PRĄDY MORSKIE: JAK POWSTAJĄ, RODZAJE, KONSEKWENCJE, ZNACZENIE - ŚRODOWISKO - 2026

Te prądy są ogromne przemieszczenie powierzchniowych i głębinowych, spowodowane przez wiatr, ziemi „s obrotów, różnice temperatury i zasolenia. Mogą być płytkie i głębokie, przy czym płytkie pojawiają się na pierwszych 200-400 m głębokości. Ze swojej strony głębokie prądy na większych głębokościach.

Powierzchowne prądy morskie powstają w wyniku pchania wody przez wiatry, a głębokie na skutek różnic temperatury i zasolenia.

Główne prądy morskie na świecie. Źródło: dr Michael Pidwirny (patrz http://www.physicalgeography.net) / domena publiczna

Prądy płytkie i głębokie uzupełniają się, tworząc duży oceaniczny przenośnik taśmowy. W ten sposób masy wody poruszają się w prądach powierzchniowych, które płyną od równika do koła biegunowego i powracają w głębokich prądach.

W przypadku głębokich prądów powracają na równik i kontynuują podróż na Antarktydę przez wszystkie oceany. Na Antarktydzie kierują się na wschód, przekraczając Ocean Indyjski, a stamtąd na Pacyfik, gdzie ciepłe prądy powierzchniowe przemieszczają się na północ i wracają na Atlantyk.

Systemy prądów morskich tworzą tak zwane wiatry oceaniczne, przez które krąży woda w oceanach planety. Istnieje 5 głównych wirów, dwa na Oceanie Atlantyckim, dwa na Pacyfiku i jeden na Oceanie Indyjskim.

Do najważniejszych prądów należą Zatoka Meksykańska, Las Agujas, Wschodnia Australia, Humboldt i prądy śródziemnomorskie. Wszystkie prądy oceaniczne pełnią ważne funkcje w systemie planetarnym, regulując klimat, rozprowadzając składniki odżywcze i bioróżnorodność, a także ułatwiając nawigację.

Jak powstają prądy oceaniczne?

- Ogólne warunki oceaniczne

W oceanach występuje gradient temperatury powierzchni, przy czym maksymalna temperatura w Morzu Czerwonym wynosi 36 ºC, a minimalna w Morzu Weddella (Antarktyda) - -2 ºC. Istnieje również pionowy gradient temperatury, z ciepłymi wodami na pierwszych 400 m, a bardzo zimną strefą poniżej 1800 m.

Występuje również gradient zasolenia, z bardziej zasolonymi wodami na obszarach o mniejszych opadach, takich jak Atlantyk, i mniej zasolonymi, gdzie pada więcej (Pacyfik). Z drugiej strony występuje mniejsze zasolenie na wybrzeżach, gdzie przepływają rzeki dostarczające słodką wodę w stosunku do morza.

Z kolei zarówno temperatura, jak i zasolenie wpływają na gęstość wody; im wyższa temperatura, tym niższa gęstość i im wyższe zasolenie, tym wyższa gęstość. Jednak gdy woda morska zamarza i tworzy lód, jej gęstość jest większa niż wody w stanie ciekłym.

- Efekt Coriolisa

Ziemia obraca się wokół własnej osi na wschód, powodując pozorne odchylenie każdego obiektu poruszającego się po jej powierzchni. Na przykład pocisk wystrzelony z równika w kierunku miejsca na Alasce (na północy) wyląduje nieco na prawo od celu.

To samo zjawisko wpływa na wiatry i prądy oceaniczne i jest znane jako efekt Coriolisa.

- Rozwój prądów

Prądy powierzchniowe

Ze względu na zróżnicowane ogrzewanie Ziemi w pobliżu równika panują wysokie temperatury, a na biegunach zimno. Masy gorącego powietrza unoszą się tworząc próżnię, czyli obszar niskiego ciśnienia.

W ten sposób przestrzeń pozostawiona przez gorące powietrze zostaje wypełniona powietrzem z zimnego obszaru (strefy wysokiego ciśnienia), które przemieszcza się tam na skutek działania wiatrów. Ponadto Ziemia w swoim ruchu obrotowym wywołuje siłę odśrodkową na równiku, powodując ruch wody na północ i południe w tym obszarze.

