זרמי האוקיאנוס הידועים מימי קדם נקראים זרמי שטח. למרות שאלו לא יסולא בפז עבור הספנות, הם שטחיים ותופסים רק חלק קטן ממי האוקיאנוס. רוב זרמי האוקיאנוס לובשים צורה של "מסוע" המונע על ידי טמפרטורה ומליחות, שמטפטף אט אט מים בעומק התהום. לולאות מחזור מים אלה נקראות זרמים עמוקים.
זרמים מונעי צפיפות
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
בניגוד לזרמי השטח המונעים על ידי הרוח, זרמי מים עמוקים מונעים על ידי הבדלים בצפיפות המים: מים כבדים שוקעים בעוד מים קלים עולים. הגורמים העיקריים לצפיפות המים הם טמפרטורה וריכוז מלח; לפיכך, הזרמים העמוקים הם זרמים תרמוהליניים (מונעי טמפרטורה ומלח). מים בקווי הרוחב הקוטביים שוקעים מכיוון שהם קרים ועוקרים את המים שמתחתיהם, דוחפים אותם לאורך קווי המתאר של אגן האוקיאנוס. בסופו של דבר, מים אלה נדחקים חזרה אל פני השטח בתהליך שנקרא נפיחות.
שינויים במליחות
מי האוקיאנוס אינם תערובת הומוגנית. למשל, מי האוקיאנוס האטלנטי הם מעט נמוכים יותר אך מלוחים יותר מאלה של האוקיאנוס השקט עקב התפשטות ההפרש של המים הנוכחיים העמוקים. גם בתוך אזור נתון של אוקיינוס, המים אינם מעורבבים באופן שווה; מים צפופים יותר ומליחים יותר מונחים מתחת למים עיליים רעננים יותר.
מליחות משתנה כשמוסיפים מים או לא מלח ממים עיליים. זה קורה בדרך כלל על ידי אידוי בגלל הרוח, משקעים בגלל גשמים או היווצרות קרחונים ונמסים באזורים קוטביים. בסופו של דבר השילוב בין טמפרטורה ומליחות הוא שקובע אם מסת מים תטבע או תעלה. זרמי התרמוה-ליין של אוקיינוסים העולמיים נקראים על שם מקורם ויעדו של הזרם.
זרמים עמוקים הם איטיים
זרמי שטח עשויים להגיע למספר קילומטרים לשעה ולהשפיע בצורה ניכרת על הנסיעה באוקיאנוס. זרמים עמוקים איטיים בהרבה ועשויים לחלוף שנים רבות לחצות את האוקיאנוסים העולמיים. ניתן לאמוד תנועה זו על ידי הרכב הכימיקלים המומסים במי הים. הערכות כימיות תואמות במידה רבה מדידות זרם עמוקות ומצביעות על כך שלזרמים לוקח עד אלף שנים לפני השטח, כפי שנראה במקרה של הזרם הצפוני של האוקיאנוס השקט.
השפעות על האקלים העולמי
•••אלן דנהר / פוטודיסק / Getty Images
תנועת הטמפרטורה והאנרגיה על ידי זרמי האוקיאנוס העמוקים היא מסיבית וללא ספק יש לה השפעה משמעותית על האקלים העולמי. האופי המדויק של השפעות האקלים הללו עדיין לא בטוח. נראה כי זרמי שטח חמים יותר גורמים להתחממות יחסית של אזור גדול, ואילו התנפחות מים קרים גורמת לאזור זה להיות קריר מהצפוי. למשל, הזרם הצפון אטלנטי מספק מים חמים למערב אירופה וכתוצאה מכך טמפרטורה חמה מהצפוי. הקירור היחסי בתקופת "עידן הקרח הקטן" בין השנים 1400-1850 היה ככל הנראה תוצאה של האטה ובעקבותיו של זרם פני השטח הזה.
לזרמים עמוקים השלכות נוספות על האקלים העולמי. לדוגמא, מי אוקינוס קרים מכילים פחמן דו חמצני משמעותי, המשמשים כיור CO2 לכמויות אדירות של פחמן אטמוספרי. התחממות יחסית של זרמים קרים אלה, אם כן, עלולה לגרום לשחרור משמעותי של CO2 המאוחסן לאטמוספירה.
