TUGAS
GEOLOGI LAUT
HYDROTHERMAL
VENT
Disusun
oleh :
Andi
Wahyu D 230210110013
Aris
Dwi R 230210110027
Arnudin
230210110044
Angga
Meidia P 230210110049
Heri
Abrianto 230210110050
PROGRAM
STUDI ILMU KELAUTAN
FAKULTAS PERIKANAN DAN ILMU KELAUTAN
UNIVERSITAS PADJADJARAN
2012
1.
Apa
itu Hydrothermal Vents?
Hydrothermal Vents adalah retakkan di
permukaan planet yang secara geothermal memanaskan perairan. Hydrothermal vents
biasa ditemukan di dekat daerah yang aktif secara vukanis, area di mana lempeng
tektonik bergerak. Hydrothermal vents biasa ditemukan di bumi karena bumi
secara geologis cukup aktif dan perairan berada di atasnya. Di daratan,
Hydrothermal vents dapat berupa fumarol, mata air panas, dan geyser. Di bawah
laut, Hydrothermal vents biasa disebut Black Smokers.
Di
sebagian besar laut dalam, area sekita Hydrothermal vents secara biologis
sangatlah subur bagi kehidupan sekitarnya dan menjadi tuan rumah bagi berbagai
makhluk hidup yang memanfaatkan bahan kimia terlarut dari lubang Hydrothermal
Vents. Archaea kemosintesis membentuk dasar rantai makanan, mensupport berbagai
organisme seperti cacing tabung raksasa, udang, dan kerang. Hydrothermal Vents
yang aktif dipercaya berada di satelit Jupiter Europa dan Hydrothermal Vents
tua pernah berada di Mars.
2.
Dimana
ditemukan Hydrothermal Vents?
Perairan yang mengelilingi Hydrothermal
Vents biasanya adalah air laut. Massa yang keluar dari Hydrothermal Vents dapat
memanaskan air laut hingga 400oC. Bandingkan dengan temperatur di
laut dalam pada umumnya yang hanya mencapai 2oC. Tekanan yang tinggi
pada kedalaman laut memperluas range temperatur secara signifikan pada kondisi
air yang tetap cair sehingga air tidak menguap. Air pada kedalaman 3000 m dan
temperatur 407oC menjadi supercritical dan keadaan air yang bergaram
memdorong air mendekati titik kritisnya. Beberapa Hydrothermal Vents mengandung
timbunan mineral anhidrat. Tembaga sulfida, besi sulfida, dan seng sulfida.
Tingginya kandungan mineral di sekitar Hydrothermal Vents menyebabkan berbagai eksploitasi
di sekitarnya oleh berbagai perusahaan tambang.
3.
Mekanisme
Hydrothermal Vents?
Proses terjadinya hidrotermal bawah laut
adalah sebagai berikut:
a. Air
laut yang dingin (2 oC) merembas melalui celah-celah ataupun rekahan yang
terdapat di dasar lautan.
b. Air
laut terus merembas jauh ke bawah di dalam kerak samudera. Radiasi energi panas dari batuan cair yang
terletak jauh di bawah dasar laut mendidihkan rembasan air laut hingga suhu
cairan hidrotermal mencapai 350-400 oC.
Setelah rembasan air laut terpanaskan, ia bereaksi dengan batuan sekitar
di dalam kerak samudera. Reaksi kimia
ini merubah cairan hidrotermal dengan cara sebagai berikut :
• Semua kandungan oksigen dalam cairan
menjadi hilang
• Cairan panas ini menjadi bersifat asam
• Cairan ini menangkap logam-logam
terlarut, termasuk besi, tembaga dan seng
• Cairan ini menangkap hidrogen sulfide
c. Cairan
panas ini tidaklah begitu kental sehingga ia lebih ringan dibandingkan
dengan cairan yang lebih dingin. Dengan
demikian cairan hidrotermal menyembur ke atas melalui kerak samudera layaknya
balon udara-panas yang naik ke udara.
d. Cairan
hidrotermal keluar melalui cerobong dan bercampur dengan air laut yang dingin.
Logam-logam dibawa ke atas dalam bentuk fluida bercampur dengan belerang
membentuk meneral yang berwarna hitam yang biasa disebut sulfida logam, kondisi
ini menjadikan kenampakan cairan hidrotermal seperti asap. Banyak faktor yang
memicu terjadinya reaksi ini. Salah satu faktor tersebut adalah suhu yang
dingin, dan faktor lainnya adalah keberadaan kandungan oksigen dalam air laut.