Podobnie wody w pobliżu równika są mniej zasolone, ponieważ jest więcej opadów, które dostarczają świeżej wody i rozcieńczają sole. Podczas gdy w kierunku biegunów pada mniej i duża część wody jest zamarznięta, więc stężenie soli w wodzie ciekłej jest wyższe.

Z drugiej strony na równiku wody są cieplejsze ze względu na większe natężenie promieniowania słonecznego. To powoduje, że woda w tym obszarze rozszerza się i podnosi jej poziom lub wysokość.

Prądy powierzchniowe Wiru Północnoatlantyckiego

Analizując wpływ tych czynników na północnym Atlantyku, obserwuje się, że generowany jest duży system zamkniętego obiegu prądów morskich. Rozpoczyna się od wiatrów z północnego wschodu (pasaty) powodujących powierzchowne prądy morskie.

Te prądy północno-wschodnie po osiągnięciu równika przesuwają się na zachód w wyniku rotacji, zaczynając od zachodniego wybrzeża Afryki. Następnie po dotarciu do Ameryki prąd równikowy napotyka ciągłe przeszkody naziemne na północy.

Prąd północnoatlantycki. Źródło: Goddard Space Flight Center, praca pochodna MagentaGreen (wersja SVG) / domena publiczna

Obecność przeszkód oraz siła odśrodkowa równika i różnica temperatur między wodami równikowymi i polarnymi kierują prąd na północny wschód. Prąd zwiększa swoją prędkość, gdy krąży w wąskich kanałach między wyspami karaibskimi a kanałem Jukatan.

Następnie od Zatoki Meksykańskiej biegnie dalej przez Cieśninę Florydzką, wzmacniając się łącząc się z prądem Antyli. Stąd biegnie dalej na północ wzdłuż wschodniego wybrzeża Ameryki Północnej, a później na północny wschód.

Głębokie prądy Wiru Północnoatlantyckiego

Podczas swojej podróży na północ Golfsztrom traci ciepło, a woda wyparowuje, staje się bardziej słona i gęstsza, stając się głębokim prądem. Później po dotarciu do północno-zachodniej przeszkody lądowej rozdziela się i jedna gałąź biegnie dalej na północ, potem skręca na zachód, a druga na południe i wraca do równika.

Zamknięcie Wiru Północnoatlantyckiego

Gałąź prądów Giro Północnoatlantyckiego, która zderza się z Europą Zachodnią, zmierza na południe i tworzy Prąd Kanaryjski. W procesie tym włączane są prądy Morza Śródziemnego w kierunku zachodnim, które dostarczają duże ilości soli do Oceanu Atlantyckiego.

Podobnie pasaty popychają wody wybrzeża Afryki na zachód, kończąc zakręt północnoatlantycki.

Gyre subpolarny północnoatlantycki

Obecny kierunek na północ tworzy północnoatlantycki subpolarny Gyre, idąc na zachód, napotyka Amerykę Północną. Tutaj tworzy się zimny i głęboki prąd Labradoru, który zmierza na południe.

Ten Labrador Ocean Stream przepływa pod Prądem Zatokowym w przeciwnym kierunku. Ruch tych prądów wynika z różnic temperatury i stężenia soli (prądy termohalinowe).

Duży przenośnik taśmowy oceaniczny

Zestaw prądów termohalinowych tworzy układ prądów krążących poniżej prądów powierzchniowych, tworząc wielki oceaniczny przenośnik taśmowy. Jest to system zimnych i głębokich prądów, który biegnie od północnego Atlantyku do Antarktydy.

Oceaniczny przenośnik taśmowy. Źródło: Avsa / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Na Antarktydzie prądy płyną na wschód i mijając Australię kierują się w kierunku północnego Pacyfiku. W tym procesie wody się ocieplają, więc podnoszą się, gdy docierają do północnego Pacyfiku. Następnie wracają na Atlantyk w postaci ciepłego prądu powierzchniowego, przechodząc przez Ocean Indyjski i łącząc się z oceanicznymi wirami.

Rodzaje prądów oceanicznych

Istnieją dwa podstawowe typy prądów oceanicznych, definiowane przez czynniki, które je powodują, oraz poziom oceaniczny, przez który krążą.

Prądy morskie płytkie i głębokie. Źródło: Thomas Splettstoesser / domena publiczna

Powierzchniowe prądy morskie

Prądy te występują na pierwszych 400-600 m głębokości morza i są wywoływane przez wiatry i obroty Ziemi. Stanowią 10% masy wody w oceanach.

