La topografía submarina de la isla es producto del levantamiento tectónico y milenios de erosión por las olas: paredes verticales descienden hasta los 40 metros, cuevas socavadas forman panales en la costa y las corrientes de marea que fluyen entre Lembongan y la vecina Ceningan alcanzan los dos nudos en su punto máximo. Estas mismas corrientes transportan agua rica en nutrientes desde la profunda Fosa de Lombok, manteniendo densos jardines de coral y atrayendo especies pelágicas hacia las aguas poco profundas.
Manta Point, el sitio emblemático de la isla, se encuentra frente al extremo suroeste de Ceningan. Las mantarrayas de arrecife, con una envergadura promedio de cuatro metros, rodean una meseta rocosa a entre 10 y 18 metros de profundidad, visitando estaciones de limpieza donde lábridos y peces ángel eliminan los parásitos. Los avistamientos ocurren durante todo el año, con concentraciones máximas de abril a noviembre cuando las floraciones de plancton espesan la columna de agua. Crystal Bay, en el extremo noroeste de Lembongan, ofrece una inmersión en pared protegida con una visibilidad que supera los 30 metros en días tranquilos. La termoclina de la bahía se encuentra a los 22 metros, y durante el invierno del hemisferio sur, de julio a septiembre, los peces luna oceánicos ascienden desde el abismo para ser limpiados en las zonas poco profundas, un fenómeno documentado por biólogos marinos desde principios de la década de 2000.
La industria del buceo en la isla surgió a finales de la década de 1990, cuando un puñado de operadores comenzaron a realizar viajes diarios desde Sanur. Para 2010, los centros de buceo residentes habían abierto en el pueblo de Jungutbatu, ofreciendo paquetes de varias inmersiones y cursos de certificación PADI. Hoy en día, el buceo en Nusa Lembongan cuenta con más de 20 centros, la mayoría agrupados a lo largo de la carretera de la playa norte. El gobierno indonesio designó las aguas que rodean Lembongan, Ceningan y Penida como Área Marina Protegida en 2010, prohibiendo los métodos de pesca destructivos y estableciendo una tasa diaria de 100 000 IDR que financia los barcos patrulla y el mantenimiento de las boyas de amarre. El permiso se aplica a todos los practicantes de snorkel y buceadores; los operadores lo cobran al realizar el check-in.
Blue Corner, Ceningan Wall y SD Point completan la lista principal de inmersiones. Blue Corner cuenta con un arrecife inclinado de 12 a 28 metros, donde los tiburones de puntas blancas descansan en canales arenosos y bancos de jureles de ojos grandes patrullan el talud. Ceningan Wall recorre el flanco este del estrecho, una cara vertical colonizada por abanicos de gorgonias, corales blandos y esponjas de barril, con puntos de entrada y salida para inmersiones a la deriva marcados por boyas de superficie. SD Point, llamado así por un marcador de estudio hundido, es un sitio apto para principiantes a una profundidad de 8 a 15 metros, hogar de peces sapo, nudibranquios y peces murciélago juveniles. La mayoría de los tours de buceo en Nusa Lembongan incluyen dos inmersiones con un intervalo de superficie de 60 minutos, partiendo del puerto de Jungutbatu entre las 06:00 y las 09:30 para evitar el tráfico de barcos al mediodía y el viento de la tarde.
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