Czym są głębokie prądy?

Wiele masywnych warstw wody pod falistą powierzchnią oceanu uważa się za głębokie warstwy oceanu, a około 90 procent oceanu to wody głębokie. Różne siły łączą się, powodując, że woda generuje głębokie prądy oceaniczne, które opływają kulę ziemską z określonym wzorcem cyrkulacji.

Prądy głębinowe w oceanach są spowodowane dużą ilością opadających wód powierzchniowych. Wody powierzchniowe to górna warstwa wody najbliższa górnej powierzchni. Słońce może z łatwością dotrzeć do tej górnej warstwy, podgrzać wodę powierzchniową i odparować część wody. Kiedy woda powierzchniowa staje się bardzo zimna, niższa temperatura i dodatkowa sól powodują, że woda powierzchniowa staje się bardziej gęsta niż woda pod nim, a tym samym woda powierzchniowa opada do głębokich warstw wody oceanu w procesie cyrkulacji znanym jako termohalina krążenie. Cyrkulacja termohalinowa, czyli zatapianie bardzo gęstych wód powierzchniowych, jest źródłem głębokich prądów w oceanach.

Cyrkulacja termohalinowa może rozwijać się tylko w ekstremalnie zimnych regionach, w których panuje temperatura powietrza jest na tyle niski, że woda powierzchniowa jest bardzo zimna, silnie słona i gęstsza niż woda pod nią to. Tak więc prądy głębokie występują zwykle w regionach położonych na wyższych szerokościach geograficznych, takich jak Głębokie Wody Północnego Atlantyku i Antarktyczna woda denna, a z tych mroźnych obszarów biegunowych głębokie prądy płyną w stosunkowo wolnym tempie w kierunku równik.

Po procesie cyrkulacji termohalinowej woda powierzchniowa, która opada do głębokiego oceanu, nie miesza się dobrze z wodą pod nią, dzięki czemu łatwo jest zidentyfikować tonące masy wody za pomocą badania naukowego dane. Głębokie prądy wyróżniają się ekstremalnie zimnymi temperaturami wody, stosunkowo wysokim stężeniem tlenu i wysokim poziomem soli, które są wynikiem zatapiania wód powierzchniowych. Z powodu tych warunków woda w prądach głębinowych jest również bardzo gęsta.

Wiele głębokich prądów porusza się po planecie zgodnie z określonym wzorcem cyrkulacji, który zwykle tworzy cykl. Większość tonących prądów głębinowych powstaje na Północnym Atlantyku, w pobliżu Islandii, a stamtąd prąd głęboki rozpoczyna swój wzorzec cyrkulacji. Bardzo gęsta woda w głębokim nurcie płynie na południe minęła południową krawędź Afryki, podróżuje przez południowy Ocean Indyjski, przepływy minęły wschodnią część Australii i łączą się z Północą Pacyfik. Gdy głęboki prąd wpływa do Północnego Pacyfiku, rosnące temperatury powodują niższą gęstość w głębokiej wodzie, co z kolei powoduje, że woda staje się bardziej wyporna i ponownie unosi się na powierzchnię.

Wody powierzchniowe na Północnym Pacyfiku płyną następnie na południe, przesuwając się między Azją a Australią, zawijając ponownie wokół południowego krańca Afryki – ale tym razem na zachód – a potem płynie przez południe Atlantycki. Z południowego Atlantyku woda łączy się z Prądem Zatokowym i ponownie płynie na północ. Po powrocie na zimniejsze, wyższe szerokości geograficzne Północnego Atlantyku, gęsta woda powierzchniowa opada z powrotem do niższych wód głębinowych, tworząc głęboki prąd i ponownie powtarzając cały cykl.