Prądy głębinowe

Głębokie prądy występują poniżej głębokości 600 mi wypierają 90% masy wody morskiej. Prądy te nazywane są cyrkulacją termohalinową, ponieważ są spowodowane różnicami temperatury wody („termo”) i stężenia soli („halina”).

Główne prądy oceaniczne

Główne prądy morskie na świecie. Mariiana QM / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0)

Ocean wiruje

Zgodnie ze wzorem wiatrów i ruchem obrotowym Ziemi prądy morskie tworzą kołowe układy prądów zwane wirami oceanicznymi. Istnieje 6 głównych tur:

• Wir północnoatlantycki
• Wiatrak południowego Atlantyku
• Wiru Północnego Pacyfiku
• Giro Południowego Pacyfiku
• Zwrot Oceanu Indyjskiego
• Obrót Antarktydy

Każdy zakręt jest tworzony przez różne prądy, z których prąd zachodniej granicy każdego zwoju jest skierowany w kierunku odpowiedniego bieguna. Innymi słowy, wiatry Północnego Atlantyku i Północnego Pacyfiku kierują się na biegun północny, a wirniki z południowego Atlantyku, południowego Pacyfiku i Indii idą na biegun południowy.

Wiry oceanu. Źródło: NOAA / domena publiczna

Prądy zachodniej granicy każdego z wirów są najsilniejsze, a zatem prąd Zatoki Meksykańskiej odpowiada Wiru Północnoatlantyckiego, a prąd Kuroshio Wirze Północnemu Pacyfikowi.

W Gyre południowoatlantyckim najsilniejszy prąd występuje w Brazylii, a na południowym Pacyfiku we wschodniej Australii. Z kolei w Giro del Indico znajduje się prąd Las Agujas, który biegnie wzdłuż wschodniego wybrzeża Afryki z północy na południe.

Biorąc za przykład żyr północnoatlantycki, stwierdzamy, że cały system składa się z czterech prądów. W tym Giro, oprócz Prądu Zatokowego na zachodzie, biegnie Prąd Północnoatlantycki na północny wschód.

Następnie na wschodzie znajduje się prąd Las Canarias, który kieruje się na południowy wschód, a obwód zamyka się prądem północno-równikowym na zachód.

Potok Zatoki Meksykańskiej

Ten prąd jest częścią wiru północnoatlantyckiego i jest tak nazwany, ponieważ narodził się w Zatoce Meksykańskiej. Tutaj wody powierzchniowe nagrzewają się i rozszerzają, podnosząc poziom morza w stosunku do zimniejszych wód północnych.

Dlatego prąd jest generowany od Zatoki na północ, gdzie woda traci ciepło, pochłaniając i tworząc prąd północnoatlantycki.

Klimat Europy Zachodniej

Prąd Zatokowy w znacznym stopniu przyczynia się do regulacji klimatu w Europie Zachodniej dzięki ciepłu, które przenosi z Zatoki Meksykańskiej. To ciepło uwalniane z Grenlandii jest niesione w kierunku kontynentu przez zachodnie wiatry, które spowalniają kontynentalne temperatury.

Prąd śródziemnomorski

Morze Śródziemne jest prawie zamkniętym basenem, z wyjątkiem szerokiego na 14,24 km połączenia z Oceanem Atlantyckim przez Cieśninę Gibraltarską. To morze traci około 1 m wody rocznie na skutek parowania w czasie ciepłego lata.

Połączenie z Atlantykiem i generowane prądy pozwalają na odnowienie i natlenienie utraconej wody. Prądy, które opuszczają Morze Śródziemne, pomagają tworzyć Prąd Zatokowy.

Gradient zasolenia

Zasolenie i temperatura to podstawowe czynniki, które wpływają na wytwarzanie prądu między Morzem Śródziemnym a Atlantykiem. Utrata wody w wyniku parowania na zamkniętym obszarze powoduje, że zasolenie w Morzu Śródziemnym jest wyższe niż w Oceanie Atlantyckim za cieśniną.

Woda o większej zawartości soli jest gęstsza i wypływa na dno, tworząc głęboki prąd w kierunku Atlantyku z mniejszym stężeniem soli. Z drugiej strony, warstwa wód powierzchniowych Atlantyku jest cieplejsza niż w basenie Morza Śródziemnego i generuje prąd powierzchniowy z Atlantyku do Morza Śródziemnego.

