CÁC DÒNG BIỂN: CHÚNG ĐƯỢC TẠO RA NHƯ THẾ NÀO, LOẠI, HẬU QUẢ, TẦM QUAN TRỌNG - MÔI TRƯỜNG

Các dòng chảy là sự dịch chuyển lớn của cả bề mặt và nước sâu, gây ra bởi gió, sự quay của trái đất, sự khác biệt về nhiệt độ và độ mặn. Chúng có thể nông và sâu, với những con nông xuất hiện ở độ sâu 200 đến 400 m đầu tiên. Về phần mình, các dòng chảy sâu ở độ sâu lớn hơn.

Các dòng hải lưu bề mặt được tạo ra do sự đẩy của nước bởi gió và dòng chảy sâu do sự khác biệt về nhiệt độ và độ mặn.

Các dòng biển chính trên thế giới. Nguồn: Tiến sĩ Michael Pidwirny (xem http://www.physicalgeography.net) / Miền công cộng

Cả hai dòng chảy nông và sâu bổ sung cho nhau tạo thành một băng tải đại dương lớn. Do đó, các khối nước di chuyển trong các dòng bề mặt đi từ xích đạo đến vòng tròn cực và quay trở lại trong các dòng chảy sâu.

Trong trường hợp dòng chảy sâu, chúng quay trở lại đường xích đạo và tiếp tục đến Nam Cực qua tất cả các đại dương. Ở Nam Cực, chúng đi về phía đông, băng qua Ấn Độ Dương và từ đó đến Thái Bình Dương, nơi các dòng chảy bề mặt ấm áp di chuyển lên phía bắc và quay trở lại Đại Tây Dương.

Hệ thống các dòng hải lưu tạo thành cái gọi là các dòng chảy đại dương, qua đó nước luân chuyển trong các đại dương của hành tinh. Có 5 con quay chính, hai ở Đại Tây Dương, hai ở Thái Bình Dương và một ở Ấn Độ Dương.

Trong số các dòng chảy nổi bật nhất là dòng chảy Vịnh Mexico, Las Agujas, Đông Australia, Humboldt và Địa Trung Hải. Tất cả các dòng hải lưu đều thực hiện các chức năng quan trọng trong hệ thống hành tinh bằng cách điều hòa khí hậu, phân phối chất dinh dưỡng và đa dạng sinh học, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho hàng hải.

Các dòng hải lưu được tạo ra như thế nào?

- Điều kiện đại dương chung

Trong các đại dương có một gradient nhiệt độ bề mặt, nơi nhiệt độ tối đa nằm ở Biển Đỏ là 36ºC và nhiệt độ tối thiểu ở Biển Weddell (Nam Cực) là -2ºC. Tương tự, có một độ dốc nhiệt độ thẳng đứng, với vùng nước ấm trong 400 m đầu tiên và vùng rất lạnh dưới 1.800 m.

Ngoài ra còn có độ dốc mặn, với vùng nước mặn hơn ở những khu vực có lượng mưa ít hơn như Đại Tây Dương và ít mặn hơn ở những nơi mưa nhiều hơn (Thái Bình Dương). Mặt khác, độ mặn ít hơn ở các bờ biển nơi các sông cung cấp nước ngọt chảy ra ngoài khơi.

Đổi lại, cả nhiệt độ và độ mặn đều ảnh hưởng đến tỷ trọng của nước; nhiệt độ càng cao mật độ càng giảm và độ mặn càng cao mật độ càng cao. Tuy nhiên, khi nước biển đóng băng và tạo thành băng, khối lượng riêng của nó lớn hơn khối lượng riêng của nước lỏng.

- Hiệu ứng Coriolis

Trái đất quay trên trục của nó về phía đông, gây ra sự lệch hướng rõ ràng ở bất kỳ vật thể nào di chuyển trên bề mặt của nó. Ví dụ, một quả đạn được phóng từ đường xích đạo về phía một địa điểm ở Alaska (phía bắc) sẽ hạ cánh hơi lệch về bên phải mục tiêu.

Hiện tượng tương tự này ảnh hưởng đến gió và các dòng hải lưu và được gọi là hiệu ứng Coriolis.

