תוֹכֶן
זרמי האוקיאנוס הידועים מאז ימי קדם נקראים זרמי שטח. למרות שאלו לא יסולא בפז למשלוח, הם שטחיים ותופסים רק חלק קטן ממי האוקיינוסים. מרבית זרמי האוקיאנוסים הם בצורת "מסוע" מונע טמפרטורה ומליחות שמטפטר לאט מים במעמקי התהום. לולאות אלה של זרימת מים נקראות זרמים עמוקים.
זרמים מונעים בצפיפות
••• יופיטרים / Photos.com / תמונות Gettyבשונה מזרמי השטח המונעים על ידי הרוח, זרמי מים עמוקים מונעים על ידי הבדלים בצפיפות המים: מים כבדים יותר שוקעים בעוד מים קלים יותר עולים. הקובעים העיקריים לצפיפות המים הם הטמפרטורה וריכוז המלח; לפיכך, הזרמים העמוקים הם זרמים תרמו-הליניים (מונעי טמפרטורה ומלח). מים בקווי הרוחב הקוטביים שוקעים מכיוון שהם קרים ומעקרים את המים שמתחתם, דוחפים אותם לאורך קווי המתאר של אגן האוקיאנוס. בסופו של דבר מים אלה דוחפים חזרה אל פני השטח בתהליך שנקרא upwelling.
שינויים במליחות
מי האוקיאנוס אינם תערובת הומוגנית. לדוגמא, המים של האוקיאנוס האטלנטי נמוכים מעט יותר אך מלוחים יותר מאלה של האוקיאנוס השקט בגלל התפלגות דיפרנציאלית של המים הנוכחי העמוק. אפילו באזור נתון של אוקיינוס, המים אינם מעורבים באופן שווה; מים צפופים יותר ומלוחים יותר היו מונחים מתחת למשטח פנים טרי יותר.
מליחות משתנה כאשר מוסיפים או מוסרים מים אך אינם מוסיפים מים לפני השטח. זה קורה בדרך כלל על ידי אידוי בגלל הרוח, משקעים בגלל גשמים או היווצרות והתכה של קרחונים באזורים קוטביים. בסופו של דבר השילוב של טמפרטורה ומליחות הוא זה שקובע אם מסת מים תטבע או תעלה. נחלי התרמוהלינה של האוקיינוסים העולמיים נקראים על שם הזרם ויעדו.
זרמים עמוקים הם איטיים
זרמי השטח עשויים להגיע לכמה קילומטרים בשעה ויש להם השפעה בולטת על נסיעות אוקיאניות. זרמים עמוקים הם הרבה יותר איטיים ועשויים לקחת שנים רבות לחצות את האוקיינוסים העולמיים. ניתן למדוד תנועה זו על ידי הרכב הכימיקלים המומסים במי הים. הערכות כימיות מסכימות במידה רבה עם מדידות זרם עמוק ומצביעות על כך שזרמים נמשכים עד אלף שנה כדי להגיע לפני השטח, כפי שנראה כמו במקרה הנוכחי בצפון השקט.
השפעות על האקלים הגלובלי
תנועת הטמפרטורה והאנרגיה בזרמי האוקיינוס העמוקים היא מסיבית וללא ספק יש לה השפעה משמעותית על האקלים העולמי. האופי המדויק של השפעות אקלימיות אלה עדיין לא ברור. נראה כי זרמי שטח חמים יותר גורמים להתחממות יחסית של אזור גדול, בעוד שתהפוכות מים קרים גורמים לכך שהאזור קריר מהצפוי. לדוגמה, הזרם הצפוני האטלנטי מספק מים חמים למערב אירופה, וכתוצאה מכך הטמפרטורה חמה מהצפוי. הקירור היחסי במהלך "עידן הקרח הקטן" בין השנים 1400-1850 היה ככל הנראה תוצאה של האטה והתקררות לאחר מכן של זרם פני השטח הזה.
לזרמים עמוקים השלכות נוספות על האקלים העולמי. לדוגמה, מים באוקיינוס קר מכילים פחמן דו חמצני משמעותי, המשמשים כיור CO2 בכמויות אדירות של פחמן אטמוספרי. התחממות יחסית של זרמים קרים אלה, אם כן, עלולה לגרום לשחרור משמעותי של CO2 מאוחסן לאטמוספרה.