Tanpa adanya unsur oksigen, mineral-mineral tersebut tidak akan pernah
terbentuk.
4.
Jelaskan
Sirkulasi Hydrothermal Vents?
Siklus hidrotermal adalah sirkulasi air panas akibat adanaya intrusi
magma ke bagian kulit bumi sehingga membaut air yang berada di sekitarnya
menjadi panas. Hal ini biasa terjadi di dekat gunung di dalam laut yang masih
aktif, tetapi dapat juga terjadi di lapisan kerak samudera dan kerak benua.
Sirkulasi hidrotermal di lautan adalah
tenggelam air laut dingin padat ke basal dari dasar laut dan dipanaskan di
kedalaman itu lalu naik kembali ke antarmuka air-laut batu karena densitasnya
lebih rendah melalui pertengahan punggungan-samudera.
Ventilasi
hidrotermal adalah lokasi di dasar laut di mana cairan hidrotermal bercampur
dengan air laut di atasnya. Mungkin yang paling dikenal adalah bentuk ventilasi
cerobong disebut sebagai perokok hitam . sirkulasi hidrotermal ini tidak
terbatas pada lingkungan punggungan laut. Sumber air untuk geyser dan sumber
air panas dipanaskan airtanah convecting di bawah dan lateral air panas
ventilasi.
Penyebab
konveksi hal ini dapat:
• Intrusi magma
ke kerak
• Radioaktif
panas yang dihasilkan oleh massa didinginkan dari granit
• Panas dari
mantel
5.
Hubungan
Hydrothermal Vents dengan Biota Laut?
Kehidupan, seperti yang diketahui banyak
orang, dikendalikan oleh matahari. Tetapi makhluk laut dalam tidak mendapatkan
sedikitpun cahaya matahari dan mereka bergantung pada energi dan nutrisi kimia
dari Hydrothermal Vents. Sebelumnya ahli biologi kelautan memperkirakan bahwa
makhluk laut dalam memanfaatkan nutrisi dari ‘hujan’ sisa-sisa makhluk hidup
yang tidak dimanfaatkan makhluk hidup di atasnya. Hal ini membuat mereka tidak
memiliki ketergantungan pada tanaman dan energi matahari. Beberapa makhluk
hidup di sekitar Hydrothermal vents memang mengkonsumsi ‘hujan’ ini, tapi
dengan sistem seperti ini, kehidupan yang terbentuk akan sangat miskin sekali.
Tetapi pada kenyataannya, kepadatan makhluk hidup dasar laut di sekitar zona Hydrothermal
Vents sangat tinggi, sekitar 10,000 hingga 100,000 lebih tinggi dari perkiraan
awal.
Komunitas Hydrothermal Vents mampu
mempertahankan kehidupan yang sangat besar itu karena mereka bergantung pada
bakteri kemosintesis sebagai makanan. Massa yang keluar dari Hydrothermal Vents
mengandung banyak mineral terlarut dan mendukung populasi besar bakteri
kemoautotrofik. Bakteri ini mengandalkan komponen sulfur, umumnya hidrogen
sulfida, bahan kimia yang bersifat sangat beracun bagi sebagian besar makhluk
hidup, untuk membentuk material organik melalui proses kemosintesis.
Ekosistem ini sangat independen terhadap
ketergantungan terhadap matahari, seperti sebagian besar jenis kehidupan di
bumi. Tetapi sesungguhnya sebagian makhluk hidup di ekosistem itu masih
memanfaatkan oksigen yang diproduksi makhluk fotosintetik. Yang lainnya
merupakan makhluk anaerobik, yang merupakan bentuk awal kehidupan di bumi.
Bakteri kemosintetik tumbuh membentuk
lapisan tebal yang menarik perhatian makhluk amphipods dan copepods yang
melahap bakteri secara langsung. Organisme yang lebih besar seperti siput,
udang, kepiting, cacing tabung, ikan, dan gurita membentuk rantai makanan
predasi. Jenis makhluk hidup yang dominan di sekitar Hydrothermal vents
diantaranya adalah annelida, gastropoda, pogonophorans, crustacea, bivalvia,
cacing vestimentiferan, dan udang tanpa mata yang membentuk kehidupan
nonmicrobial.