- Sự phát triển của dòng điện

Dòng điện bề mặt

Do sự nóng lên khác nhau của Trái đất, có nhiệt độ ấm áp ở gần xích đạo và lạnh ở hai cực. Các khối khí nóng bốc lên tạo ra một vùng chân không, tức là một vùng áp suất thấp.

Do đó, không gian do không khí nóng để lại chứa đầy không khí từ vùng lạnh (vùng áp suất cao), di chuyển đến đó do tác động của gió. Ngoài ra, Trái đất trong quá trình chuyển động quay của nó gây ra một lực ly tâm tại đường xích đạo, khiến nước di chuyển theo hướng Bắc và Nam ở khu vực này.

Tương tự như vậy, các vùng nước gần xích đạo ít mặn hơn do có nhiều trận mưa cung cấp nước ngọt và làm loãng muối. Trong khi về phía các cực, mưa ít hơn và một phần lớn nước bị đóng băng, vì vậy nồng độ muối trong nước lỏng cao hơn.

Mặt khác, ở xích đạo, nước ấm hơn do tần suất bức xạ mặt trời cao hơn. Điều này làm cho nước trong khu vực này mở rộng và nâng cao mức hoặc độ cao của nó.

Dòng chảy bề mặt của Bắc Đại Tây Dương Gyre

Khi phân tích ảnh hưởng của các yếu tố này ở Bắc Đại Tây Dương, người ta nhận thấy rằng một hệ thống lớn các dòng hải lưu khép kín được tạo ra. Nó bắt đầu với những cơn gió đến từ phía đông bắc (gió mậu dịch) gây ra các dòng biển siêu tốc.

Các dòng biển đông bắc này khi đến xích đạo sẽ di chuyển về phía tây do chuyển động quay, bắt đầu từ bờ biển phía tây châu Phi. Sau đó khi đến châu Mỹ, dòng chảy xích đạo liên tục gặp phải những chướng ngại vật trên mặt đất ở phía bắc.

Dòng chảy Bắc Đại Tây Dương. Nguồn: Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard Tác phẩm sáng tạo MagentaGreen (Phiên bản SVG) / Miền công cộng

Sự hiện diện của các chướng ngại vật, cộng với lực ly tâm của đường xích đạo và sự chênh lệch nhiệt độ giữa vùng biển xích đạo và vùng cực, hướng dòng chảy về phía đông bắc. Dòng điện tăng tốc độ khi nó lưu thông trong các kênh hẹp giữa các đảo Caribe và kênh Yucatan.

Sau đó, từ Vịnh Mexico, nó tiếp tục đi qua Eo biển Florida, mạnh lên bằng cách gia nhập dòng chảy của Antilles. Từ đây, nó tiếp tục đi về phía bắc dọc theo bờ biển phía đông của Bắc Mỹ và sau đó là phía đông bắc.

Dòng chảy sâu của Bắc Đại Tây Dương Gyre

Trên hành trình về phía bắc, Dòng chảy Vịnh mất nhiệt và nước bốc hơi, trở nên mặn hơn và đặc hơn, chìm xuống trở thành dòng nước sâu. Sau đó khi đến chướng ngại vật Bắc Tây Âu, nó tách ra và một nhánh tiếp tục về phía bắc, sau đó quay về phía tây, trong khi nhánh kia tiếp tục về phía nam và quay trở lại đường xích đạo.

Đóng cửa Bắc Đại Tây Dương Gyre

Nhánh của dòng chảy Bắc Đại Tây Dương Giro va chạm với Tây Âu hướng về phía nam và tạo thành Dòng hải lưu Canary. Trong quá trình này, các dòng chảy của Biển Địa Trung Hải theo hướng tây được hợp nhất, đóng góp một lượng lớn muối vào Đại Tây Dương.

Tương tự, gió mậu dịch đẩy vùng biển của bờ biển châu Phi về phía tây, hoàn thành Vòng quay Bắc Đại Tây Dương.

Gyre cận Bắc Đại Tây Dương

Hướng hiện tại về phía bắc tạo thành Gyre cận Bắc Đại Tây Dương, đi về phía tây gặp Bắc Mỹ. Tại đây hình thành dòng Labrador lạnh và sâu, chảy về phía nam.

