Τα ωκεάνια ρεύματα που είναι γνωστά από την αρχαιότητα ονομάζονται επιφανειακά ρεύματα. Αν και αυτά είναι πολύτιμα για τη ναυτιλία, είναι επιφανειακά και καταλαμβάνουν μόνο ένα μικρό μέρος των νερών του ωκεανού. Η πλειονότητα των ρευμάτων του ωκεανού λαμβάνει τη μορφή μιας "μεταφορικής ταινίας" που βασίζεται στη θερμοκρασία και την αλατότητα, η οποία αναδεύει αργά το νερό μέσα στα βάθη της άβυσσου. Αυτοί οι βρόχοι κυκλοφορίας του νερού ονομάζονται βαθιά ρεύματα.
Ρεύματα με βάση την πυκνότητα
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Σε αντίθεση με τα ρεύματα επιφανείας που κινούνται από τον άνεμο, τα ρεύματα βαθέων υδάτων οδηγούνται από διαφορές στην πυκνότητα νερού: βαρύτερα νεροχύτη ενώ αυξάνεται το ελαφρύτερο νερό. Οι κύριοι καθοριστικοί παράγοντες της πυκνότητας του νερού είναι η θερμοκρασία και η συγκέντρωση άλατος. Έτσι, τα βαθιά ρεύματα είναι ρεύματα θερμοαλίνης (θερμοκρασίας και άλατος). Το νερό στα πολικά γεωγραφικά πλάτη βυθίζεται επειδή είναι κρύο και μετατοπίζει το νερό από κάτω, ωθώντας το κατά μήκος του περιγράμματος της λεκάνης του ωκεανού. Τελικά, αυτό το νερό ωθεί πίσω στην επιφάνεια σε μια διαδικασία που ονομάζεται upwelling.
Αλλαγές στην αλατότητα
Τα νερά του ωκεανού δεν είναι ένα ομοιογενές μείγμα. Για παράδειγμα, το νερό του Ατλαντικού Ωκεανού είναι κάπως χαμηλότερο αλλά πιο αλατόνερο από αυτό του Ειρηνικού Ωκεανού λόγω της διαφορικής κατανομής των βαθέων τρεχόντων υδάτων. Ακόμα και σε μια δεδομένη περιοχή του ωκεανού, το νερό δεν αναμιγνύεται ομοιόμορφα. πυκνότερα, πιο αλατούχα νερά βρίσκονται κάτω από πιο φρέσκα επιφανειακά νερά.
Η αλατότητα αλλάζει όταν το νερό αλλά όχι το αλάτι προστίθεται ή αφαιρείται από τα επιφανειακά ύδατα. Αυτό συμβαίνει γενικά είτε με εξάτμιση λόγω ανέμου, βροχόπτωση λόγω βροχόπτωσης ή σχηματισμό και τήξη παγόβουνων σε πολικές περιοχές. Είναι τελικά ο συνδυασμός θερμοκρασίας και αλατότητας που καθορίζει εάν μια μάζα νερού θα βυθιστεί ή θα αυξηθεί. Οι ροές θερμοαλίνης των ωκεανών του κόσμου ονομάζονται από την προέλευση και τον προορισμό του ρεύματος.
Τα βαθιά ρεύματα είναι αργά
Τα επιφανειακά ρεύματα μπορεί να φτάσουν αρκετά χιλιόμετρα ανά ώρα και να έχουν αισθητή επίδραση στα ωκεάνια ταξίδια. Τα βαθιά ρεύματα είναι πολύ πιο αργά και μπορεί να χρειαστούν πολλά χρόνια για να διασχίσουμε τους ωκεανούς του κόσμου. Αυτή η κίνηση μπορεί να μετρηθεί από τη σύνθεση των χημικών που διαλύονται στο θαλασσινό νερό. Οι χημικές εκτιμήσεις συμφωνούν σε μεγάλο βαθμό με τις μετρήσεις βαθύ ρεύματος και δείχνουν ότι τα ρεύματα χρειάζονται έως και χίλια χρόνια για να φτάσουν στην επιφάνεια, όπως φαίνεται να συμβαίνει με το ρεύμα του Βόρειου Ειρηνικού.
Επιδράσεις στο παγκόσμιο κλίμα
•••Allan Danahar / Photodisc / Getty Images
Η κίνηση της θερμοκρασίας και της ενέργειας από τα ρεύματα των βαθέων ωκεανών είναι τεράστια και αναμφίβολα έχει σημαντική επίδραση στο παγκόσμιο κλίμα. Η ακριβής φύση αυτών των κλιματολογικών επιπτώσεων εξακολουθεί να είναι κάπως αβέβαιη. Φαίνεται ότι τα θερμότερα επιφανειακά ρεύματα έχουν ως αποτέλεσμα τη σχετική θέρμανση μιας μεγάλης περιοχής, ενώ το κρύο νερό αυξάνει με αποτέλεσμα η περιοχή να είναι πιο κρύα από το αναμενόμενο. Για παράδειγμα, το Βόρειο Ατλαντικό ρεύμα παρέχει ζεστό νερό στη Δυτική Ευρώπη, με αποτέλεσμα μια θερμότερη από την αναμενόμενη θερμοκρασία. Η σχετική ψύξη κατά την «Μικρή εποχή των παγετώνων» του 1400-1850 ήταν πιθανώς το αποτέλεσμα μιας επιβράδυνσης και επακόλουθης ψύξης αυτού του επιφανειακού ρεύματος.
Τα βαθιά ρεύματα έχουν πρόσθετες επιπτώσεις στο παγκόσμιο κλίμα. Για παράδειγμα, το κρύο νερό των ωκεανών περιέχει σημαντικό διοξείδιο του άνθρακα, ενεργώντας ως νεροχύτης CO2 για τεράστιες ποσότητες ατμοσφαιρικού άνθρακα. Μια σχετική θέρμανση αυτών των ψυχρών ρευμάτων, τότε, θα μπορούσε να οδηγήσει σε ουσιαστική απελευθέρωση αποθηκευμένου CO2 στην ατμόσφαιρα.