Cacing tabung adalah bagian penting dari
komunitas Hydrothermal Vents. Cacing tabung bersimbiosis dengan bakteri kemosintesis
di dalam jaringan tubuhnya. Cacing tabung tidak memiliki mulut dan saluran
pencernaan, ia hanya menyerap secara langsung nutrisi kimia dari perairan
sekitarnya untuk memberi makan bakteri yang hidup di dalam jaringannya. Sebagai
gantinya, bakteri memberikan material karbon untuk kehidupan cacing tabung.
Makhluk unik lainnya yang ditemukan di sekitar Hydrothermal Vents adalah siput
yang dilapisi sisik yang terbuat dari senyawa besi dan material organik, dan
cacing Pompeii yang mampu bertahan di lingkungan bertemperatur 80oC.
Telah
ditemukan lebih dari 300 species baru di sekitar Hydrothermal Vents dan
sebagian dari mereka adalah saudara dari makhluk hidup yang bergantung pada
matahari dan terpisah secara geografis dari Hydrothermal Vents.
Bahkan Hydrothermal Vents dipercaya
merupakan asal muasal makhluk hidup yang ada di bumi. Hal itu disampaikan oleh
GünterWächtershäuser dalam jurnal Proceedings of National Academy of Science.
Ia berpendapat bahwa asam amino sederhana dapat terbentuk dari sintesis bahan-bahan
kimia di sekitar Hydrothermal Vents dan dibawa pergi oleh aliran air menuju
perairan yang lebih dingin di mana suhu yang lebih rendah dan kandungan mineral
tanah liat dapat membentuk formasi peptida dan protosel. Ini adalah teori yang
sangat menarik karena kandungan CH4 dan NH3 memang banyak terdapat di sekitar
Hydrothermal Vents. Keterbatasan utama dari teori ini adalah tingginya
temperatur di sekita Hydrothermal Vents yang mengganggu kestabilan molekul
organik.
Temuan
yang luar biasa di dasar laut adalah rekahan hidrotermal laut dalam atau
“Hydrothermal vent” .Pada daerah tersebut terdapat ribuan hewan berkerumun di
sekitar cairan sangat panas yang menyembur dari dasar laut. Ternyata cairan
panas yang menyembur dari dasar laut itu disebabkan oleh gunung api yang kaya
akan logam dan aneka gas yang memberikan energi dan nutrisi yang dibutuhkan
untuk tumbuh kepada mikroorganisme seperti bakteri. Makhluk ini hidup bukan
karena fotosintesis tetapi tumbuh dengan proses yang disebut 'kemosintesis' yang
menyediakan makanan yang dibutuhkan untuk tumbuh yang berdasarkan eksistem
panas yang dihasilkan vulkanik dibawah laut. Beberapa di antara hewan ini
bahkan tidak memiliki mulut atau perut. Sebagai gantinya mereka memiliki
kantung di dalam tubuhnya yang dinamakan 'trofosom' yang dipenuhi mikroba yang
melahap gas vulkanik yang disebut “Hipertermofil” yang berarti "pencinta
panas-menyengat" dan mikroba tersebut menyediakan makanan dan energi untuk
hewan itu dalam proses yang dinamakan simbiosis.
6.
Bagaimana
Keberadaan Biota Laut di Daerah Hydrothermal Vent menguntungkan/ merugikan ?
Sekelompok mikro-organisme
“hipertermofil” ini adalah bentuk kehidupan terpanas yang dikenal di planet ini
dan dapat tumbuh pada suhu hingga 252° F (122° C) bahkan lebih tinggi dari suhu
air mendidih. Mereka tinggal di dalam batuan di sekitar rekahan hidrotermal
yang panas sekali dan memperoleh makanan oleh cairan vulkanik ini. Cara hidup
mereka juga aneh. Hipertermofil laut dalam mendapatkan energi dan karbon dari
gas hidrogen dan karbon dioksida yang ada dalam cairan vulkanik. Mereka
memperoleh energi dengan mengambil elektron di dalam hidrogen dan melepaskannya
ke zat kimia seperti belerang dan karbon dioksida. Beberapa di antaranya bahkan
dapat memproduksi energi dengan melepaskan elektron dari hidrogen ke karat besi
yang mirip dengan karat yang sering dilihat di mobil untuk membuat besi
magnetik hitam, hipertermofil ini bahkan bisa makan batu. Sementara hewan
lainnya dalam ekosistem ini dapat membuat gas metan yang mudah terbakar dan
dapat digunakan oleh manusia untuk menghasilkan listrik.