Dòng Đại dương Labrador này chảy dưới Dòng chảy Vịnh theo hướng ngược lại. Sự chuyển động của các dòng này được cho bởi sự khác biệt về nhiệt độ và nồng độ muối (dòng nhiệt).

Băng tải biển lớn

Tập hợp các dòng nhiệt tuyến tạo thành hệ thống các dòng lưu thông bên dưới các dòng bề mặt, tạo thành băng chuyền lớn của đại dương. Nó là một hệ thống các dòng chảy sâu và lạnh đi từ Bắc Đại Tây Dương đến Nam Cực.

Băng tải biển. Nguồn: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Ở Nam Cực, các dòng chảy đi về phía đông và khi đi qua Australia, nó hướng về Bắc Thái Bình Dương. Trong quá trình này, nước ấm lên, vì vậy chúng dâng lên khi đến Bắc Thái Bình Dương. Sau đó, chúng quay trở lại Đại Tây Dương dưới dạng một dòng chảy bề mặt ấm, đi qua Ấn Độ Dương và kết nối với các con quay của đại dương.

Các loại hải lưu

Có hai loại hải lưu cơ bản được xác định bởi các yếu tố tạo ra chúng và mực nước đại dương mà chúng lưu thông qua đó.

Dòng biển nông và sâu. Nguồn: Thomas Splettstoesser / Miền công cộng

Dòng biển bề mặt

Những dòng chảy này xuất hiện ở độ sâu 400-600 m đầu tiên của biển và được tạo ra bởi gió và sự quay của Trái đất. Chúng chiếm 10% khối lượng nước trong đại dương.

Dòng biển sâu

Dòng chảy sâu xảy ra dưới độ sâu 600 m và di chuyển 90% khối lượng nước biển. Các dòng điện này được gọi là tuần hoàn đường nhiệt, vì chúng được tạo ra bởi sự khác biệt về nhiệt độ nước ("nhiệt độ") và nồng độ muối ("đường đẳng nhiệt").

Dòng hải lưu chính

Các dòng biển chính trên thế giới. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Con quay đại dương

Theo mô hình của gió và do tác động của chuyển động quay của Trái đất, các dòng biển tạo thành các hệ thống dòng chảy tròn được gọi là các dòng chảy đại dương. Có 6 lượt chính:

Con quay Bắc Đại Tây Dương
Con quay Nam Đại Tây Dương
Gyre Bắc Thái Bình Dương
Nam Thái Bình Dương Giro
Ngã rẽ của Ấn Độ Dương
Quay Nam Cực

Mỗi ngã rẽ được hình thành bởi các dòng điện khác nhau, trong đó dòng điện có giới hạn phía Tây của mỗi ngã rẽ hướng về cực tương ứng. Nói cách khác, các con quay Bắc Đại Tây Dương và Bắc Thái Bình Dương đi tới Bắc Cực và các con quay Nam Đại Tây Dương, Nam Thái Bình Dương và Ấn Độ Dương đi đến Nam Cực.

Con quay đại dương. Nguồn: NOAA / Public domain

Các dòng chảy của giới hạn phía tây của mỗi dòng chảy là dòng chảy mạnh nhất và do đó dòng chảy Vịnh Mexico tương ứng với dòng Gyre Bắc Đại Tây Dương và dòng Kuroshio đối với dòng Gyre Bắc Thái Bình Dương.

Ở Nam Đại Tây Dương Gyre, dòng chảy mạnh nhất là của Brazil và ở Nam Thái Bình Dương là của Đông Úc. Về phần mình, ở Giro del Indico là dòng chảy Las Agujas, chạy dọc theo bờ biển phía đông của châu Phi từ bắc xuống nam.

Lấy Bắc Đại Tây Dương Gyre làm ví dụ, chúng ta thấy rằng toàn bộ hệ thống được tạo thành từ bốn dòng điện. Ở Giro này, ngoài dòng Vịnh ở phía tây, còn có dòng Bắc Đại Tây Dương đi về phía đông bắc.

