Sisältö
Antiikin ajoista lähtien tunnettuja merivirtoja kutsutaan pintavirtoiksi. Vaikka nämä ovat merenkulun kannalta arvokkaita, ne ovat pinnallisia ja vievät vain pienen osan valtameren vesistä. Suurin osa valtamerten virtauksista tapahtuu lämpötilan ja suolapitoisuuden ohjaamana "kuljetinhihnana", joka polttaa vettä hitaasti syvyyksissä. Näitä veden kiertosilmukoita kutsutaan syvävirroiksi.
Tiheysohjatut virrat
••• Jupiterimages / Photos.com / Getty ImagesToisin kuin tuulen aiheuttamat pintavirrat, syvän veden virtauksia ohjaavat veden tiheyden erot: raskaampi vesi vajoaa ja kevyempi vesi nousee. Tärkeimmät veden tiheyden määrittäjät ovat lämpötila ja suolapitoisuus; siten syvät virrat ovat lämpöhaline (lämpö- ja suolavetoisia) virtauksia. Vesi polaarisilla leveysasteilla uppoaa, koska se on kylmää ja syrjäyttää sen alapuolella olevan veden työntäen sitä valtameren altaan ääriviivat pitkin. Lopulta tämä vesi työntyy takaisin pintaan prosessina, jota kutsutaan ylävirtaukseksi.
Suolamuutokset
Valtameren vedet eivät ole homogeeninen seos. Esimerkiksi Atlantin valtameren vesi on jonkin verran alhaisempaa, mutta suolaisempaa kuin Tyynen valtameren vesi syvän nykyisen veden erojakauman vuoksi. Jopa tietyllä merialueella, vesi ei ole tasaisesti sekoittunut; tiheämpi, suolaisempi vesi makaa raikkaamman pintaveden alapuolelle.
Suolapitoisuus muuttuu, kun vettä, mutta ei suolaa, lisätään tai poistetaan pintavesistä. Tämä tapahtuu yleensä joko tuulen aiheuttaman haihtumisen, sateiden aiheuttamien sateiden tai jäävuorien muodostumisen ja sulamisen avulla napa-alueilla. Viime kädessä lämpötilan ja suolapitoisuuden yhdistelmä määrää, nouseeko vesimassa vai nouseeko se. Maailman valtamerten lämpöhaliinivirrat on nimetty virran lähteen ja määränpään perusteella.
Syvät virtaukset ovat hitaita
Pintavirrat voivat saavuttaa useita kilometrejä tunnissa ja vaikuttaa huomattavasti meriteitse. Syvät virrat ovat paljon hitaampia ja voi viedä vuosia maailman valtamerten kulkemiseen. Tätä liikettä voidaan mitata meriveteen liuenneiden kemikaalien koostumuksella. Kemialliset arviot ovat suurelta osin yhtä mieltä syvän virran mittauksista ja osoittavat, että virtojen kuluminen pintaan kestää jopa tuhat vuotta, kuten näyttää tapahtuvan Pohjois-Tyynenmeren virralla.
Vaikutukset globaaliin ilmastoon
Lämpötilan ja energian liikkuminen syvän valtameren virtausten kautta on massiivista, ja sillä on epäilemättä merkittävä vaikutus maailmanlaajuiseen ilmastoon. Näiden ilmastovaikutusten tarkka luonne on edelleen jonkin verran epävarmaa. Näyttää siltä, että lämpimät pintavirrat johtavat suuren alueen suhteelliseen lämpenemiseen, kun taas kylmän veden kohoaminen johtaa siihen, että alue on odotettua viileämpi. Esimerkiksi Pohjois-Atlantin virta toimittaa lämpimää vettä Länsi-Eurooppaan, mikä johtaa odotettua lämpimämpään lämpötilaan. Suhteellinen jäähtyminen "pienen jääkauden" aikana 1400-1850 oli oletettavasti seurausta tämän pintavirran hidastumisesta ja myöhemmästä jäähdytyksestä.
Syvävirroilla on lisävaikutuksia globaaliin ilmastoon. Esimerkiksi kylmä valtamerivesi sisältää huomattavaa hiilidioksidia, joka toimii hiilidioksidin upottajana valtaville määrille ilmakehän hiiltä. Näiden kylmien virtojen suhteellinen lämpeneminen voi sitten johtaa varastoidun hiilidioksidin huomattavaan vapautumiseen ilmakehään.