudra Atlantik, di belahan bumi utara.

2. Searah jarum jam; pelampung itu mula-mula terbawa ke utara.

3. Tahap A (Arus Teluk) hangat: arusnya datang dari daerah tropis. Tahap C (Arus Kanari) dingin: arusnya datang dari lintang yang lebih tinggi, menuju khatulistiwa.

4. Tahap B: angin baratan. Tahap D: angin pasat.

5. $3800 \div 100 = 38$ hari.

6. B: $2100 \div 20 = 105$ hari. C: $3100 \div 20 = 155$ hari. D: $6100 \div 20 = 305$ hari.

7. $3800 + 2100 + 3100 + 6100 = 15\,100\,\mathrm{km}$.

8. Arus Teluk adalah arus yang sempit dan cepat di sisi barat pilin; arus-arus di sisi lainnya lebar dan lambat.

9. $38 + 105 + 155 + 305 = 603$ hari.

10. $603 \div 30 = 20.1$: sekitar 20 bulan.

11. Setelah tahap A, B, dan C, sudah berlalu $38 + 105 + 155 = 298$ hari; hari ke-365 jatuh pada tahap D (Arus Khatulistiwa Utara), $365 - 298 = 67$ hari setelah tahap itu dimulai.

12. $603 - 365 = 238$ hari lagi, yaitu $238 \div 30 \approx 8$ bulan lagi.