In 1992, a cargo ship carrying bath toys got caught in a storm. Shipping containers washed overboard, and the waves swept 28,000 rubber ducks and other toys into the North Pacific. But they didn’t stick together. Quite the opposite– the ducks have since washed up all over the world, and researchers have used their paths to chart a better understanding of ocean currents.
1992-ben egy fürdőjátékokat szállító teherhajó viharba került. A fedélzeten átcsapó hullámok a szállítókonténerekből 28 000 gumikacsát és egyéb játékot sodortak az északi Csendes-óceánba. De nem maradtak együtt. Épp ellenkezőleg - a kacsák azóta beúszták az egész világot. A kutatók nyomon követték útjukat, hogy jobban megértsék és feltérképezzék az óceáni áramlatokat.
Ocean currents are driven by a range of sources: the wind, tides, changes in water density, and the rotation of the Earth. The topography of the ocean floor and the shoreline modifies those motions, causing currents to speed up, slow down, or change direction.
Az óceáni áramlatok kialakulásának számos oka van: a szél, az árapály, a víz sűrűségének változása és a Föld forgása. A tengerfenék domborzata és a partvonal módosítják ezeket a mozgásokat, felgyorsítják, lassítják, vagy irányváltoztatásra késztetik az áramlatokat.
Ocean currents fall into two main categories: surface currents and deep ocean currents. Surface currents control the motion of the top 10 percent of the ocean’s water, while deep-ocean currents mobilize the other 90 percent. Though they have different causes, surface and deep ocean currents influence each other in an intricate dance that keeps the entire ocean moving.
Az óceáni áramlatok két fő kategóriába sorolhatók: ezek a felszíni áramlatok és a mélytengeri áramlatok. A felszíni áramlatok szabályozzák a tengervíz felső 10%-ának mozgását, míg a mélytengeri áramlatok hozzák mozgásba a másik 90%-ot. Bár különböző okai vannak, a felszíni és mélytengeri áramlatok hatnak egymásra. Bonyolult táncot lejtenek, amely az egész óceánt folytonos mozgásban tartja.
Near the shore, surface currents are driven by both the wind and tides, which draw water back and forth as the water level falls and rises. Meanwhile, in the open ocean, wind is the major force behind surface currents. As wind blows over the ocean, it drags the top layers of water along with it. That moving water pulls on the layers underneath, and those pull on the ones beneath them. In fact, water as deep as 400 meters is still affected by the wind at the ocean’s surface.
A part közelében a szél és az árapály együtt hozza létre a felszíni áramlatokat. Oda-vissza áramoltatják a vizet, ahogy a vízszint változik. Ugyanakkor a nyílt óceánon főleg a szél alakítja a felszíni áramlatokat. Ahogy a szél az óceán felett fúj, magával húzza a víz felső rétegeit. A mozgó víz az alsóbb rétegeket vonzza, azok pedig az alattuk lévőket. Valójában 400 méter mélységig is hat a vízre az óceán feletti szél.
If you zoom out to look at the patterns of surface currents all over the earth, you’ll see that they form big loops called gyres, which travel clockwise in the northern hemisphere and counter-clockwise in the southern hemisphere. That’s because of the way the Earth’s rotation affects the wind patterns that give rise to these currents.
Ha nagyobb távlatból nézzük a felszíni áramlatok mintázatait a Földön, láthatjuk, hogy körforgást végeznek, amelyeket óceáni örvénynek neveznek. Ezek az északi féltekén az óramutató járásával megegyező, a délin az óramutató járásával ellentétes irányban haladnak. Ez a Föld forgásának köszönhető, ami befolyásolja azokat a szélmintákat, amelyek ezeket az áramlatokat idézik elő.
If the earth didn’t rotate, air and water would simply move back and forth between low pressure at the equator and high pressure at the poles. But as the earth spins, air moving from the equator to the North Pole is deflected eastward, and air moving back down is deflected westward. The mirror image happens in the southern hemisphere, so that the major streams of wind form loop-like patterns around the ocean basins. This is called the Coriolis Effect. The winds push the ocean beneath them into the same rotating gyres. And because water holds onto heat more effectively than air, these currents help redistribute warmth around the globe.
Ha a Föld nem forogna, a levegő és víz egyszerűen ide-oda mozogna az alacsony nyomású Egyenlítő és a magas nyomású pólusok között. De mivel a Föld forog, az Egyenlítőtől az Északi-sark felé haladó levegő kelet felé, a visszafelé mozgó levegő pedig nyugat felé mozdul el. Ennek a tükörképe zajlik a déli féltekén. Ezért a főbb széláramlatok körkörös mintákat alkotnak óceánszerte. Ez a Coriolis-hatás. A szelek az alattuk lévő óceánt ugyanazokba a forgó körökbe rendezik. Mivel a víz jobban tartja a hőt a levegőnél, az áramlatok mindenhova meleget visznek a Földön. A felszíni áramlatokkal ellentétben
Unlike surface currents, deep ocean currents are driven primarily by changes in the density of seawater. As water moves towards the North Pole, it gets colder. It also has a higher concentration of salt, because the ice crystals that form trap water while leaving salt behind. This cold, salty water is more dense, so it sinks, and warmer surface water takes its place, setting up a vertical current called thermohaline circulation.
a mélytengeri áramlatok leginkább a tengervíz sűrűségtől függenek. Ahogy a víz az Északi-sark felé halad, lehűl. Magasabb a sókoncentrációja is, mert a keletkező jégkristályok vízből állnak, de a só visszamarad a vízben. Ez a hideg, sós víz sűrűbb, ezért lesüllyed, és a melegebb felszíni víz átveszi a helyét. Így függőleges áramlat jön létre, az ún. termohalin keringés.
Thermohaline circulation of deep water and wind-driven surface currents combine to form a winding loop called the Global Conveyor Belt. As water moves from the depths of the ocean to the surface, it carries nutrients that nourish the microorganisms which form the base of many ocean food chains.
A szél okozta felszíni áramlatok és a mélyvíz termohalin keringése együtt kanyargó hurkot alkotnak, az ún. globális szállítószalagot. A víz felemelkedik az óceán mélyéről, és tápanyagokat hoz fel. Ez táplálja azokat a mikroorganizmusokat, amelyek számos óceáni tápláléklánc alapját képezik.
The global conveyor belt is the longest current in the world, snaking all around the globe. But it only moves a few centimeters per second. It could take a drop of water a thousand years to make the full trip. However, rising sea temperatures are causing the conveyor belt to seemingly slow down. Models show this causing havoc with weather systems on both sides of the Atlantic, and no one knows what would happen if it continues to slow or if it stopped altogether. The only way we’ll be able to forecast correctly and prepare accordingly will be to continue to study currents and the powerful forces that shape them.
A globális szállítószalag a leghosszabb áramlat a világon, átkígyózik a világon. Azonban másodpercenként csak néhány centimétert mozog. Egy csepp víznek ezer évbe is telhet a teljes út megtétele. Ám az óceánok növekvő hőmérséklete miatt a szállítószalag érzékelhetően lassul. Modellek szerint a lassulás káoszt okoz az időjárási rendszerekben az Atlanti-óceán mindkét oldalán, és senki sem tudja, mi történik majd, ha tovább lassul vagy teljesen leáll. Csak egy módon leszünk képesek előre jelezni a folyamatokat, és felkészülni rájuk, ha folytatjuk az áramlatok és az azokat kialakító hatalmas erők tanulmányozását.