Oseanografi sebagai
disiplin ilmu saintifik bermula pada 1872 melalui ekpedisi HMS Challenger. Pelayaran skala besar
pertama dengan tujuan mempelajari lautan untuk tujuan scientific. Pelayaran ini diawali oleh inisiatif seorang bilogist
yang berpengaruh pada waktu itu, Edwin Forbes pada pertengahan 1800-an yang
menyatakan bahwa kehidupan dibawah 550 meter tidak mungkin ada karena tingginya
tekanan dan tidak ada cahaya. Bisakah kehidupan hadir di laut dalam? Jika bisa,
bagaimana kondisi fisika dan kimia disana? Deposit sedimen di lantai samudera
bagaimana?
Pada 1871, Royal
Society of England merekombendasikan untuk dibiayainya ekspedisi untuk
mengetahui distribusi kehidupan di laut seta kondisi kimia dan fisika pada
kolom air dari permukaan hingga dasar laut. Selanjutnya gubernur Inggris setuju
untuk mensponsori ekspedisi ini dan pada 1872, sebuah kapal perang dimodifikasi
untuk mendukung penelitian saintifik dan diganti namanya menjadi HMS Challenger. Kapal ini berisikan staf
dari 6 scientis dibawah arahan Charles Wyville Thomson, professor sejarah alam
(natural history) pada Scotland’s
University of Edinburgh.
Dari waktu ke waktu
selama pelayaran, kapal ini mengukur temperatur dibawah laut dengan termometer
yang telah dikembangkan yang bisa bertahan dari tekanan pada kedalaman, dan
terhadap kondisi meteorologi. Sebagai tambahan, sampel air dan sedimen di dasar
laut juga dikumpulkan. Pengukuran lain meliputi penjaringan pada dasar perairan
mencari adanya kehidupan menggunakan jaring, mengumpulkan organisme di
permukaan, menentukan variasi temperatur terhadap kedalaman, mengumpulkan
sampel air laut dari beberapa kedalaman yang ditentukan, dan merekan arus
permukaan dan laut dalam.
Challenger
kembali pada May 1876, setelah berlayar menglilingi dunia hampir tiga setengah
tahun. Selama pelayaran yang menempuh 127.500 km, penelitinya menghasilkan 492 sounding (pemeruman) laut dalam,
mengambil sedimen dasar sebanyak 133 kali, menjaring pada laut terbuka 151
kali, 263 kali pembacaan temperatur air, dan mengumpulkan sampel air dari
kedalaman 1830 m. Dibutuhkan hampir 20 tahun untuk analisis data dan
mengkompilasi hasil ekspedisi menjadi 50 volume.
Pencapaian utama
pelayaran ini yaitu memverifikasi adanya kehidupan di semua kedalaman laut
(membuktikan bahwa Forbes salah), mengklasifikasikan 4717 spesies baru di laut,
mengukur kedalam laut sedalam 8185 m di palung Mariana, Pasifik bagian Barat,
mendemonstrasikan bahwa dasar samudra tidaklah datar tetapi memiliki reflief
yang signifikan, penelitian ini juga menemukan nodul mangan.
Penelitian awal bidang
oseanografi kimia juga telah dicapai pada ekspedisi ini. Analisis oleh William
Dittmar dari 77 sampel air laut menunjukkan bahwa lautan memiliki komposisi
kimia yang konstan. Tidak hanya rasio antara kekonstanan garam di permukaan
antara satu lautan dengan lautan lain, tetapi juga konstan terhadap kedalaman.
Hubungan ini adalah dasar dari hukum yang kita kenal sebagai Hukum constant proportion (komposisi tetap) atau Forchammer’s principle, yang
berkontribusi sangat besar untuk mengerti tentang salinitas lautan.
Gambar Jalur Ekspedisi Challenger dan Kapal HMS Challenger
