Perbedaan Intensitas cahaya matahari di laut dalam dan dangkal

Intensitas cahaya matahari yang masuk ke perairan baik periran dangkal dan perairan dalam berbeda-beda. Pada perairan dangkal, cahaya dapat menembusi sampai pada dasar perairan. Pada perairan dalam, cahaya hanya akan sampai pada kedalaman tertentu. Perbedaan intensitas cahaya di laut dangkal dan laut dalam, serta faktor yang mempengaruhinya akan dijelaskan lebih lanjut dalam artikel ini.

A. Spektrum Elektromagnetik

Gelombang elektromagnetik adalah gelombang yang memancar tanpa melalui medium rambat bermuatan magnet dan listrik. Cahaya nampak memberikan sebanyak 40 % energi bumi yang diterima oleh matahari. Sisa cahaya matahari yang diterima bumi merupakan cahaya tak nampak yakni 50 % cahaya infra merah, 9 % energi uktraviolet (UV) dan 1 % adalah x-ray atau gelombang mikro (microwaves). Radiasi elektromagnetik terbentuk dari gelombang elektromagnetik yang ditentukan oleh panjang dan frekuensinya. Dari seluruh spektrum elektromagnetik, mata manusia hanya mampu melihat bagian kecil dari gelombang elektromagnetik dalam bentuk cahaya.

Berdasarkan panjang gelombang, sinar Ultraviolet, Sinar-X dan Sinar gamma merupakan gelombang elektromagnetik yang memiliki energi tertinggi dengan frekuensi tinggi dan panjang gelombang pendek. Tipe sinar ini berbahaya bagi tubuh.

Gelombang Radio, Microgelombang dan infra merah adalah gelombang berfrekuensi rendah dan memiliki gelombang panjang. Tipe gelombang ini memiliki energi rendah dan tidak berbahaya bagi tubuh manusia.

Gelombang elektromagnetik. Sumber Wikipedia. 

A.1. Spektrum Elektromagnetik cahaya di laut

Sekitar setengah sinar matahari yang mencapai bumi di serap oleh laut dan darat, dimana sinar matahari ini sementara akan disimpan pada permukaan. Hanya sekitar seperlima sinar matahari yang masuk di serap oleh atmosfer. Panas yang dismpan di laut, sebagian akan dikembalikan ke atmosfer, kebanyakan terjadi melalui penguapan dan sinar inframerah. Sisanya akan diangkut oleh laut ke daerah lain terutama pada daerah lintang tengah. 

Panas yang hilang di laut tropis adalah panas yang dibutuhkan untuk menggerakan siklus atmosfer. Dan radiasi yang tersimpan dalam laut dari musim panas ke musim dingin membantu memperbaiki iklim bumi.

Spektrum elektromagnetik cahaya di laut. Sumber marinebiology.org 

Gambar di atas, dapat dijelaskan sebagai berikut :

• Air menyerap sinar cahaya sangat cepat sampai pada daerah yang mungkin dapat ditembusi cahaya (600 kaki di bawah permukaan laut).
• Penyerapan cayaha oleh air berbeda-beda. Ujung spketrum merah pada spektrum cahaya di serap pada perairan dangkal sedangkan spektrum biru dan hijau memiliki penetrasi sampai pada laut dalam.

B. Intensitas cahaya matahari di laut dangkal

Ketika sinar matahari menembusi permukaan laut dan menyebar ke dalam kolom perairan, besar  energi elektromagnetik yang diserap dan disebarkan ditentukan oleh tingkat kejernihan air. Konsentrasi warna terlarut dan partikel-partikel yang mebentuk campuran air. Penting untuk di ketahui bahwa kedalaman laut lebih besar dari kedalaman penetrasi sinar matahari.

Dalam hal ini, variabilitas bidang cahaya di bawah kondisi cahaya tertentu dan bidang gelombang permukaan (Walker 1994) sebagian besar ditentukan oleh distribusi materi optik penting terlarut dan tersuspensi dalam kolom perairan. Intensitas cahaya akan berkurang dengan bertambahnya kedalama. Pada perairan dangkal dimana kedalaman perairan lebih kecil dari kemampuan penetrasi cahaya, sebagian besar cahaya akan sampai pada dasar laut. Energi cahaya yang diserap, direfleksikan kembali ke permukaan air atau dipancarkan sebagai fluoresensi. 

