Mengenal Oksigen Terlarut: Napas Tersembunyi Kehidupan Laut

Laut tampak penuh air, tetapi kehidupan di dalamnya tidak cukup hanya membutuhkan air. Ikan, udang, kepiting, plankton, cacing laut, karang, lamun, dan banyak organisme lain juga membutuhkan oksigen. Bedanya, mereka tidak mengambil oksigen langsung dari udara seperti manusia, melainkan dari oksigen yang larut di dalam air. Oksigen inilah yang disebut oksigen terlarut atau dissolved oxygen.

Oksigen terlarut sering disingkat DO. Ia adalah jumlah oksigen molekuler O2 yang berada di dalam air dan tersedia bagi organisme perairan. Dalam data lingkungan, DO sering dinyatakan dalam miligram per liter, mg/L, atau dalam mikromol per kilogram, µmol/kg. Angka ini terlihat sederhana, tetapi maknanya sangat besar: ia dapat menentukan apakah suatu perairan nyaman, tertekan, atau bahkan berbahaya bagi kehidupan tertentu.

Secara kimia, oksigen terlarut dapat ditulis sederhana sebagai O2(aq). Simbol aq berarti oksigen berada dalam fase terlarut di air. Gas oksigen dari atmosfer dapat masuk ke laut melalui pertukaran udara-laut, terutama saat permukaan air bergelombang, tercampur, atau terkena angin. Fitoplankton dan tumbuhan laut juga dapat menghasilkan oksigen melalui fotosintesis ketika cahaya dan nutrien tersedia.

Persamaan fotosintesis yang sering dikenalkan di sekolah adalah 6CO2 + 6H2O + cahaya → C6H12O6 + 6O2. Dalam konteks laut, fitoplankton menggunakan karbon dioksida dan air dengan bantuan cahaya untuk menghasilkan bahan organik dan oksigen. Karena itu, pada siang hari di lapisan yang mendapat cahaya, fotosintesis dapat menambah oksigen terlarut.

Namun laut bukan hanya tempat oksigen dihasilkan. Laut juga tempat oksigen digunakan. Ikan bernapas. Zooplankton bernapas. Mikroba bernapas. Bahan organik yang membusuk diuraikan oleh mikroorganisme dan proses itu memakai oksigen. Dalam bentuk sederhana, respirasi dapat ditulis sebagai C6H12O6 + 6O2 → 6CO2 + 6H2O + energi. Jadi, oksigen laut selalu berada dalam tarik-menarik antara produksi dan pemakaian.

Di sinilah oksigen terlarut menjadi menarik. Ia bukan angka yang berdiri sendiri. Ia adalah hasil pertemuan fisika, kimia, dan biologi. Fisikanya berbicara tentang suhu, salinitas, tekanan, pencampuran, angin, gelombang, arus, stratifikasi, dan kedalaman. Kimianya berbicara tentang kelarutan gas, karbon, nutrien, bahan organik, dan reaksi oksidasi. Biologinya berbicara tentang fotosintesis, respirasi, mikroba, ikan, plankton, dan ekosistem.

Dari sisi fisika, suhu sangat memengaruhi oksigen terlarut. Air yang lebih dingin dapat menyimpan oksigen lebih banyak dibanding air yang lebih hangat. Itulah sebabnya laut yang memanas dapat menghadapi tekanan tambahan: bukan hanya organisme mengalami stres suhu, tetapi kemampuan air menyimpan oksigen juga menurun. Dalam bahasa sederhana, air hangat lebih sulit menahan napas laut.

Salinitas juga berpengaruh. Air yang lebih asin umumnya memiliki kemampuan melarutkan oksigen sedikit lebih rendah dibanding air yang lebih tawar pada suhu yang sama. Tekanan dan kedalaman juga ikut berperan dalam sifat fisik air, meskipun dalam pembacaan habitat laut, suhu, salinitas, pencampuran, dan proses biologis sering menjadi faktor yang sangat penting.

Pencampuran permukaan dapat menambah oksigen ke laut. Angin dan gelombang membantu mempertemukan atmosfer dengan permukaan air. Ketika air tercampur, oksigen dari permukaan dapat dibawa ke lapisan bawah. Namun jika laut terlalu berlapis atau sangat stabil, oksigen dari permukaan sulit menembus ke bawah. Di sinilah stratifikasi, termoklin, haloklin, dan piknoklin berhubungan dengan oksigen.

