Az ókor óta ismert óceán áramlatait felszíni áramoknak nevezzük. Noha ezek a hajózás szempontjából felbecsülhetetlen értékűek, felszínesek és az óceán vizének csak a töredékét foglalják el. Az óceán áramlatainak többsége hőmérséklet- és sótartalom-vezérelt "szállítószalag" formájában jelenik meg, amely lassan kavarja a vizet a mélység mélyén. Ezeket a vízkeringési hurkokat mély áramoknak nevezzük.
Sűrűségvezérelt áramlatok
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
A szél által vezérelt felszíni áramlatoktól eltérően a mélyvízi áramlásokat a víz sűrűségének különbségei vezérlik: a nehezebb víz süllyed, míg a könnyebb víz emelkedik. A víz sűrűségének fő meghatározói a hőmérséklet és a sókoncentráció; így a mély áramok termohalin (hőmérséklet- és sóvezérelt) áramok. A sarki szélességeken a víz elsüllyed, mert hideg van, és kiszorítja az alatta lévő vizet, az óceánmedence körvonala mentén tolva. Végül ez a víz visszaszorul a felszínre egy folyamatnak nevezett folyamatban.
A sótartalom változásai
Az óceán vize nem homogén keverék. Például az Atlanti-óceán vize valamivel alacsonyabb, de sósabb, mint a Csendes-óceáné, a mélyáramú vizek eltérő eloszlása miatt. Még az óceán egy adott területén sem egyenletesen keveredik a víz; sűrűbb, szikesebb vizek frissebb felszíni vizek alatt fekszenek.
A sótartalom akkor változik, ha a felszíni vizekből vizet, de sót nem adnak hozzá, vagy eltávolítják. Ez általában a szél miatti párolgással, a csapadék okozta csapadékkal vagy a jéghegyek képződésével és olvadásával történik a sarki területeken. Végül a hőmérséklet és a sótartalom kombinációja határozza meg, hogy a víz tömege süllyed-e vagy emelkedni fog-e. A világ óceánjának termohalin-folyamai az áramlat eredetéről és céljáról vannak elnevezve.
A mély áramlatok lassúak
A felszíni áramok elérhetik a több kilométer per órát, és észrevehetően befolyásolhatják az óceáni utazást. A mély áramlások sokkal lassabbak, és sok évbe telhet a világ óceánjának bejárása. Ez a mozgás a tengervízben oldott vegyi anyagok összetételével mérhető fel. A kémiai becslések nagyrészt egyetértenek a mélyáram méréseivel, és azt jelzik, hogy az áramok ezer évig tartanak a felszínre jutni, amint ez a Csendes-óceán északi részének áramlásához hasonlóan tűnik.
Hatások a globális éghajlatra
•••Allan Danahar / Photodisc / Getty Images
A hőmérséklet és az energia mozgása a mély óceáni áramlásokban hatalmas, és kétségtelenül jelentős hatással van a globális éghajlatra. Ezen éghajlati hatások pontos jellege még mindig bizonytalan. Úgy tűnik, hogy a melegebb felszíni áramlások egy nagy régió viszonylagos felmelegedését eredményezik, míg a hideg víz feláramlása azt eredményezi, hogy ez a régió a vártnál hűvösebb. Például az észak-atlanti áramlat meleg vizet juttat Nyugat-Európába, ami a vártnál melegebb hőmérsékletet eredményez. Az 1400-1850-es "kis jégkorszak" alatti relatív lehűlés feltehetően ennek a felszíni áramnak a lassulása és az azt követő lehűlése volt.
A mély áramlatok további hatással vannak a globális éghajlatra. Például a hideg óceánvíz jelentős szén-dioxidot tartalmaz, amely nagy mennyiségű légköri szén-dioxid elnyelőjeként működik. Ezeknek a hideg áramoknak a relatív felmelegedése a tárolt CO2 jelentős kibocsátását eredményezheti az atmoszférában.