Palung Mariana, Semakin Dalam Semakin Panas?

 

Palung Mariana merupakan laut terdalam di bumi yang memiliki bentuk cekungan melengkung dan membentang sejauh 1.580 mil atau sekitar 2.540 kilometer. Nama palung terdalam ini diambil dari nama kepulauan yang berada paling dekat dengan lokasinya, yaitu Kepulauan Mariana. Tepatnya palung ini terletak di dasar parit utama di sebelah barat daya Guam (pulau di Samudra Pasifik) dengan letak astronomisnya Palung Mariana berada pada 11 21 Lintang Utara dan 142 12 Bujur Timur.

Dengan ukuran lebar sekitar 43 mil atau setara dengan 69 kilometer, penampakan dari palung ini seperti lembah berdinding curam yang memiliki titik terdalam Palung Mariana bernama Challenger Deep. Nama tersebut diambil dari nama kapal HMS Challenger. Pada tahun 2014, peneliti dari University of New Hampshire yang melakukan ekspedisi di Palung Mariana mendapati bahwa kedalaman Challenger Deep adalah 10.984 meter.

Jika Palung Mariana dibalik menjadi sebuah gunung, maka ukurannya akan jauh lebih tinggi daripada puncak tertinggi di dunia, yaitu Gunung Everest yang diketahui memiliki ketinggian 8850 m dpl, sementara kedalaman Palung Mariana hampir mencapai 11.000 m. Diperkirakan sudah terbentuk sejak 180 juta tahun lalu akibat adanya tumbukan antara Lempeng Tektonik Pasifik dengan Lempeng Filipina, yang menyebabkan kedalaman dari palung ini sangatlah ekstrim.

Benar adanya bahwa semakin dalam lautan maka semakin besar pula tekanannya. Peneliti memperkirakan tekanan dalam Palung Mariana dapat mencapai 703 kg/ m2 yang mana tekanan tersebut setara dengan 1000 kali tekanan di permukaan laut. Akibat dari dalamnya Palung Mariana, sinar matahari tidak dapat menembus kedalaman tersebut sehingga suhu secara umum dalam Palung Mariana mencapai 1C -- 4C. Namun uniknya, di dasar Palung Mariana juga ditemukan lubang ventilasi Hidrotermal atau Hydrothermal Vents yang merupakan retakan di dasar laut yang mengeluarkan gas panas dari perut bumi. Lubang hidrotermal yang ada di dasar Palung Mariana ini diketahui mengeluarkan zat asam dengan suhu mencapai 300C.

Ventilasi Hidrotermal - id.pinterest.com/pin/295971006761775402/

Ventilasi hidrotermal atau hydrothermal vents yang mengeluarkan semburan air dengan suhu yang sangat tinggi menyebabkan suhu di dasar laut bisa menjadi sangat panas. Sering kali ditemukan berlokasi di dasar laut dengan bentuk paling umum ialah ventilasi cerobong atau biasa dikenal dengan sebutan perokok hitam . Dalam keunikan bawah laut ini, ventilasi hidrotermal memiliki siklus tersendiri. Siklus hidrotermal terbentuk berdasarkan sirkulasi air panas akibat adanya intrusi magma ke bagian kulit bumi yang membuat air di sekitarnya menjadi panas. Umumnya sirkulasi hidrotermal ini kerap kali dijumpai terjadi di dekat gunung dasar laut yang masih aktif, tetapi tak jarang juga dijumpai terjadi di lapisan kerak samudra dan kerak benua. Sirkulasi hidrotermal di lautan dimulai dari tenggelamnya 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-samudra. Sirkulasi ini tidak terbatas pada lingkungan pegunungan laut. Sumber air untuk geyser dan sumber air panas dipanaskan dan disalurkan dari air tanah di bawah dan lateral air panas ventilasi. Hidrotermal sel konveksi beredar di mana saja, memiliki anomali sumber panas, seperti mengganggu magma atau vulkanik ventilasi, datang ke dalam kontak dengan sistem air tanah. Yang menyebabkan konveksi dari hidrotermal ini tak lain ialah dikarenakan adanya intrusi magma di kerak, radioaktif panas yang berasal dari massa didinginkan oleh granit, dan panas dari mantel.