Selain itu, ternyata protein dalam
organisme ini berguna untuk banyak hal. Ketika ilmuwan dan detektif kepolisian
ingin membuat miliaran salinan DNA dalam tabung reaksi, mereka menggunakan
protein yang disebut 'DNA polimerase' yang berasal dari hipertermofil laut
dalam untuk membuat salinan itu. Protein lain dari mikroba ini disebut
'hidrolase', yang dapat memutuskan rantai besar molekul organik menjadi
sub-unit yang lebih kecil, dapat digunakan untuk membuat zat aditif makanan
seperti pemanis, melembutkan kain katun, menghilangkan noda dari pakaian ketika
kita mencucinya dengan air panas, dan memudahkan ekstraksi minyak dan gas dari
tanah. Kedua, menurut penelitian,ada beberapa mikroba penghuni rekahan
hidrotermal sangat mirip dengan kehidupan di Bumi miliaran tahun yang lalu.
Dengan mengkaji kehidupan di rekahan laut-dalam,manusia dapat mengetahui
bagaimana kehidupan berlangsung ketika Bumi jauh lebih muda dan berbeda dengan
Bumi yang sekarang. Selain itu, jika kehidupan dapat berlangsung tanpa sinar
matahari di tempat bergabungnya air dan batu vulkanik, mungkin hal ini dapat
menopang kehidupan di luar Bumi. Mikroba rekahan hidrotermal juga memberi
gambaran tentang apa yang harus dicari saat mencari kehidupan di Mars dan
beberapa planet dalam sistem tata surya. Salah satu contoh adalah planet Europa
yang mengelilingi Jupiter, yang diperkirakan memiliki laut-dalam yang gelap di
bawah cangkang sedingin es dan gunung api aktif di bagian bawah. Mungkin ada
rekahan hidrotermal di sana dan di tempat lain.
Ternyata rekahan hidrotermal di seluruh
dunia sangat berbeda satu sama lain dan saling menopang kehidupan berbagai
jenis mikroba. Perairan Indonesia salah
satu tempat yang sering teliti untuk mencari rekahan hidrotermal karena
perairan ini adalah salah satu daerah vulkanik paling aktif di dunia. Menurut
penelitian, besar kemungkinan beberapa jenis rekahan hidrotermal yang memiliki
zat kimia dan mikroba yang berlainan mungkin benar-benar saling berdekatan. Hal
ini juga memberi kesempatan untuk memperkenalkan lingkungan yang luar biasa
kepada rakyat Indonesia dan warga dunia.
Berdasarkan uraian diatas , dapat
diketahui bahwa keberadaan biota di daerah Hydrothermal Vent sangat
menguntungkan karena dapat bermanfaat bagi kehidupan manusia, seperti yang
telah di jelaskan diatas.
7.
Apa
itu Kemosintesis?
Kemosintesis merupakan reaksi anabolisme
selain fotosintesis. Kemosintesis adalah konversi biologis satu molekul karbon
atau lebih (biasanya karbon dioksida atau metana), senyawa nitrogen dan sumber
makanan menjadi senyawa organik dengan menggunakan oksidasi molekul anorganik
(contohnya, gas hidrogen, hidrogen sulfida) atau metana sebagai sumber energi.
Kemosintesis adalah anabolisme yang menggunakan energi kimia. Energi kimia yang
digunakan pada reaksi ini adalah energi yang dihasilkan dari suatu reaksi
kimia, yaitu reaksi oksidasi. Organisme autotrof yang melakukan kemosintesis
disebut kemoautotrof.
8.
Mekanisme
Kemosintesis?
Menurut Campbell et al. (2002), prokariota
paling awal adalah organisme kemoautotrof yang mendapatkan energi dari bahan
kimia anorganik dan menghasilkan energinya sendiri dan bukannya menyerap ATP.
Hal ini disebabkan Hidrogen sulfide (H2S) dan senyawa besi (Fe2+) sangat
berlimpah di bumi purbakala, dan sel-sel primitive kemungkinan mendapatkan
energi dari reaksi melibatkan senyawa tersebut. Beberapa arkhaea modern saat
ini dapat bertahan hidup pada sumber mata air panas yang mengandung sulfur dan
melakukan reaksi kimia yang membebaskan energi.
