Sirkulasi Termohalin: Sabuk Konveyor Lautan Global

Lautan bumi merupakan satu kesatuan massa air yang secara konstan terus bergerak. Layaknya sebuah sabuk konveyor, massa air lautan bumi terus menerus bersirkulasi dari suatu wilayah bumi ke wilayah lainnya. Tidak hanya pada permukaan lautan, air laut dalam juga selalu bersirkulasi. Air laut dalam bersirkulasi melalui sebuah proses yang disebut dengan sirkulasi termohalin atau the Global Ocean Conveyor Belt.

Mengenal Sirkulasi Termohalin

Sumber: Molly Bretmün

Thermohaline Circulation atau Sirkulasi Termohalin adalah suatu proses pergerakan arus lautan berskala besar yang disebabkan oleh perbedaan dalam karakteristik temperatur dan salinitas lautan. Proses ini secara terus menerus bekerja membawa air laut dalam ke permukaan dan juga mensirkulasikan air laut di permukaan ke kedalaman lautan.

Teori pergerakan sirkulasi termohalin pertama kali dikemukakan oleh Henry Stommel dan Arnold Arons pada tahun 1960. Proses ini mengangkut energi panas, nutrisi, partikel-partikel padatan, dan material lain hingga jarak yang sangat jauh di lautan. Sirkulasi termohalin juga mendorong air permukaan yang lebih hangat ke kutub dari lautan subtropis, yang membantu mempengaruhi iklim pesisir negara-negara di lintang tinggi.

Samudera sebagai Lapisan-lapisan dengan Karakteristik yang Berbeda

Menurut karakteristik densitasnya, lautan dapat disusun menjadi lapisan-lapisan dengan massa air berdensitas tertinggi berada di dasar laut dan massa air dengan densitas terendah berada di dekat permukaan. Stratifikasi lautan berdasarkan massa jenisnya seperti ini dapat paling mudah terlihat pada daerah tropis dan lintang menengah karena perbedaan suhu antara air permukaan dan air laut dalamnya yang besar.

Seperti massa udara, massa air dengan kepadatan yang berbeda sering kali tidak mudah bercampur dan cenderung mengalir di atas atau di bawah satu sama lain. Massa air diberi nama berdasarkan posisi relatifnya. Pada garis lintang tropis hingga menengah, umumnya terdapat lima pembagian massa air, yaitu:

Surface water (air permukaan), hingga kedalaman 200 meter.
Central water, hingga batas termoklin.
Intermediate water, hingga kedalaman 1.500 meter.
Deep water, air dibawah lapisan intermediate namun tidak menyentuh dasar lautan, hingga kedalaman 4.000 meter.
Bottom water, air yang bersentuhan dengan dasar lautan.

Proses Pembentukan Sirkulasi Termohalin

Berbeda dengan sistem arus permukaan yang utamanya disebabkan oleh aliran angin, sirkulasi termohalin merupakan bagian dari sirkulasi lautan global yang disebabkan oleh perbedaan dalam densitas air laut. Densitas air laut erat kaitannya dengan suhu dan salinitas, oleh karena itu sistem arus ini dinamakan sirkulasi thermo(suhu)-haline(salinitas).

Pergerakan arus permukaan yang tersusun dari sistem gyre cenderung lebih kuat dibandingkan dengan arus termohalin yang mengandalkan perbedaan densitas air. Rata-rata kecepatannya 1 cm per detik sehingga satu siklus berlangsung dalam kurun waktu yang sangat lama. Meskipun proses ini berlangsung relatif lambat, volume air yang terpengaruh olehnya sangat besar. Hal ini dikarenakan cakupannya yang mencakup massa air di dekat permukaan hingga massa air di dasar samudera.

Faktor Temperatur dan Salinitas

Sumber: Unsplash

Perbedaan pada temperatur dan salinitas berpengaruh besar pada karakteristik densitas massa air di lautan. Pada beberapa wilayah samudera, pendinginan yang disertai dengan pengupan yang tinggi menyebabkan densitas air permukaan menjadi cukup tinggi untuk tenggelam ke dasar lautan. Perbedaan temperatur pada umumnya disebabkan oleh pemanasan/pendinginan yang terjadi pada permukaan laut.

Salinitas massa air laut dipengaruhi oleh surface freshwater flux. Evaporasi dan pembentukan es lautan meningkatkan salinitas, sedangkan presipitasi, run-off dari daratan, dan pencairan es menurunkan salinitas.

Pada wilayah kutub bumi, temperaturnya yang sangat rendah menyebabkan sejumlah volume massa air membeku membentuk bongkahan es lautan. Pada saat bongkahan es lautan terbentuk, kandungan garam pada air yang membeku tertinggal sehingga menyebabkan salinitas air laut di sekitar lokasi pembentukannya menjadi semakin tinggi. Saat salinitas air laut meningkat, densitasnya juga meningkat sehingga massa air pada wilayah sekitar pembentukan es akan mulai mengalami downwelling. Air pemukaan lalu bergerak menggantikan massa air dingin yang bergerak turun ke dasar samudra. Proses ini memulai pergerakan arus laut dalam yang mengerakkan sirkulasi termohalin.

Proses-proses pada Sirkulasi Termohalin

Sumber: Wikimedia Commons

Sirkulasi termohalin terdiri dari beberapa proses, yaitu:

Pembentukan arus air laut dalam Pada daerah-daerah lintang tinggi, dinginnya temperatur menyebabkan air dengan salinitas tinggi mengalami downwelling ke dasar lautan. Pembentukan arus air laut dalam ini terjadi di beberapa wilayah, Laut Greenland-Norwegia, Laut Labrador, Laut Mediterania, Laut Weddell, dan Laut Ross.
Pergerakan deep western boundary currents (DWBC), beberapa DWBC yaitu, North Atlantic Deep Water, NADW, dan Antarctic Bottom Water, AABW.
Upwelling Upwelling merupakan fenomena pergerakan air yang dingin dan kaya nutrisi dari laut dalam ke permukaan. Proses ini penting dalam sirkulasi vertikal lautan.
Near-surface Current Sirkulasi termohaline juga memiliki hubungan dengan arus permukaan, termasuk didalamnya Gulf Stream yang sebagian dipengaruhi sirkulasi termohalin (pengaruh utama pembentuk Gulf Stream adalah angin)