Selain itu, ventilasi hidrotermal juga mengarah pada sistem transportasi dan sirkulasi air di dalam lapisan kulit batuan bawah laut, umumnya dari daerah batu panas ke daerah batu dingin. Terjadinya hidrotermal bawah laut dimulai dengan proses air laut yang dingin (2C) meresap melalui celah-celah ataupun rekahan yang terdapat di dasar lautan. Air laut ini kemudian terus merembes jauh ke bawah di dalam kerak samudera. Radiasi energi panas dari batuan cair yang terletak jauh di bawah dasar laut mendidihkan rembesan air laut hingga suhu cairan hidrotermal mencapai 350-400C. Setelah air laut tersebut memanas, ia bereaksi dengan batuan sekitar di dalam kerak samudera.

Reaksi kimia ini merubah cairan hidrotermal dengan cara menghilangkan semua kandungan oksigen dalam cairan panas yang menjadi asam dan mampu menangkap logam-logam terlarut, seperti besi, tembaga, seng, dan hydrogen sulfide. Pada dasarnya, cairan panas ini tidak memiliki tekstur kental yang pekat dan bahkan lebih ringan dibandingkan dengan cairan yang lebih dingin. Kemudian cairan hidrotermal akhir ini akan menyembur ke atas melalui kerak samudera bagaikan balon udara panas yang naik ke udara. Cairan hidrotermal tersebut nantinya akan keluar melalui cerobong dalam bentuk fluida bercampur dengan belerang membentuk mineral yang berwarna hitam yang biasa disebut sulfida logam, kondisi ini menjadikan penampakan cairan hidrotermal seperti asap dan bercampur dengan air laut yang dingin.

Cerobong Asap Ventilasi Hidrotermal - id.pinterest.com/pin/325174035605245118/

Di beberapa zona subduksi seperti sistem Mariana, di mana kekuatan rollback yang kuat sedang bekerja, lempeng utama berada di bawah ketegangan. Busur vulkanik adalah titik terlemah karena lebih hangat dan lebih "rapuh" sehingga di situlah busur biasanya mulai pecah. Setiap kali Busur Vulkanik Mariana telah pecah, kerak dan mantel atas patah, membentang lebih tipis, dan mulai mereda. Pada titik ini, cekungan laut mulai terbentuk antara front vulkanik yang masih aktif di timur dan apa yang akhirnya menjadi busur sisa yang tidak aktif di barat.

Selama tahap pertama pecah ini, vulkanisme yang tersebar dapat terjadi di dasar cekungan laut yang baru terbentuk, tetapi setelah beberapa juta tahun, vulkanisme menjadi lebih terorganisir menjadi serangkaian segmen pusat penyebaran dasar laut. Vulkanisme pada segmen ini menciptakan kerak laut baru dengan komposisi yang berbeda dari busur vulkanik. Karena aktivitas vulkanik terkonsentrasi di sepanjang segmen penyebaran busur belakang, ventilasi hidrotermal cenderung fokus di sepanjang mereka. Tidak seperti sistem hidrotermal dangkal pada busur dan gunung berapi lintas rantai, situs ventilasi di segmen pusat penyebaran busur belakang lebih dalam (3.000-5.000 meter atau 10.000-16.000 kaki) dan memiliki lingkungan geologi dan kimia yang berbeda dan ekosistem ventilasi yang sangat berbeda.

Ketika lempeng yang jatuh terjun lebih dalam dan lebih dalam ke mantel bumi, ia memanas, melepaskan air dan menyebabkan meleleh di mantel di sekitarnya. Ini menghasilkan magma (batuan cair) yang naik kembali ke permukaan dan memberi makan rantai gunung berapi yang sejajar dengan parit yang terlalu naik. Hal ini disebut Arc Vulkanik. Gunung berapi aktif dari Busur Mariana sebagian besar adalah gunung laut; banyak dari mereka memiliki puncak yang dangkal (hanya beberapa ratus meter), tetapi hanya beberapa dari mereka yang cukup tinggi untuk membentuk pulau. Dalam sistem Mariana, Arc Vulkanik terletak di sebelah barat dan sejajar dengan parit.

Sejauh ini telah ditemukan ventilasi hidrotermal bersuhu tinggi di empat bidang terpisah pada sepanjang garis puncak Palung Mariana. Tiga bidang yang dikunjungi oleh ahli biologi berkerumun di sekitar puncak pusat punggungan pada 18 10,9'N, 144 43,2'E, 3660 m: 1812.6'N, 14442.4'E, 3640 m; dan 1812.8'N, 14442.4'E, 3595 m. Yang keempat lapangan berada di puncak lain di punggung bukit, 20 km lebih jauh ke selatan pada 18 02.8'N, 144 45,2'E, 3676 m. Semua ventilasi ini memiliki hal yang sama spesies, tetapi dalam berbagai proporsi. Seperti pada ventilasi lainnya, distribusi spesies terutama dibagi menjadi kumpulan pada bukaan ventilasi.

Hasil penting lainnya adalah penemuan ladang lava bawah air yang baru-baru ini meletus yang sangat langka yang kemungkinan baru berusia beberapa bulan. Menurut Kepala Ilmuwan, Dr. Joseph Resing, wilayah ini mungkin saja mengalami letusan tidak lebih dari sekali seabad yang menghasilkan lava tebal sepanjang 125 m (400 kaki) mengalir ke temuan yang sangat luar biasa. Para ilmuwan juga mengamati air hangat keruh bocor melalui lava bantal yang masih dingin.

Diketahui dengan penemuan empat sumber hidrotermal terbaru, peneliti telah meningkatkan jumlah situs ventilasi hidrotermal yang diketahui di Back-arc dari tiga menjadi tujuh. Salah satu ventilasi ini merupakan ventilasi hidrotermal yang terdalam yang pernah ditemukan dari 700 situs ventilasi yang dikenal secara global. Hanya tiga ventilasi lain yang memanjang lebih dalam dari ventilasi yang baru ditemukan ini, terdeteksi pada kedalaman 4.230 meter (13.900 kaki).

Situs ventilasi baru memiliki cerobong asap spektakuler yang terbuat dari mineral sulfida, beberapa hingga 30 meter (100 kaki) tingginya. Cerobong asap ini kemudian mengeluarkan cairan ventilasi berasap pada suhu hingga 365 C (690 F) dan ditutupi dengan hewan ventilasi termasuk siput berbulu, udang, kepiting, kerang, limpet, lobster jongkok, anemon, dan cacing polychaete. Para ilmuwan di kapal Falkor menduga bahwa beberapa spesies baru telah ditemukan di situs baru, tetapi konfirmasi harus menunggu studi lebih lanjut kembali ke pantai. Pengamatan baru menunjukkan bahwa situs ventilasi yang baru ditemukan memiliki ekosistem yang merupakan karakteristik dari Mariana Back-Arc, dengan beberapa spesies hewan tidak ditemukan di tempat lain di Bumi. Terlepas dari kenyataan bahwa setiap situs ventilasi relatif kecil dan terisolasi, dipisahkan dari yang lain hingga 100 mil. Pengamatan baru menunjukkan bahwa situs ventilasi Back-Arc relatif berumur panjang dan bahwa setiap situs memiliki "konektivitas" biologis dengan yang lain meskipun jaraknya jauh. Studi ini juga menegaskan bahwa ekosistem Back-Arc berbeda dan berbeda dari ekosistem hydrothermal Volcanic Arc di dekatnya, mendukung gagasan bahwa lingkungan geologi dan kimia memainkan peran kunci dalam memilih komposisi komunitas hewan di ventilasi hidrotermal.

Utamanya, pengembangan hidrotermal ini adalah untuk sumber energi. Yaitu, pengembangan energi baru terbarukan, seperti yang diamanatkan negara dalam rangka mensubstitusi energi fosil untuk mengurangi emisi karbon. Akan tetapi pada dasarnya dalam pemanfaatannya sebagai energi tidak dapat langsung dimanfaatkan karena memerlukan eksploitasi dahulu dengan bantuan teknologi yang memadai.

Pemanfaatan lainnya dapat dilakukan dengan memanfaatkan sumber data secara insitu untuk kebutuhan berbagai sektor. Misalnya, untuk tujuan wisata. Baik untuk pemandangan maupun untuk tujuan pemandian air panas, pengobatan alternatif juga bisa, dan bisa juga untuk memenuhi kebutuhan sektor perikanan. Manifestasi hidrotermal perairan dangkal (shallow waters) bisa menjadi area budidaya perairan laut Keramba Jaring Apung (KJA) dengan target mempercepat pertumbuhan beberapa jenis ikan karena kandungan nutrisi hidrotermal yang dibutuhkan ikan tersebut.

Disamping itu, panas hidrotermal bisa dialirkan untuk kebutuhan sumber panas bagi Fasilitas Pengawetan Hasil Perikanan agar hasil tangkapan nelayan bisa disimpan untuk dijual dan meningkatkan nilai tambah pendapatan nelayan. Pengawetan Ikan (Fish Drying) dengan pemanfaatan langsung panas hidrotermal, sudah diterapkan di berbagai negara beriklim dingin diantaranya Islandia (Iceland).