FeS + H2 S
® FeS2
+ H2 + energi bebas
Protein membrane pada prokariota awal
kemungkinan menggunakan sebagian energi bebas yang dihasilkan untuk memecahkan
produk H2 menjadi proton dan electron serta menghasilkan suatu gradient proton
sepanjang membrane plasmanya. Dalam bentuk primitive kemiosmosis, gradient
tersebut kemungkinan dapat menyebabkan terjadinya sintesis ATP.
Campbell et al. (2002), melaporkan
percobaan yang dilakukan oleh Van Niel pada tahun 1930-an untuk mengamati
proses fotosintesis pada bakteri yang membuat karbohidratnya dari CO2 tetapi
tidak melepaskan O2, menyimpulkan bahwa
pada bakteri tersebut CO2 tidak terurai menjadi karbon dan oksigen. Satu
kelompok bakteri menggunakan hydrogen sulfide (H2S) dan bukannya air untuk
fotosintesis, dan menghasilkan titik sulfur (belerang) warna kuning sebagai
produk limbah dengan persamaan kimianya:
CO2 +
2H2S ® CH2O
+ H2O + 2S
Kemampuan melakukan kemosintesis hanya
dimiliki oleh beberapa jenis mikroorganisme, misalnya bakteri belerang nonfotosintetik
(Thiobacillus) dan bakteri nitrogen (Nitrosomonas dan Nitrosococcus). Banyak
mikroorganisme di daerah laut dalam menggunakan kemosintesis untuk memproduksi
biomassa dari satu molekul karbon. Dua kategori dapat dibedakan. Pertama, di
tempat yang jarang tersedia molekul hidrogen, energi yang tersedia dari reaksi
antara CO2 dan H2 (yang mengawali produksi metana, CH4) dapat menjadi cukup
besar untuk menjalankan produksi biomassa.Kemungkinan lain, dalam banyak
lingkungan laut, energi untuk kemosintesis didapat dari reaksi antara O2 dan
substansi seperti hidrogen sulfida atau amonia. Pada kasus kedua,
mikroorganisme kemosintetik bergantung pada fotosintesis yang berlangsung di
tempat lain dan memproduksi O2 yang mereka butuhkan (Isnan, 2007).
Bakteri
nitrogen, seperti Nitrosomonas dan Nitrosococcus memperoleh energi hasil dengan
cara mengoksidasi NH3 yang telah bereaksi dengan CO2 dan membentuk amonium
karbonat ((NH4)2CO3).
(NH4)2CO3 + O2 ® 2
HNO2 +
CO2 + Energi
Jenis bakteri lain yang mampu melaksanakan
kemosintesis antara lain Nitrobacter. Bakteri ini mampu mengoksidasi senyawa
nitrit dalam mediumnya. Hasilnya adalah senyawa nitrat dan membebaskan energi
yang akan dipergunakan untuk menyintesis senyawa organik.
Ca(NO2)2 +
O2 ® Ca(NO3)2
+ Energi
DAFTAR
PUSTAKA
Anonim. 2009. Hydrothermal
Vents . http://sainsrulz.blogspot.com/2009/01/hydrothermal-vents.html
diakses pada tanggal 29 Oktober 2009
Anonim. 2010. Blacksmokers.
http://www.mgi.esdm.go.id/content/blacksmokers
diakses pada tanggal 29 Oktober 2012
Anonim . 2010. Hidrothermal. http://phiin.wordpress.com/2010/10/11/20/.
diakses pada tanggal 29 Oktober 2012
Faturohman, David . 2012. Hydrothermal
Vents. http://blog.ub.ac.id/davidfatkhurrohman/
2012/01/14/hydrothermal-vents/ Diakses pada tanggal 29 Oktober 2012
Mahmud, Ghozali. 2011. Sistem Hidrothermal dan Alterasi . http://thegoldenjubilee.
blogspot.com/2011/07/hidrothermal-sistem-hidrothermal-dan_1383.html.
diakses pada tanggal 29 Oktober 2012
Mahmuddin . 2009. Kemosintesis.
http://mahmuddin.wordpress.com/2009/10/01/
kemosintesis/ diakses pada tanggal 29 Oktober 2012
Priskila,Karinka. 2009. Kemosintesis
di Area Laut Dalam. http://karinkapriskilatehupeiory.
blogspot.com/2009/11/kemosintesis-di-area-laut-dalam.html diakses pada tanggal
29 Oktober 2012
thanks mas bro
BalasHapus