Mengenal Pengasaman Laut: Ketika Karbon Mengubah Kimia Samudra

Laut tidak hanya menyimpan ikan, arus, gelombang, dan plankton. Laut juga menyimpan kimia yang sangat halus. Di dalam air laut, ada karbon dioksida, bikarbonat, karbonat, kalsium, oksigen, garam, nutrien, dan banyak unsur lain yang saling menjaga keseimbangan. Salah satu perubahan penting dalam keseimbangan itu disebut pengasaman laut.

Pengasaman laut atau ocean acidification adalah proses menurunnya pH air laut karena meningkatnya karbon dioksida atau CO2 yang larut ke dalam laut. Istilah ini perlu dijelaskan dengan hati-hati. Pengasaman laut bukan berarti air laut berubah menjadi asam seperti cuka. Air laut secara umum tetap bersifat basa atau alkalis, tetapi pH-nya menurun dibanding keadaan normal sebelumnya. Penurunan pH inilah yang disebut pengasaman.

pH adalah ukuran keasaman atau kebasaan suatu larutan. Secara sederhana, pH berkaitan dengan konsentrasi ion hidrogen H+. Rumusnya ditulis pH = -log10[H+]. Jika konsentrasi H+ meningkat, pH turun. Karena skala pH bersifat logaritmik, perubahan kecil pada angka pH dapat berarti perubahan yang cukup besar pada jumlah ion hidrogen.

Mengapa CO2 dapat menurunkan pH laut? Ketika CO2 dari atmosfer masuk ke air laut, sebagian larut menjadi CO2(aq). Sebagian bereaksi dengan air membentuk asam karbonat. Reaksi sederhananya dapat ditulis: CO2 + H2O ⇌ H2CO3. Asam karbonat kemudian dapat melepaskan ion hidrogen dan membentuk bikarbonat: H2CO3 ⇌ HCO3- + H+. Tambahan H+ inilah yang membuat pH turun.

Cerita kimianya belum berhenti di situ. Ion hidrogen yang bertambah dapat bereaksi dengan ion karbonat CO3 2- dan membentuk bikarbonat HCO3-. Secara sederhana: H+ + CO3 2- ⇌ HCO3-. Artinya, ketika CO2 bertambah, pH turun dan ketersediaan ion karbonat dapat berkurang. Padahal ion karbonat sangat penting bagi banyak organisme laut yang membangun cangkang atau kerangka dari kalsium karbonat.

Kalsium karbonat dapat ditulis sebagai CaCO3. Banyak organisme laut menggunakan kalsium Ca2+ dan karbonat CO3 2- untuk membentuk struktur keras: Ca2+ + CO3 2- ⇌ CaCO3. Bentuk mineral kalsium karbonat yang penting di laut antara lain aragonit dan kalsit. Karang, kerang, beberapa plankton, foraminifera, dan pteropoda sangat terkait dengan kimia karbonat ini.

Ketika ion karbonat berkurang, beberapa organisme dapat lebih sulit membangun atau mempertahankan cangkang dan kerangka. Ini bukan berarti semua organisme langsung mati, dan bukan berarti dampaknya sama di semua tempat. Tetapi secara kimia, penurunan ketersediaan karbonat dapat menurunkan kejenuhan kalsium karbonat dan memberi tekanan pada organisme pengapur atau calcifying organisms.

Dalam oseanografi, kejenuhan kalsium karbonat sering ditulis sebagai Ω atau omega. Secara sederhana, Ω menggambarkan apakah air laut mendukung pembentukan mineral kalsium karbonat atau justru lebih mendukung pelarutan. Rumus sederhananya dapat ditulis Ω = [Ca2+][CO3 2-] / Ksp. Jika Ω tinggi, pembentukan kalsium karbonat lebih mudah. Jika Ω menurun, organisme dapat menghadapi tekanan lebih besar untuk membangun struktur kerasnya.

