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.
У 1992 вантажний корабель, що перевозив іграшки для ванни, потрапив у шторм. Вантажні контейнери опинились за бортом, хвилі вимили 28 000 ґумових качок та інші іграшки у Тихий океан. Але вони не втримались разом. Навпаки — качки розпливлись по всьому світу і дослідники досліджували напрям їх руху, щоб краще зрозуміти океанічні течії.
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.
Океанічними течіями керує ряд ресурсів: вітер, припливи, зміна щільності води та обертання Землі. Топографія дна океану та берегова лінія змінюють ці рухи, пришвидшують течії, сповільнюють чи змінюють їх напрямок.
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.
Океанічні течії поділяються на дві категорії: поверхневі течії та глибинні океанічні течії. Поверхневі течії контролюють рух десяти відсотків океанічної води, в той час, як глибинні океанічні течії мобілізують інші 90 відсотків. Хоча у них у всіх різні причини, поверхневі та глибинні океанічні потоки впливають один на одного в химерному танці, який тримає у русі весь океан.
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.
Біля берега вітер та припливи керують океанічними течіями, відтягуючи воду вперед і назад, по мірі підйому і зниження рівня води, в той час, як у відкритому океані вітер керує поверхневими течіями. Коли вітер дме по океану, він жене верхні шари води. Ця вода штовхає нижчі шари, в вони, в свою чергу, штовхають ще нижчі шари. Фактично, вода на глибині 400 метрів ще досі знаходиться під впливом вітру над океанічною поверхнею.
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.
Якщо поглянути на всі типи океанічних течій по всій Землі у збільшеному вигляді, можна побачити, що вони формують великі петлі під назвою вихори, які подорожують за часовою стрілкою у північній півкулі, та проти часової у південній півкулі. Бо обертання Землі впливає на типи вітрів, які створюють ці течії.
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.
Якби Земля не оберталася, повітря та вода просто не рухалися б вперед-назад між низьким тиском на екваторі та високим тиском на полюсах. Але оскільки повітря на Землі обертається, повітря, яке рухається від екватора до Північного Полюсу, відхиляється на схід, а повітря, яке відступає назад, відхиляється на захід. Дзеркальна ситуація спостерігається у північній півкулі, тож більшість потоків вітру формують петлеподібні окружності навколо океанічних басейнів. Це називається ефектом Коріоліса. Вітер штовхає океан під ним у ті самі обертальні вихори. Оскільки вода набагато краще за повітря тримає тепло, ці течії допомагають перерозподілити тепло по земній кулі.
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.
На відміну від поверхневих течій, на глибинні океанічні течії впливають зміни у щільності морської води. Коли вода рухається до Північного полюсу, вона стає холоднішою. У ній також більша концентрація солі, оскільки сформовані кристали льоду вбирають воду, витісняючи сіль. Така холодна солона вода більш щільна, тож вона тоне, а її місце займає тепліша вода з поверхні, створюючи вертикальну течію, що називається термохалінною циркуляцією.
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.
Термохалінна циркуляція глибинних та керованих вітром поверхневих потоків поєднується для утворення вітрової петлі під назвою Глобальний конвеєрний пояс. Коли вода рухається з глибин океану до поверхні, вона несе поживні речовини, якими живляться мікроорганізми, які формують основу багатьох ланцюжків харчування в океані.
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.
Глобальний конвеєрний пояс - найбільша течія у світі, яка омиває всю Земну кулю. Але вона рухається зі швидкістю лише кілька сантиметрів на секунду. Краплині води потрібно тисячі років, щоб завершити повну подорож. Проте підвищення температури моря змушує конвеєрний пояс помітно уповільнитися. Моделі доводять, що це спричиняє хаос погодних систем по обидві сторони Атлантики, і ніхто не знає, що трапиться, якщо він продовжить сповільнюватися чи зовсім зупиниться. Єдиний спосіб точно передбачити та відповідно підготуватися - це продовжувати дослідження течій та могутніх сил, які впливають на них.