Sau đó, ở phía đông, dòng điện Las Canarias hướng về phía đông nam, và mạch đóng với dòng điện Bắc Xích đạo về phía tây.

Suối Vịnh Mexico

Dòng chảy này là một phần của dòng chảy Bắc Đại Tây Dương và được đặt tên như vậy bởi vì nó được sinh ra ở Vịnh Mexico. Tại đây các vùng nước bề mặt nóng lên và mở rộng, nâng cao mực nước biển so với vùng biển phía bắc lạnh hơn.

Do đó, dòng điện được tạo ra từ vùng Vịnh về phía bắc, nơi nước sẽ mất nhiệt và tạo thành dòng chảy Bắc Đại Tây Dương.

Khí hậu Tây Âu

Dòng chảy Vịnh góp phần lớn vào việc điều hòa khí hậu của Tây Âu, nhờ sức nóng mà nó mang theo từ Vịnh Mexico. Lượng nhiệt tỏa ra ngoài Greenland này bị gió Tây thổi về phía lục địa, làm điều hòa nhiệt độ lục địa.

Dòng Địa Trung Hải

Biển Địa Trung Hải là một lưu vực gần như khép kín, ngoại trừ phần kết nối rộng 14,24 km với Đại Tây Dương qua eo biển Gibraltar. Biển này mất khoảng 1 m nước hàng năm do bốc hơi vào mùa hè ấm áp.

Sự kết nối với Đại Tây Dương và các dòng chảy được tạo ra, cho phép lượng nước đã mất được tái tạo và cung cấp oxy. Các dòng chảy rời Địa Trung Hải giúp hình thành Dòng chảy Vịnh.

Độ mặn gradient

Độ mặn và nhiệt độ là những yếu tố cơ bản hoạt động để tạo ra dòng điện giữa Địa Trung Hải và Đại Tây Dương. Do mất nước do bốc hơi trong một khu vực khép kín, độ mặn ở Địa Trung Hải cao hơn ở Đại Tây Dương ngoài eo biển.

Nước có hàm lượng muối cao hơn thì cô đặc hơn và đi xuống đáy, tạo thành dòng chảy sâu về Đại Tây Dương với nồng độ muối thấp hơn. Mặt khác, lớp nước bề mặt của Đại Tây Dương ấm hơn của Địa Trung Hải và tạo ra dòng chảy bề mặt từ Đại Tây Dương đến Địa Trung Hải.

Dòng điện Humboldt

Nó là một dòng nước lạnh bề mặt đi từ Nam Cực đến đường xích đạo dọc theo bờ biển Thái Bình Dương Nam Mỹ. Nó xuất phát từ sự trồi lên hoặc trồi lên của một phần vùng nước lạnh của dòng chảy sâu ở Nam Thái Bình Dương khi va chạm với bờ biển Nam Mỹ.

Nó là một phần của Giro cận nhiệt đới của Nam Thái Bình Dương và chịu trách nhiệm cung cấp một lượng lớn chất dinh dưỡng cho các bờ biển Chile, Peru và Ecuador.

Kết quả

Phân bố nhiệt và độ mặn

Các dòng hải lưu chảy từ những nơi có vùng nước ấm hơn và mặn hơn đến những vùng lạnh hơn với nồng độ muối ít hơn. Trong quá trình này, chúng giúp phân phối nhiệt xung quanh và hàm lượng muối trong đại dương.

Tác động đến khí hậu

Bằng cách di chuyển các khối nước ấm đến các vùng lạnh, các dòng nước tham gia vào quá trình điều hòa khí hậu Trái đất. Một ví dụ về điều này là tác động điều hòa của nhiệt độ xung quanh do dòng chảy của Vịnh Mexico ở Tây Âu gây ra.

Do đó, nếu Dòng chảy Vịnh ngừng chảy, nhiệt độ của Tây Âu sẽ giảm trung bình 6 ° C.

Bão

Bằng cách vận chuyển nhiệt, các dòng hải lưu cung cấp độ ẩm bằng cách bốc hơi và tạo ra chuyển động tròn trong mối quan hệ chặt chẽ với gió, là nguyên nhân gây ra các cơn bão.