Cahaya yang sampai pada perairan yang danngkal tidak hanya dipengaruhi oleh sifat campuran partikel terlarut tetapi juga oleh kedalaman dan sifat dasar perairan. Tergantung dari kedalaman air dan sifat optik bentik, sehingga intensitas cahaya mungkin saja akan berkurang dengan cepat dengan bertambahnya kedalaman atau sebaliknya akan bertambah dengan bertambahnya kedalamanan (Maritorena et al. 1994). 

Ketika cahaya membentur suatu permukaan, maka ada 3 hal yang dapat terjadi yaitu:

1. cahaya dapat disebarkan dan dipantulkan oleh molekul benda,
2. cahaya dapat melewati benda dan 
3. cahaya diserap oleh benda tersebut.

Ketiga hal di atas yang juga akan terjadi jika cahaya melewati permukaan air laut. Ketika cahaya matahari di pantulkan ke permukaan perairan, dan dititrasi ke dalam perairan yang mengandung materi-materi terlarut, materi tersuspensi, termasuk fitoplankton dan hewan laut, maka :

• Partikel-partikel laut akan menyebarkan atau menyerap sinar matahari tersebut. 
• Phytoplankton akan menyerap sinar merah dan biru, dan memantulkan sinar biru. 
• Hewan laut akan beradaptasi terhadap sinar matahari di sekitar mereka. 
• Sinar matahari yang masuk ke dalam perairan mungkin akan hilang di perairan dalam. 

Intensitas cahaya di laut
Sumber : http://www.biology.duke.edu/johnsenlab/pdfs/pubs/oceanus.pdf 

C. Intensitas cahaya di laut dalam

Beberapa ratus meter dari pantai, kita dapat melihat air biru yang luar biasa jernih. Karena di laut terbuka, memiliki konsentrasi partikel dan materi terlarut yang lebih sedikit. Cahaya yang masuk tidak disebar atau diserap sebanyak cahaya yang masuk pada perairan pesisir.

Pada saat kita melakukan penyelaman di laut terbuka, maka yang akan kita lihat cahaya biru di samping, cahaya putih berada di atas dan gelap di bawah kita. Hal ini dikarenakan panjang berkas sinar cahaya yang masuk ke laut dalam tidak sepanjang kedalaman lautan.

Gelap gulitanya laut yang dalam telah diakui secara ilmiah oleh para ilmuwan. Menurut para ilmuwan, air tidak hanya merubah warna sinar matahari, tapi juga secara drastis merubah intensitasnya. Di laut terbuka yang jernih, cahaya tampak dapat menembusi kedalaman 75 meter, namun intensitasnya tinggal 10% dibanding di permukaan, dan pada kedalaman 150 meter hanya tinggal 1% saja.

Kondisi cahaya akan mempengaruhi fungsi penglihatan manusia dan ikan-ikan. Mata manusia berfungsi dengan baik pada saat terang seperti siang hari hingga pada saat hanya terdapat bintang di langit, dengan kisaran kira-kira sebesar 12 orde magnitudo dimana setiap orde menyatakan 10 kali perbedaan. Mata ikan laut dalam diperkirakan dapat berfungsi hingga kedalaman 1000 meter. Namun demikian, mata ikan memiliki kemampuan adaptasi yang sangat baik dan barangkali 10 hingga 100 kali lebih sensitif daripada mata manusia. Di kedalam lebih dari 1000 meter, ada beberapa binatang yang memiliki fungsi penglihatan yang mampu mendeteksi bioluminescence (emisi cahaya oleh organisme hidup).

Bioluminescence sendiri merupakan hal yang lumrah karena ia memberikan kemampuan untuk mempertahankan diri yang sangat berarti bagi binatang yang bersangkutan. Cahaya ini membantu binatang untuk mencari makanan, menarik perhatian pasangannya dan mempertahankan diri dari serangan pemangsanya.

Pada kedalaman 200 meter, masih terdapat cahaya untuk melakukan fotosintesis, bagian lautan ini disebut sebagai zona epipelagis. Ke zona dibawahnya (mesopelagis), sinar matahri yang masuhk masih dapat dilihat, tetapi tidak dapat digunakan dalam proses fotosintesis. Pada kedalaman 1000 meter, disebuut sebagai zona afotik, dimana sudah tidak ada lagi cahaya menembusi kedalaman tersebut. Pembagian zonasi laut yang penting bagi kehidupan organisme dapat dilihat pada artikel ini.