Karang adalah contoh yang paling sering dibahas. Terumbu karang dibangun oleh organisme kecil yang membentuk kerangka kalsium karbonat. Jika suhu terlalu tinggi, karang dapat mengalami bleaching. Jika pH menurun dan kejenuhan aragonit melemah, proses pembentukan kerangka dapat ikut tertekan. Jadi karang sering menghadapi tekanan ganda: pemanasan laut, pengasaman, polusi, sedimentasi, dan gangguan manusia.

Tetapi pengasaman laut tidak hanya soal karang. Kerang, tiram, siput laut, pteropoda, foraminifera, dan beberapa plankton bercangkang juga dapat terdampak. Pteropoda sering disebut kupu-kupu laut karena bentuknya kecil dan rapuh. Walaupun kecil, organisme seperti ini dapat menjadi bagian dari rantai makanan. Jika organisme kecil bercangkang terganggu, dampaknya dapat merambat ke tingkat ekologi yang lebih luas.

Namun kita harus menjaga narasi agar tidak berlebihan. Tidak semua organisme merespons pengasaman laut dengan cara yang sama. Ada spesies yang sangat sensitif. Ada yang lebih tahan. Ada yang terdampak pada fase larva tetapi lebih kuat saat dewasa. Ada yang mampu menyesuaikan sebagian proses fisiologinya. Karena itu, pengasaman laut harus dibaca sebagai tekanan ekologis yang serius, bukan sebagai klaim bahwa semua kehidupan laut akan merespons seragam.

Pengasaman laut juga berhubungan dengan produktivitas primer. Fitoplankton membutuhkan karbon anorganik untuk fotosintesis. Dalam beberapa kondisi, bertambahnya CO2 dapat membantu kelompok tertentu, tetapi perubahan pH, nutrien, suhu, cahaya, grazing, dan kompetisi antarspesies membuat respons ekosistem tidak sederhana. Maka tidak tepat jika kita mengatakan pengasaman laut pasti selalu menurunkan atau selalu meningkatkan produktivitas. Dampaknya bergantung pada konteks.

Laut memiliki sistem penyangga atau buffer. Sistem karbonat laut membantu menahan perubahan pH agar tidak berubah terlalu cepat. Alkalinitas total adalah salah satu konsep penting dalam penyangga ini. Namun kemampuan penyangga tidak berarti laut kebal. Jika CO2 terus bertambah, sistem penyangga tetap dapat bergeser, pH turun, dan keseimbangan karbonat berubah.

Salah satu istilah penting dalam kimia karbon laut adalah dissolved inorganic carbon atau DIC. DIC mencakup CO2 terlarut, asam karbonat, bikarbonat, dan karbonat. Ada juga total alkalinity atau TA, yang menggambarkan kapasitas air laut untuk menetralkan asam. Untuk memahami pengasaman laut secara serius, pH saja tidak selalu cukup. Ilmuwan sering membaca pH bersama DIC, TA, pCO2, suhu, salinitas, dan tekanan.

Suhu juga penting. Air yang lebih hangat memiliki sifat kimia berbeda dari air yang lebih dingin. Pemanasan laut dapat berinteraksi dengan pengasaman. Organisme yang sudah tertekan oleh suhu tinggi dapat menjadi lebih rentan terhadap perubahan pH. Sebaliknya, respons terhadap pH dapat terlihat berbeda pada suhu yang berbeda. Karena itu, pengasaman laut tidak boleh dipisahkan dari marine heatwave dan perubahan suhu laut.

Oksigen terlarut juga berkaitan. Pemanasan laut dapat mengurangi kemampuan air menyimpan oksigen. Stratifikasi yang kuat dapat mengurangi ventilasi ke lapisan bawah. Jika pada saat yang sama terjadi perubahan kimia karbonat, nutrien berlebih, atau pembusukan bahan organik, maka ekosistem dapat menghadapi tekanan ganda: panas, asam, dan oksigen rendah. Dalam literatur global, tiga tekanan ini sering dibahas bersama: warming, acidification, and deoxygenation.

