洋流从何而来?

今天形成洋流的相同力量在亿万年前塑造了第一批洋流。

洋流的可视化。 (图片来源:NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室)
洋流的可视化。 (图片来源:NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室)

几个世纪以来,地球海洋中的水流一直在指引着航海者,并在更长的时间里塑造着气候。 但洋流最初是如何出现的呢?

大约 40 亿至 45 亿年前,地球上第一批海洋就出现了这些流动,它们受到今天推动它们的相同力量的刺激:风、潮汐、全球温度和盐分差异以及地球的自转。

根据位于马诺阿的夏威夷大学的说法,洋流的行为很像较大水体中的河流。 它们的大小不一,从海滩附近的小水流到跨越海洋的水流,就像蜿蜒在大陆之间的巨大环流或椭圆循环。 例如,在北大西洋环流中,水沿着赤道向西流动,在墨西哥湾流中向北流过美国东海岸,沿着北极向东流回,然后向南流过欧洲和非洲成为金丝雀洋流。

有主要洋流的世界地图。 (图片来源:Rainer Lesniewski 来自 Shutterstock)
有主要洋流的世界地图。 (图片来源:Rainer Lesniewski 来自 Shutterstock)

由太阳能驱动的风会引导地表电流,就像环流中的那样。赤道和地球两极之间的温度和盐度差异为称为温盐(“热”加“盐”)循环的深水水流提供动力。夏威夷大学马诺阿地球物理与行星学研究所教授 James Potemra 告诉我们,可能需要一千年才能完成一个全球温盐循环。潮汐产生较小的水流,而地球的自转在北半球顺时针推动环流,在南半球逆时针推动环流(所谓的科里奥利效应)。

哈佛大学地球与行星科学系教授 Roger Fu 告诉我们,地球上第一批海洋一出现,它们就会经历类似的力量。因此,确定洋流出现的时间归结为确定海洋诞生的时间。 “地球早期的温度梯度与现在相同,因为赤道更热,”傅说。 “所以,它会有水流。”

傅说,保守估计海洋的年龄为 38 亿年。然而,澳大利亚古老的锆石晶体提供了 44 亿年前海水存在的证据,也就是地球形成后大约 1 亿年。 “在地球历史的早期,我们就有了海洋,”傅说。

相同的力量,不同的形状

大陆漂移引起的大陆移动会对洋流产生影响。 (图片来源:Getty Images 的 Tinkivinki)
大陆漂移引起的大陆移动会对洋流产生影响。 (图片来源:Getty Images 的 Tinkivinki)

然而,原始电流模式会非常不同。各大洲的位置发生了巨大的变化,很可能在不同时期都以超大陆的形式连接在一起,中间还有其他配置。这将改变表面洋流的路径,例如,旧世界和新世界之间没有口袋来打造北大西洋环流。

在十亿年的时间尺度上,“洋流将完全无法辨认,因为大陆已经无法辨认,”傅说。 Potemra 说,不同的大陆位置也会改变更深的洋流,例如,温盐洋流从赤道到两极的路径基本畅通无阻。

然而,由于大陆明显改变配置所需的时间,洋流在人类时间尺度上似乎是永恒的。傅说,今天的主要洋流“可能在数百万年前因为大陆重新排列而存在……”。

事实上,历史记录显示了当今潮流的长期存在。 “本杰明·富兰克林首先发现了墨西哥湾暖流,因为他注意到当船只驶过时,这股水流……会很快将它们带到北方,”Potemra 说。 “而维京人会经历墨西哥湾暖流。”

发表回复

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注