Prąd Humboldta

Jest to powierzchowny strumień zimnej wody, który płynie z Antarktydy na równik wzdłuż południowoamerykańskiego wybrzeża Pacyfiku. Pochodzi z podniesienia się lub podniesienia części zimnych wód głębokiego prądu południowego Pacyfiku, zderzającego się z wybrzeżem Ameryki Południowej.

Jest częścią subtropikalnego Giro na południowym Pacyfiku i odpowiada za dostarczanie dużej ilości składników odżywczych do wybrzeży Chile, Peru i Ekwadoru.

Konsekwencje

Rozkład ciepła i zasolenia

Prądy oceaniczne przepływają z miejsc o cieplejszych i bardziej słonych wodach do chłodniejszych regionów o mniejszym stężeniu soli. W tym procesie pomagają rozprowadzać ciepło otoczenia i zawartość soli w oceanach.

Wpływ na klimat

Przenosząc masy ciepłej wody do zimnych obszarów, prądy uczestniczą w regulacji klimatu Ziemi. Przykładem tego jest łagodzący wpływ temperatury otoczenia wywierany przez prąd Zatoki Meksykańskiej w Europie Zachodniej.

Tak więc, gdyby Prąd Zatokowy przestał płynąć, temperatura Europy Zachodniej spadłaby średnio o 6 ° C.

Huragany

Prądy morskie, przenosząc ciepło, dostarczają wilgoci przez parowanie i generują ruch okrężny w ścisłym związku z wiatrami, które są przyczyną huraganów.

Wymiana gazowa

Woda morska utrzymuje stałą wymianę gazową z atmosferą, w tym parą wodną, ​​tlenem, azotem i CO _2. Wymiana ta jest możliwa dzięki ruchowi wody przez prądy morskie, co przyczynia się do obniżenia napięcia powierzchniowego.

Modelowanie przybrzeżne

Prądy oceaniczne wywierają siłę zużycia i oporu (erozję) na powierzchnię dna morskiego i wybrzeża, przez które przepływają. Ten efekt erozyjny na przestrzeni tysięcy lat kształtuje dno morskie, góry podmorskie i wybrzeża.

Dystrybucja składników odżywczych i różnorodność biologiczna

Z drugiej strony prądy morskie niosą ze sobą składniki odżywcze, a także plankton, który się nimi odżywia. To warunkuje rozmieszczenie fauny morskiej, ponieważ jest ona skoncentrowana tam, gdzie jest więcej dostępnego pożywienia.

Plankton jest biernie przenoszony przez prądy powierzchniowe, a część składników odżywczych wytrąca się na dnie, gdzie są wypierane przez głębokie prądy. Później te składniki pokarmowe wracają na powierzchnię w tzw. Wypukłościach lub morskich wychodniach wód.

Fala lub wychodnie wód morskich

Głębokie prądy powodują tzw. Wypiętrzenia lub wychodnie wód morskich. To wypływanie na powierzchnię zimnych wód głębinowych, które niosą składniki odżywcze osadzone w głębinach oceanu.

Wzrastające prądy morskie. Źródło: NASA / domena publiczna

Na obszarach, na których to występuje, następuje większy rozwój populacji fitoplanktonu, a tym samym ryb. Obszary te stają się ważnymi strefami połowowymi, takimi jak peruwiańskie wybrzeże Pacyfiku.

Stężenie zanieczyszczeń

Oceany borykają się z poważnymi problemami związanymi z zanieczyszczeniem w wyniku działalności człowieka, która obejmuje duże ilości odpadów, zwłaszcza plastiku. Prądy morskie przenoszą te zanieczyszczenia i ze względu na kolisty wzór powierzchni są one skoncentrowane w określonych obszarach.

To tutaj powstają tak zwane plastikowe wyspy, które powstają w wyniku koncentracji fragmentów plastiku na dużych obszarach w centrum wirów oceanu.

W ten sam sposób połączenie powierzchownych prądów morskich z falami i kształtem linii brzegowej powoduje koncentrację odpadów na niektórych obszarach.

Znaczenie dla ekosystemów i życia na Ziemi

Migracje morskie

Wiele gatunków morskich, takich jak żółwie, walenie (wieloryby, delfiny) i ryby, wykorzystuje prądy oceaniczne do migracji na duże odległości. Prądy te pomagają określić trasę, zmniejszyć energię podróżowania i zapewnić żywność.