Di wilayah pesisir, pH dapat berubah lebih cepat daripada laut terbuka. Hujan, sungai, respirasi, fotosintesis, pasang surut, limbah organik, eutrofikasi, sedimen, lamun, mangrove, dan aktivitas manusia dapat membuat pH harian naik-turun. Pada siang hari, fotosintesis dapat mengambil CO2 dan menaikkan pH. Pada malam hari, respirasi menghasilkan CO2 dan pH dapat turun. Jadi pH pesisir memiliki irama alami yang perlu dipahami sebelum menyimpulkan sesuatu.

Inilah sebabnya pengasaman laut global dan perubahan pH lokal perlu dibedakan. Pengasaman laut global berkaitan dengan peningkatan CO2 atmosfer dan perubahan jangka panjang kimia laut. Sedangkan pH lokal dapat berubah karena banyak proses harian dan musiman. Keduanya dapat saling bertemu, tetapi tidak boleh dicampuradukkan tanpa data.

Dalam konteks Aceh, pengasaman laut perlu dibaca dengan sangat hati-hati. Aceh memiliki terumbu karang, pulau-pulau kecil, pesisir, muara, lamun, mangrove, pelabuhan, dan perairan yang terhubung dengan Samudra Hindia, Laut Andaman, serta Selat Malaka. Setiap wilayah dapat memiliki dinamika pH yang berbeda. Perairan karang terbuka tidak sama dengan muara keruh. Pesisir dekat sungai tidak sama dengan laut lepas.

Bagi terumbu karang Aceh, pengasaman laut dapat menjadi salah satu tekanan jangka panjang yang perlu dipahami bersama tekanan lain: pemanasan laut, bleaching, sedimentasi, penangkapan destruktif, polusi, wisata yang tidak terkendali, dan kerusakan fisik. Pengasaman tidak boleh dijadikan satu-satunya penyebab semua masalah karang, tetapi juga tidak boleh diabaikan sebagai perubahan kimia besar yang sedang berlangsung di laut dunia.

Bagi kerang dan budidaya pesisir, pH dan kimia karbonat juga penting. Fase larva banyak organisme bercangkang dapat sensitif terhadap kejenuhan karbonat. Jika air menjadi kurang mendukung pembentukan cangkang, pertumbuhan dan kelangsungan hidup dapat terganggu. Tetapi untuk menilai risiko budidaya, perlu data lokal: pH, alkalinitas, suhu, salinitas, oksigen, nutrien, dan kualitas air.

Bagi perikanan pelagis, pengasaman laut tidak bekerja seperti peta lokasi ikan. Ikan pelagis mungkin lebih langsung merespons suhu, oksigen, arus, makanan, dan struktur habitat. Tetapi pengasaman dapat memengaruhi ekosistem dasar makanan, plankton bercangkang, larva, dan rantai makanan dalam jangka panjang. Jadi pengasaman lebih tepat dibaca sebagai tekanan ekosistem, bukan sinyal harian lokasi ikan.

Bagi Ocean Health Watch, pengasaman laut dapat menjadi lapisan penting di masa depan. Jika NELAYA-AI ingin membaca kesehatan laut, maka pH, alkalinitas, suhu, oksigen, nutrien, klorofil-a, kekeruhan, dan laporan lapangan perlu dipadukan. Pengasaman tidak bisa dipastikan dari satu foto laut, satu warna air, atau satu angka pH tanpa konteks waktu dan lokasi.

Pengukuran pH laut juga tidak sesederhana mencelupkan kertas lakmus. Air laut memiliki kimia kompleks dan perubahan pH yang bermakna bisa kecil tetapi penting. Instrumen pH perlu kalibrasi. Skala pH laut bisa berbeda, misalnya total scale atau seawater scale. Pengukuran yang kuat sering dipadukan dengan total alkalinity, DIC, atau pCO2 agar sistem karbonat dapat dihitung lebih baik.

Satelit tidak mengukur pH laut secara langsung dengan cara sederhana seperti mengukur suhu permukaan laut. Beberapa pendekatan riset mencoba memperkirakan pH atau pCO2 dari kombinasi data satelit, model, dan pengamatan. Tetapi untuk wilayah pesisir yang kompleks, estimasi seperti ini perlu validasi kuat. Karena itu, pembacaan pengasaman laut membutuhkan kombinasi data lapangan, laboratorium, model, dan pemantauan jangka panjang.