Trao đổi khí

Nước biển duy trì sự trao đổi khí liên tục với khí quyển, bao gồm hơi nước, oxy, nitơ và CO _2. Sự trao đổi này được thực hiện do sự chuyển động của nước theo dòng biển góp phần phá vỡ sức căng bề mặt.

Mô hình ven biển

Các dòng hải lưu gây ra lực mài mòn và lực cản (xói mòn) trên bề mặt đáy biển và các bờ biển mà chúng đi qua. Hiệu ứng ăn mòn này qua hàng nghìn năm định hình đáy biển, các vỉa và đường bờ biển.

Phân bố chất dinh dưỡng và đa dạng sinh học

Mặt khác, các dòng hải lưu mang theo các chất dinh dưỡng cũng như các sinh vật phù du ăn chúng. Điều này tạo điều kiện cho sự phân bố của động vật biển, vì nó tập trung ở những nơi có nhiều thức ăn hơn.

Sinh vật phù du bị dòng chảy bề mặt mang đi một cách thụ động, và một phần chất dinh dưỡng kết tủa xuống đáy, nơi chúng bị dòng sâu thay thế. Sau đó, các chất dinh dưỡng này quay trở lại bề mặt trong cái gọi là các vùng nước nổi hoặc các mỏm biển.

Nước biển dâng hoặc nước dâng cao

Các dòng chảy sâu làm phát sinh cái gọi là các phần nhô lên hoặc phần nhô ra của các vùng nước biển. Đó là sự trỗi dậy của các vùng nước sâu lạnh giá lên bề mặt, mang theo các chất dinh dưỡng lắng đọng trong đại dương sâu.

Dòng biển dâng. Nguồn: NASA / Miền công cộng

Ở những khu vực xảy ra điều này, có sự phát triển lớn hơn của các quần thể thực vật phù du và do đó của cá. Những khu vực này trở thành vùng đánh cá quan trọng, chẳng hạn như bờ biển Thái Bình Dương của Peru.

Nồng độ chất ô nhiễm

Các đại dương đang chịu các vấn đề ô nhiễm nghiêm trọng do hành động của con người, trong đó có một lượng lớn chất thải, đặc biệt là nhựa. Các dòng hải lưu mang theo các mảnh vụn này và do dạng hình tròn của bề mặt, chúng tập trung ở những khu vực xác định.

Đây là nơi mà cái gọi là đảo nhựa hình thành, được hình thành bằng cách tập trung các mảnh nhựa trong các khu vực rộng lớn ở trung tâm các con sông biển.

Tương tự như vậy, sự kết hợp của dòng hải lưu với sóng và hình dạng của đường bờ biển, tập trung chất thải ở những khu vực nhất định.

Tầm quan trọng đối với hệ sinh thái và sự sống trên Trái đất

Di cư biển

Nhiều loài sinh vật biển, chẳng hạn như rùa, động vật giáp xác (cá voi, cá heo) và cá, sử dụng các dòng hải lưu để di cư trên đại dương đường dài của chúng. Các dòng điện này giúp xác định lộ trình, giảm năng lượng di chuyển và cung cấp thức ăn.

Chất dinh dưỡng sẵn có

Sự phân bố các chất dinh dưỡng theo cả chiều ngang và chiều dọc trong các đại dương phụ thuộc vào các dòng hải lưu. Điều này lại ảnh hưởng đến các quần thể thực vật phù du vốn là những nhà sản xuất chính và cơ sở của lưới thức ăn.

Ở đâu có chất dinh dưỡng ở đó có sinh vật phù du và cá ăn nó, cũng như các loài khác ăn cá như chim biển.

Đánh bắt cá

Sự phân bố của các chất dinh dưỡng thông qua các dòng hải lưu ảnh hưởng đến sự sẵn có của hoạt động đánh bắt cá cho con người.

Oxy sẵn có

Các dòng nước biển, bằng cách vận động nước, góp phần tạo ôxy cho nó, điều cần thiết cho sự phát triển của đời sống thủy sinh.

Hệ sinh thái trên cạn

Các hệ sinh thái ven biển và nội địa chịu ảnh hưởng của các dòng biển ở mức độ chúng điều hòa khí hậu lục địa.