Lapisan atas laut biasanya lebih mudah mendapat oksigen karena dekat dengan atmosfer dan cahaya. Lapisan bawah tidak selalu seberuntung itu. Jika pencampuran lemah dan respirasi mikroba terus memakai oksigen, maka oksigen di bawah permukaan dapat menurun. Dalam beberapa kondisi, terbentuk zona oksigen rendah. Jika oksigen sangat rendah, organisme yang sensitif dapat terganggu, berpindah, atau mati.

Istilah hipoksia sering digunakan untuk menggambarkan kondisi oksigen rendah yang dapat menekan kehidupan perairan. Ambang yang sering dipakai dalam banyak kajian adalah sekitar 2 mg/L, meskipun respons organisme berbeda-beda. Beberapa spesies dapat bertahan pada oksigen rendah, sementara spesies lain membutuhkan kadar oksigen lebih tinggi. Karena itu, angka DO harus selalu dibaca bersama jenis organisme dan konteks ekosistem.

Jika oksigen hampir habis, kondisi dapat menjadi anoksia. Dalam kondisi seperti itu, banyak organisme aerobik tidak dapat bertahan. Proses kimia dan mikrobiologi juga berubah. Di beberapa lingkungan, kekurangan oksigen dapat memicu bau tidak sedap, perubahan warna sedimen, dan munculnya proses reduksi yang tidak sehat bagi banyak bentuk kehidupan. Ini menunjukkan bahwa oksigen bukan sekadar parameter, tetapi penyangga utama kehidupan laut.

Namun oksigen rendah tidak selalu berarti laut rusak oleh manusia. Di beberapa wilayah samudra, zona oksigen minimum dapat terbentuk secara alami karena kombinasi produktivitas, respirasi, sirkulasi, dan ventilasi yang lemah. Tetapi aktivitas manusia dapat memperburuk kondisi oksigen, terutama di pesisir, melalui limpasan nutrien, eutrofikasi, ledakan alga, dan pembusukan bahan organik.

Eutrofikasi terjadi ketika terlalu banyak nutrien masuk ke perairan, misalnya dari limbah domestik, pertanian, tambak, atau aliran sungai. Nutrien dapat memicu pertumbuhan fitoplankton atau alga. Pada awalnya perairan mungkin tampak lebih produktif. Tetapi ketika biomassa itu mati dan terurai, mikroba menggunakan oksigen dalam jumlah besar. Akibatnya, oksigen terlarut dapat turun tajam, terutama di lapisan bawah.

Inilah pelajaran penting: klorofil-a tinggi tidak selalu berarti baik. Jika peningkatan plankton seimbang dengan ekosistem, ia dapat mendukung rantai makanan. Tetapi jika terjadi bloom yang berlebihan dan kemudian membusuk, oksigen dapat terkuras. Maka pembacaan laut harus hati-hati. Produktivitas, oksigen, suhu, arus, dan kualitas air harus dibaca bersama.

Oksigen terlarut juga berhubungan erat dengan ikan pelagis. Ikan perenang aktif seperti tuna, cakalang, dan tongkol membutuhkan oksigen untuk mendukung metabolisme dan aktivitas berenang. Jika lapisan tertentu memiliki suhu yang sesuai tetapi oksigennya terlalu rendah, ikan mungkin tidak nyaman berada di sana. Sebaliknya, jika ada lapisan dengan suhu, oksigen, dan makanan yang sesuai, wilayah itu bisa menjadi ruang hidup yang lebih menarik.

Tetapi sekali lagi, oksigen bukan peta ikan. DO membantu membaca kenyamanan habitat, bukan memastikan lokasi ikan. Ikan tetap dipengaruhi suhu, arus, kedalaman, makanan, cahaya, musim, fase hidup, predator, tekanan penangkapan, dan keselamatan. Oksigen adalah satu lapisan penting dalam cerita yang lebih besar.

Oksigen juga dapat berubah harian. Di perairan dangkal yang banyak tumbuhan air atau fitoplankton, DO bisa meningkat pada siang hari karena fotosintesis, lalu menurun pada malam hari karena respirasi tetap berlangsung sementara fotosintesis berhenti. Karena itu, pengukuran pagi dan siang dapat memberi hasil berbeda. Waktu pengamatan sangat penting.

Di muara dan pesisir, perubahan oksigen bisa lebih cepat. Air sungai membawa bahan organik, sedimen, nutrien, dan kadang limbah. Pasang surut membawa air laut masuk dan keluar. Angin dan gelombang mencampur permukaan. Pada musim hujan, aliran darat meningkat. Pada musim panas dan tenang, stratifikasi bisa menguat. Semua ini membuat oksigen pesisir sangat dinamis.