Dalam model biogeokimia laut, pengasaman laut dibaca melalui sistem karbon. Model dapat menghitung DIC, alkalinitas, pH, pCO2, kejenuhan aragonit, suhu, salinitas, nutrien, oksigen, dan produktivitas. Tetapi model tetap membutuhkan data masukan yang baik dan validasi. Tanpa validasi, model bisa membantu belajar, tetapi belum cukup untuk klaim publik yang kuat.

Pengasaman laut juga memiliki dimensi sosial. Masyarakat pesisir bergantung pada karang, kerang, ikan, wisata, budidaya, dan perlindungan pantai. Jika ekosistem pengapur melemah, dampaknya dapat menyentuh pangan, ekonomi lokal, pariwisata, dan perlindungan pesisir. Namun dampak sosial ini harus dibaca berdasarkan kondisi lokal, bukan hanya narasi global.

Ada juga hubungan dengan blue carbon. Mangrove, lamun, dan ekosistem pesisir dapat menyerap karbon dan mendukung kesehatan pesisir. Tetapi penyerapan karbon oleh ekosistem pesisir tidak otomatis menyelesaikan pengasaman laut global. Ia penting untuk mitigasi dan adaptasi, tetapi pengasaman laut tetap sangat terkait dengan emisi CO2 global dan keseimbangan karbon laut-atmosfer.

Salah satu cara menjaga narasi tetap jernih adalah membedakan antara sebab, proses, dan dampak. Sebab utamanya adalah meningkatnya CO2 yang masuk ke laut. Proses kimianya adalah perubahan pH dan keseimbangan karbonat. Dampaknya dapat muncul pada organisme pengapur, rantai makanan, dan ekosistem, tetapi besarnya dampak bergantung pada lokasi, spesies, waktu, dan tekanan lingkungan lain.

Untuk anak-anak Indonesia, pengasaman laut dapat dijelaskan seperti ini: laut menyerap sebagian gas CO2 dari udara. Ketika terlalu banyak CO2 masuk, kimia air laut berubah sedikit demi sedikit. Air laut tidak menjadi asam seperti jeruk, tetapi pH-nya turun. Perubahan kecil ini dapat menyulitkan sebagian hewan laut untuk membangun rumah kerasnya, seperti karang dan kerang.

Pengasaman laut mengajarkan bahwa perubahan besar tidak selalu terlihat oleh mata. Laut bisa tetap biru. Ombak tetap datang. Ikan masih berenang. Tetapi di dalam air, keseimbangan kimia sedang berubah. Karena itu, menjaga laut tidak cukup hanya melihat permukaan. Kita juga perlu memahami kimia yang bekerja diam-diam di dalamnya.

Dalam Ocean Intelligence, pengasaman laut memberi pelajaran penting: tidak semua tanda laut bersifat harian dan operasional. Ada tanda yang bergerak lambat, jangka panjang, dan membutuhkan pemantauan serius. pH, alkalinitas, kejenuhan aragonit, dan sistem karbon bukan data yang selalu mudah, tetapi penting bagi masa depan literasi laut.

Bagi NELAYA-AI, mengenalkan pengasaman laut berarti memperluas cara masyarakat memahami kesehatan samudra. Laut tidak hanya sehat karena banyak ikan. Laut juga sehat jika kimia airnya masih mendukung kehidupan, cangkang, karang, plankton, oksigen, dan rantai makanan. Kesehatan laut adalah keseimbangan fisika, kimia, biologi, dan perilaku manusia.

Pada akhirnya, pengasaman laut membuat kita rendah hati. Sesuatu yang dilepas manusia ke udara dapat masuk ke laut. Sesuatu yang tidak terlihat dapat mengubah air. Sesuatu yang kecil pada skala pH dapat berdampak pada organisme kecil, lalu bergerak ke ekosistem yang lebih luas. Laut mengajarkan bahwa bumi ini terhubung lebih rapat daripada yang sering kita bayangkan.