Đường đi bộ

Các dòng hải lưu đã cho phép con người phát triển hàng hải, cho phép hàng hải đi đến các điểm đến xa. Điều này đã giúp cho việc khám phá Trái đất, sự phân tán của loài người, thương mại và phát triển kinh tế nói chung trở nên khả thi.

Các yếu tố ảnh hưởng đến hướng của dòng điện

Hướng đi của các dòng hải lưu được thể hiện theo một mô hình đều đặn trong các đại dương trên thế giới. Hình thái hướng này được xác định bởi nhiều yếu tố mà lực của chúng là năng lượng mặt trời và lực hấp dẫn của Trái đất và Mặt trăng.

Bức xạ mặt trời, áp suất khí quyển và hướng của gió

Bức xạ mặt trời ảnh hưởng đến hướng của các dòng hải lưu do là nguyên nhân gây ra gió. Đây là nguyên nhân chính hình thành các dòng chảy bề mặt theo hướng gió.

Gradient nhiệt độ và trọng lực

Bức xạ mặt trời cũng ảnh hưởng đến hướng của các dòng hải lưu bằng cách làm nóng nước và khiến nó nở ra. Do đó, nước tăng thể tích và nâng cao mực nước biển; với các khu vực cao hơn của đại dương (nóng) hơn các khu vực khác (lạnh).

Điều này tạo thành sự khác biệt về mức độ, tức là độ dốc, di chuyển nước về phần thấp hơn. Ví dụ, ở xích đạo, nhiệt độ cao và do đó nước nở ra, xác định mực nước biển cao hơn 8 cm so với các khu vực khác.

Gradient độ mặn

Một yếu tố khác ảnh hưởng đến hướng của các dòng hải lưu là sự khác biệt về độ mặn giữa các khu vực khác nhau của đại dương. Khi nước mặn hơn, mật độ của nó tăng lên và chìm xuống, và các dòng chảy sâu di chuyển như một hàm của nhiệt độ và độ mặn.

Cứu trợ vùng biển và ven biển

Hình dạng của thềm lục địa và đường bờ biển cũng ảnh hưởng đến hướng của các dòng biển. Trong trường hợp các dòng chảy bề mặt chạy dọc theo bờ biển, địa hình ảnh hưởng đến hướng của chúng.

Mặt khác, các dòng chảy sâu khi tác động với thềm lục địa có thể bị lệch cả phương ngang và phương thẳng đứng.

Sự quay của Trái đất và Hiệu ứng Coriolis

Chuyển động quay của Trái đất ảnh hưởng đến hướng của gió bằng cách tạo ra lực ly tâm ở xích đạo, đẩy các dòng chảy về các cực. Hơn nữa, hiệu ứng Coriolis làm lệch hướng các dòng chảy sang phải ở Bắc bán cầu và sang trái ở Nam bán cầu.

Người giới thiệu

Campbell, N. và Reece, J. (2009). Sinh học. Ấn bản thứ 8 Pearson Benjamin / Cummings.
Castro, P. và Huber, ME (2007). Sinh vật biển. Phiên bản thứ 6 McGraw- Hill.
Kelly, KA, Dickinson, S., McPhaden, MJ và Johnson, GC (2001). Các dòng hải lưu rõ ràng trong dữ liệu gió vệ tinh. Thư Nghiên cứu Địa vật lý.
Neumann, G. (1968). Dòng chảy đại dương. Công ty xuất bản Elsevier.
Pineda, V. (2004). Chương 7: Hình thái đáy đại dương và đặc điểm đường bờ biển. Trong: Werlinger, C (Ed.). Sinh học biển và Hải dương học: Các khái niệm và quá trình. Tập I.
Prager, EJ và Earle, SS (2001). Các đại dương. McGraw-Hill.
Ulanski, S. (2012). Dòng chảy Vịnh. Câu chuyện khó tin về con sông vượt biển. Ấn phẩm Turner SL

CÁC DÒNG BIỂN: CHÚNG ĐƯỢC TẠO RA NHƯ THẾ NÀO, LOẠI, HẬU QUẢ, TẦM QUAN TRỌNG - MÔI TRƯỜNG - 2026