Secara akademis, oksigen terlarut dapat diukur dengan beberapa cara. Sensor optik DO banyak digunakan dalam instrumen modern karena praktis dan dapat bekerja terus-menerus. Ada juga metode kimia klasik seperti metode Winkler, yang lama menjadi standar untuk pengukuran oksigen terlarut secara teliti. Dalam metode ini, oksigen di dalam sampel air diikat melalui reaksi kimia, lalu dihitung melalui titrasi. Ini menunjukkan bahwa di balik satu angka DO, ada ilmu pengukuran yang serius.

Dalam model laut, oksigen sering menjadi bagian dari model biogeokimia. Model seperti ini tidak hanya menghitung arus dan suhu, tetapi juga nutrien, fitoplankton, bahan organik, respirasi, dan oksigen. Namun model oksigen lebih kompleks daripada sekadar suhu permukaan, karena ia sangat bergantung pada proses biologis dan kimia yang bervariasi menurut waktu, kedalaman, dan lokasi.

Oksigen juga menjadi bagian penting dari kesehatan laut global. Pemanasan laut dapat mengurangi kelarutan oksigen dan mengubah stratifikasi. Stratifikasi yang lebih kuat dapat menghambat ventilasi ke lapisan bawah. Aktivitas manusia di pesisir dapat menambah nutrien dan bahan organik. Gabungan faktor ini dapat meningkatkan risiko deoksigenasi di beberapa wilayah. Karena itu, oksigen terlarut bukan hanya isu lokal, tetapi juga bagian dari perubahan laut yang lebih luas.

Bagi Aceh, oksigen terlarut penting untuk dibaca dalam banyak konteks: muara, tambak, pelabuhan, pesisir, perairan pulau kecil, laut dalam, dan daerah penangkapan ikan pelagis. Di muara, DO dapat dipengaruhi bahan organik dan aliran sungai. Di perairan terbuka, DO berkaitan dengan massa air, arus, suhu, dan kedalaman. Di sekitar habitat pesisir, DO berhubungan dengan kualitas air dan kesehatan ekosistem.

Dalam Ocean Intelligence, oksigen terlarut membantu memperhalus pembacaan habitat. Kita tidak hanya bertanya apakah suhu sesuai. Kita juga bertanya apakah air cukup bernapas. Kita tidak hanya bertanya apakah klorofil meningkat. Kita juga bertanya apakah peningkatan itu sehat atau berpotensi menurunkan oksigen setelah pembusukan. Kita tidak hanya bertanya di mana ikan, tetapi apakah lingkungan di sana mendukung kehidupan.

Dalam Ocean Health Watch, DO adalah parameter yang sangat penting. Oksigen rendah dapat menjadi tanda tekanan ekosistem, terutama jika terjadi bersama bau, kematian ikan, warna air tidak biasa, bloom alga, atau limpasan bahan organik. Tetapi laporan seperti ini tetap harus diverifikasi dengan pengukuran lapangan, karena kesimpulan lingkungan tidak boleh dibuat hanya dari dugaan visual.

Untuk anak-anak Indonesia, oksigen terlarut dapat dijelaskan seperti ini: ikan juga bernapas, tetapi bukan dengan udara bebas seperti manusia. Ikan mengambil oksigen yang larut di air melalui insangnya. Jika oksigen di air terlalu sedikit, ikan bisa stres seperti manusia yang berada di ruangan pengap. Maka menjaga laut berarti juga menjaga agar air tetap dapat bernapas.

Oksigen terlarut mengajarkan bahwa kehidupan laut tidak hanya terlihat dari banyaknya ikan atau hijaunya air. Kehidupan juga bergantung pada sesuatu yang tidak tampak: gas kecil yang larut di antara molekul air. Tanpa oksigen yang cukup, laut yang tampak tenang pun bisa menjadi ruang yang sulit bagi banyak makhluk.

Pada akhirnya, oksigen terlarut membuat kita melihat laut dengan lebih lembut. Laut bukan hanya permukaan, bukan hanya peta, bukan hanya angka tangkapan. Laut adalah ruang napas. Di dalamnya ada organisme kecil dan besar yang bergantung pada keseimbangan halus antara cahaya, suhu, nutrien, arus, mikroba, dan oksigen.

NELAYA-AI ingin memperkenalkan oksigen terlarut sebagai bagian dari pendidikan laut yang bertanggung jawab. Bukan untuk menakut-nakuti, bukan pula untuk membuat klaim berlebihan, tetapi untuk membantu masyarakat memahami bahwa kesehatan laut sering ditentukan oleh hal-hal yang tidak terlihat oleh mata.