กระแสน้ำลึกคืออะไร?

กระแสน้ำในมหาสมุทรที่รู้จักกันมาตั้งแต่สมัยโบราณเรียกว่ากระแสน้ำผิวน้ำ แม้ว่าสิ่งเหล่านี้จะประเมินค่าไม่ได้สำหรับการขนส่ง แต่พวกมันเป็นเพียงผิวเผินและครอบครองเพียงส่วนเล็ก ๆ ของน่านน้ำในมหาสมุทร กระแสน้ำในมหาสมุทรส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบของ "สายพานลำเลียง" ที่ขับเคลื่อนด้วยอุณหภูมิและความเค็ม ซึ่งจะค่อยๆ ปั่นน้ำภายในส่วนลึกสุดก้นบึ้ง การไหลเวียนของน้ำแบบวนซ้ำเหล่านี้เรียกว่ากระแสน้ำลึก

•••Jupiterimages/Photos.com/Getty Images

กระแสน้ำลึกถูกขับเคลื่อนโดยความแตกต่างของความหนาแน่นของน้ำ: น้ำที่หนักกว่าจะจมลงในขณะที่น้ำที่เบากว่าจะเพิ่มขึ้น ปัจจัยกำหนดความหนาแน่นของน้ำคืออุณหภูมิและความเข้มข้นของเกลือ ดังนั้นกระแสน้ำลึกจึงเป็นกระแสเทอร์โมฮาลีน (แบบใช้อุณหภูมิและแบบเกลือ) น้ำที่ละติจูดขั้วโลกจะจมลงเพราะอากาศเย็นและเคลื่อนตัวของน้ำที่อยู่ด้านล่าง ดันไปตามแนวขอบของแอ่งมหาสมุทร ในที่สุด น้ำนี้จะดันกลับขึ้นสู่ผิวน้ำในกระบวนการที่เรียกว่าน้ำขึ้นสูง

น้ำทะเลเป็นส่วนผสมที่เป็นเนื้อเดียวกัน ตัวอย่างเช่น น้ำในมหาสมุทรแอตแลนติกค่อนข้างต่ำแต่มีความเค็มมากกว่ามหาสมุทรแปซิฟิกเนื่องจากการกระจายตัวของน้ำลึกในปัจจุบัน แม้แต่ภายในพื้นที่ของมหาสมุทร น้ำก็ไม่ได้ผสมกันอย่างเท่าเทียมกัน มีน้ำเค็มหนาแน่นกว่าอยู่ใต้ผิวน้ำที่สดชื่นกว่า

ความเค็มเปลี่ยนแปลงเมื่อน้ำแต่ไม่เติมหรือขจัดเกลือออกจากน้ำผิวดิน สิ่งนี้มักเกิดขึ้นจากการระเหยเนื่องจากลม การตกตะกอนเนื่องจากปริมาณน้ำฝน หรือการก่อตัวและการละลายของภูเขาน้ำแข็งในบริเวณขั้วโลก ในที่สุด มันคือการรวมกันของอุณหภูมิและความเค็มที่กำหนดว่ามวลของน้ำจะจมหรือเพิ่มขึ้น กระแสน้ำเทอร์โมฮาลีนในมหาสมุทรของโลกได้รับการตั้งชื่อตามแหล่งกำเนิดและปลายทางของกระแสน้ำ

กระแสน้ำที่พื้นผิวอาจสูงถึงหลายกิโลเมตรต่อชั่วโมงและมีผลกระทบต่อการเดินทางในมหาสมุทรอย่างเห็นได้ชัด กระแสน้ำลึกช้ากว่ามากและอาจใช้เวลาหลายปีกว่าจะสำรวจมหาสมุทรของโลก การเคลื่อนที่นี้สามารถวัดได้จากองค์ประกอบของสารเคมีที่ละลายในน้ำทะเล การประมาณทางเคมีส่วนใหญ่เห็นด้วยกับการวัดกระแสน้ำลึกและบ่งชี้ว่ากระแสน้ำใช้เวลานานถึงพันปีกว่าจะถึงพื้นผิว ดังที่ดูเหมือนว่าจะเป็นกรณีของกระแสน้ำในแปซิฟิกเหนือ

•••Allan Danahar / รูปภาพ Photodisc / Getty

การเคลื่อนที่ของอุณหภูมิและพลังงานโดยกระแสน้ำในมหาสมุทรลึกนั้นมหาศาลและมีผลกระทบอย่างมากต่อสภาพอากาศโลกอย่างไม่ต้องสงสัย ลักษณะที่แน่นอนของผลกระทบจากสภาพอากาศเหล่านี้ยังค่อนข้างไม่แน่นอน ดูเหมือนว่ากระแสน้ำที่ผิวน้ำที่อุ่นขึ้นจะส่งผลให้เกิดความร้อนขึ้นของพื้นที่ขนาดใหญ่ ในขณะที่น้ำที่ไหลขึ้นจากน้ำเย็นจะทำให้บริเวณนั้นเย็นกว่าที่คาดไว้ ตัวอย่างเช่น กระแสน้ำในมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือส่งน้ำอุ่นไปยังยุโรปตะวันตก ส่งผลให้อุณหภูมิอุ่นกว่าที่คาดไว้ การระบายความร้อนแบบสัมพัทธ์ระหว่าง "ยุคน้ำแข็งน้อย" ระหว่าง 1,400-1850 น่าจะเป็นผลจากการที่กระแสน้ำบนพื้นผิวนี้เย็นลงและช้าลง

กระแสน้ำลึกมีความหมายเพิ่มเติมเกี่ยวกับสภาพอากาศโลก ตัวอย่างเช่น น้ำทะเลที่เย็นจัดประกอบด้วยคาร์บอนไดออกไซด์จำนวนมาก ซึ่งทำหน้าที่เป็นแหล่งกักเก็บ CO2 สำหรับคาร์บอนในชั้นบรรยากาศจำนวนมหาศาล การอุ่นขึ้นของกระแสน้ำเย็นเหล่านี้อาจส่งผลให้มีการปล่อย CO2 ที่เก็บไว้ออกสู่บรรยากาศเป็นจำนวนมาก