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为什么世界大洋的海流好像传送带?

大洋的海水,不但表层水在风力驱动下流动,即便几千米的深处,也有各种各样的深层流和底层流。那么,表层和深层的海流之间有没有相互联系呢?科学家发现它们不仅相互关联,而且是“全球一盘棋”,世界各大洋的海流相互间都有关系,就像是一条贯通大洋的“传送带”。

和风力驱动的表层海流不同,“大洋传送带”的深部海流和上下之间的海流,依靠的是水的密度差异带来的驱动力,而密度差来自海水温度和盐度的高低,所以也叫“温盐流”。现代大洋温盐流主要在大西洋:高温高盐的墨西哥湾暖流沿着美国东海岸外北上(图上的红线),到了北大西洋北部温度下降,结成海冰时排出的盐分进入海水,使得又冷又咸的海水密度增高,于是在北极圈附近下沉,成为较高密度的北大西洋深层水,从深部向南回流(图上的蓝线),在南大洋又和南极附近形成的深层水汇合,最后由南向北流入太平洋(蓝线)。这幅图看起来很完美,其实还只是一种假设,尤其是太平洋的部分,太平洋表层流和深层流的连接固然使“传送带”得到闭合,但是在科学上还缺乏根据。

“大洋传送带”对当今的世界气候有重大影响,它为高纬度和低纬度海域之间的交换提供了渠道,将热带的热量和盐度带到寒冷的北方,维护着全球气候系统的平衡。但是作为一种温盐流,“大洋传送带”并不稳定,一旦某种原因使传送带切断,气候就会发生突然变化。一个例子就是在1.28万年前,地球正在大冰期后的回暖过程里,突然又发生气候恶化,在10年里平均温度下降7~8℃,直到千余年后,即距今1.15万年前,气候才突然回暖。引发这一突发事件的很可能就是“传送带”:来自美洲的淡水注入北大西洋降低了海水的盐度,使得海水密度过低而不能下沉,导致“大洋传送带”停转。类似的情况在距今8200年时再度出现,起因十分相似,但是变化幅度较小,200年后便告结束

当然,“大洋传送带”是一种抽象的模型,用来指示全球性的格局,绝不要误会真有这么一条水质的传送带。“大洋传送带”是一种假设,虽然它成功地解释了众多的现象,但本身还没有得到观测的证实。甚至在力学上,依靠密度差能不能推动几千米深处的海流,在科学上还存在很多争论