Dostępność składników odżywczych

Rozkład składników odżywczych w oceanach zarówno w poziomie, jak i w pionie zależy od prądów morskich. To z kolei wpływa na populacje fitoplanktonu, które są głównymi producentami i podstawą sieci pokarmowych.

Tam, gdzie występują składniki odżywcze, jest plankton i ryby, które się nim żywią, a także inne gatunki, które żywią się rybami, np. Ptaki morskie.

Wędkarstwo

Dystrybucja składników odżywczych przez prądy oceaniczne wpływa na dostępność połowów dla ludzi.

Dostępność tlenu

Prądy morskie, mobilizując wodę, przyczyniają się do jej natlenienia, które jest niezbędne dla rozwoju organizmów wodnych.

Ekosystemy lądowe

Na ekosystemy przybrzeżne i śródlądowe mają wpływ prądy morskie w stopniu, w jakim regulują klimat kontynentalny.

Nawigacja

Prądy morskie umożliwiły rozwój nawigacji przez ludzi, umożliwiając podróże morskie do odległych miejsc. Umożliwiło to eksplorację Ziemi, rozproszenie gatunku ludzkiego, handel i ogólnie rozwój gospodarczy.

Czynniki wpływające na kierunek prądów

Kierunek, w którym podążają prądy oceaniczne, jest wyrażany w regularny sposób w oceanach świata. Ten wzór kierunków jest określony przez wiele czynników, których siłami są energia słoneczna oraz grawitacja Ziemi i Księżyca.

Promieniowanie słoneczne, ciśnienie atmosferyczne i kierunek wiatrów

Promieniowanie słoneczne wpływa na kierunek prądów oceanicznych, będąc przyczyną wiatrów. Są to główne przyczyny powstawania prądów powierzchniowych, które podążają za kierunkiem wiatrów.

Gradient temperatury i grawitacja

Promieniowanie słoneczne wpływa również na kierunek prądów oceanicznych, podgrzewając wodę i powodując jej rozszerzanie się. Z tego powodu woda zwiększa swoją objętość i podnosi poziom morza; z wyższymi obszarami oceanu (gorące) niż inne (zimne).

Tworzy to różnicę poziomów, czyli zbocze, przesuwające wodę w kierunku dolnej części. Na przykład na równiku temperatury są wysokie, a zatem woda rozszerza się, tworząc poziom morza o 8 cm wyższy niż w innych obszarach.

Gradient zasolenia

Innym czynnikiem wpływającym na kierunek prądów oceanicznych jest różnica w zasoleniu między różnymi obszarami oceanu. Ponieważ woda jest bardziej zasolona, ​​jej gęstość rośnie i opada, a głębokie prądy zmieniają się w funkcji temperatur i gradientów zasolenia.

Rzeźba morska i przybrzeżna

Kształt szelfu kontynentalnego i linii brzegowej również wpływa na kierunek prądów morskich. W przypadku prądów powierzchniowych, które przebiegają wzdłuż wybrzeży, kształty terenu wpływają na ich kierunek.

Z drugiej strony głębokie prądy uderzające w szelf kontynentalny mogą powodować odchylenia poziome i pionowe.

Rotacja Ziemi i efekt Coriolisa

Rotacja Ziemi wpływa na kierunek wiatrów, generując siłę odśrodkową na równiku, popychając prądy w kierunku biegunów. Ponadto efekt Coriolisa odchyla prądy w prawo na półkuli północnej i w lewo na półkuli południowej.

Bibliografia

1. Campbell, N. i Reece, J. (2009). Biologia. 8. edycja Pearson Benjamin / Cummings.
2. Castro, P. i Huber, ME (2007). Biologia morska. 6. edycja McGraw- Hill.
3. Kelly, KA, Dickinson, S., McPhaden, MJ and Johnson, GC (2001). Prądy oceaniczne widoczne w satelitarnych danych wiatrowych. List dotyczący badań geofizycznych.
4. Neumann, G. (1968). Prądy oceaniczne. Wydawnictwo Elsevier.
5. Pineda, V. (2004). Rozdział 7: Morfologia dna oceanu i charakterystyka linii brzegowej. W: Werlinger, C (red.). Biologia morska i oceanografia: koncepcje i procesy. Tom I.
6. Prager, EJ i Earle, SS (2001). Oceany. McGraw-Hill.
7. Ulanski, S. (2012). Golfsztrom. Niesamowita historia rzeki, która przecina morze. Turner Publications SL