HỆ THỐNG HOÀN LƯU NƯỚC CỦA CÁC ĐẠI DƯƠNG I. KHÁI NIỆM Sự dịch chuyển của nước từ nơi này đến nơi khác trong biển và đại dương gọi là dòng chảy biển hay hải lưu. Dòng chảy đóng vai trò to lớn trong đời sống đại dương: làm tăng khả năng trao đổi nước, phân bố lại nhiệt độ và độ muối, làm biến đổi bờ biển, di chuyển băng biển, di chuyển bùn cát, dinh dương và sinh vật. Vì thế, nó cũng có ảnh hưởng mạnh mẽ đến hoàn lưu khí quyển và khí hậu ở các vùng khác nhau của Trái Đất. Ở ngoài khơi xa, di chuyển nước do dòng chảy diển ra trên qui mô hàng ngàn kilomet, lôi cuốn vào chuyển động một khối lượng nước rất lớn. Ở dưới sâu hoặc sát đáy chuyển động nước chậm hơn, thường ngược hướng với dòng chảy bề mặt. Các dòng chảy ngang cùng với chuyển động thẳng đứng của nước tạo thành chu trình chung hay hoàn lưu nước đại dương thế giới. Ở thềm lục đại quan sát thấy những dòng chảy qui mô nhỏ hơn. Tùy theo nguyên nhân tạo ra dòng chảy, người ta phân biệt các loại dòng chảy khác nhau: dòng chảy gió (bề mặt), dòng chảy mật độ, dòng triều, dòng Gradient, dòng song… ngoài ra người ta còn phân biệt: dòng chảy cố định nếu hướng và tốc độ ít biến đổi, dòng chảy tạm thời (do gió) và dòng tuần hoàn (dòng triều). Nếu nhiệt độ nước trong dòng chảy cao hơn xung quanh thì có dòng chảy nóng, ngược lại_dòng chảy lạnh. Tùy theo độ sâu phân bố, người ta phân biệt: dòng chảy bề mặt, dòng chảy sâu và dòng sát đáy. Theo tính chất chuyển động, người ta phân biệt dòng chảy uốn khúc, dòng chảy thẳng và dòng chảy xoáy (thuận, nghịch). DÒNG CHẢY BỀ MẶT Trong số tất cả dòng chảy đại dương, dòng Gulf Stream có lẻ là quen thuộc nhất. Đó là một dòng chảy lớn và quan trọng nhất ở Bắc bán cầu. Dòng chảy này vận chuyển gần 100.10 6 m 3 /s . Có thể đem so sánh, đỉnh lũ cực đại của sông Mixixipi chỉ có thể mang nhiều nhất 50.10 3 m 3 /s, bằng 1/2000 khả năng vận chuyển của dòng Gulf Stream. Về tổng thể, hoàn lưu nước bề mặt đại dương thế giới có thể thể hiện bằng những hệ thống xoáy thuận và xoáy nghịch khổng lồ. Dòng Gulf Stream là một hệ thống xoáy Bắc Đại Tây Dương khổng lồ mà trung tâm nằm ở gần 30 0 vĩ Bắc ở biển Sargaso. Có 5 hệ thống xoáy như thế trên toàn cầu: Bắc và Nam Đại Tây Dương, Bắc và Nam Thái Bình dương, và phía Nam Ấn Độ Dương. Trong trường hợp gió Tây và gió Mậu Dịch là lực quyết định thì các dòng chảy biên Đông và Tây hoàn thiện một chu trình tuần hoàn (vòng tuần hoàn). Thông thường, các dòng chảy ngoài đại dương đạt tới độ sâu 100-200 m và tốc độ của chúng thấp (~ 0,5 m/s ). Tuy nhiên, dòng Gulf Stream và các dòng chảy biên hẹp và mạnh (dòng Kuo-shio ở Nhật Bản ) đạt tới độ sâu khoảng 1000 m và có tốc độ khoảng 100 cm/s. Dòng chảy Florida xuất phát từ vịnh này qua một eo biển hẹp cùng tên, nên đạt tốc độ khoảng 300 cm/s. Dòng chảy bề mặt ảnh hưởng rất mạnh mẽ đến thời tiết và khí hậu qua việc vận chuyển nhiệt và ầm. Chúng cũng để lại những dấu ấn thay đổi khí hậu ở đáy biển thông qua việc nghiên cứu trầm tích sinh vật. Sinh vật phù du di chuyển nhờ dòng chảy được xem là “dấu vết” để xác định dòng chảy cổ. Căn cứ vào phạm vi của dòng chảy nóng và lạnh, có thể lập bản đồ phân bố san hô, vì san hô ưa khí hậu và nước ấm hơn. II. MỘT VÀI DÒNG HẢI LƯU NỔI TIẾNG TRÊN THẾ GIỚI 1. Hải lưu Gulf Stream: Hải lưu Gulf Stream (dòng vịnh), là một dòng hải lưu mạnh, ấm và nhanh ở Đại Tây dương. Nó xuất phát từ Mexico, chảy qua eo biển Florida tới bờ biển phía đông nước Mỹ và Newfoundland. Nó trải dài tới tận châu Âu, và được gọi là dòng chảy Bắc Đại Tây dương, làm cho các quốc gia Tây Âu ấm hơn một cách đáng kể so với khi nếu nó chảy theo hướng khác. Hải lưu Gulf Stream là một trong những hải lưu mạnh nhất được biết, nó vận chuyển một nguồn năng lượng khổng lồ cỡ 1,4 petaOat (1,4.10 15 W). Lưu lượng nước của nó đạt đến 30.10 6 m 3 /s . Sau khi nó vượt qua mũi Hatteras, lưu lượng tăng lên đến 80.10 6 m 3 /s. Lưu lượng nước vận chuyển của hải lưu Gulf Stream này vượt xa lưu lượng của tất cả con sông đổ ra Đại Tây Dương cộng lại (tổng lượng của chúng chỉ có tối đa 0,6.10 6 m 3 /s). Khi nó chuyển động về phía Bắc, một lượng nhất định nước ấm của hải lưu Gulf Stream bị bay hơi. Điều này làm tăng độ mặn của nước trong hải lưu này, và ở Bắc Đai Tây Dương nước bị lạnh đi và nặng hơn cùng với độ mặn cao hơn sẽ chìm xuống. Nó sau đó trở thành một phần của nước sâu Bắc Đại Tây Dương, là một dòng nước đi về phía Nam. 2. Hải lưu Labrador Hải lưu Labrador là dòng hải lưu lạnh ở Bắc Đại Tây Dương, nó chảy từ Bắc Băng Dương về phía nam dọc theo bờ biển Labrador và đi ngang qua Newfoundland, tiếp tục đi về phía nam dọc theo bờ biển phía đông của Novascotia. Nó là sự nối tiếp của các dòng hải lưu tây Greenland và hải lưu đảo Baffin. Nó tiếp giáp dòng hải lưu ấm Gulf Stream ở Grand Banks phía Đông Nam của Newfoundland. Tổ hợp của hai dòng hải lưu này tạo ra hiện tượng sương mù nặng và cũng tạo ra một trong những khu vực nhiều cá nhất trên thế giới. Trong mùa xuân và đầu mùa hè, hải lưu này vận chuyển các núi băng trôi từ các dòng sông băng ở Greenland về phía Nam vào trong tuyến hàng hải xuyên Đại Tây Dương. Các luồng nước lạnh của hải lưu Labrador có hiệu ứng lạnh rõ nét đối với khí hậu của các tỉnh phía Đại Tây Dương của Canada và phần bờ biển của NewEngland. Điều này có thể thấy rất rõ trong một thực tế là giới hạn phía Bắc của sự phát triển của thực vật có thể tới 15 0 xa hơn về phía Nam so với Siberi, châu Âu hay các tỉnh phía Tây của Canada. 3. Hải lưu Humboldt Hải lưu Humboldt (hải lưu Peru) là một hải lưu lạnh chảy theo hướng Bắc ngoài bờ biển phía Tây của Nam Mỹ. Nó trở thành một phần chính của hải lưu Nam xích đạo. Hải lưu này xuất phát từ Nam Đại Dương gần châu Nam Cực, và ví thế nó khoảng 7-8 C 0 lạnh hơn so với nước biển của đại dương cùng vĩ độ. Nước lạnh làm mát không khí và tạo ra các sa mạc ven biển của Chile (như Atacama) và Peru. Hải lưu Humbodt vận chuyển nước biển giàu chất dinh dưỡng vào trong khu vực, tạo ra một lưu vực giàu cá cho công nghiệp đánh cá của Peru. Trong mùa El Nino, hải lưu Humbodt được thay thế bằng nước ấm, nghèo chất dinh dưỡng, tạo ra sự suy giảm nhanh trong quần thể cá và chim biển cũng như tạo ra mưa trong những khu vực thông thường là khô hạn và làm khô hạn những khu vực miền núi xa hơn trong đất liền mà thông thường chúng là ẩm ướt. Người ta cũng cho rằng một El Nino mạnh đã dấn đến sự tiêu vong của Moche và các nền văn minh Peru tiền Columbia. Nó được đặt tên theo tên của nhà khoa học người Đức Alexander von Humbodt. 4. Hải lưu Kuroshio Hải lưu Kuroshio (hải lưu Nhật Bản) là một dòng hải lưu ở phía Tây Thái Bình Dương ngoài bờ biển phía Đông Đài Loan chảy theo hướng Đông Bắc ngang qua Nhật Bản, ở đó nó hợp lưu với dòng chảy phía Đông của hải lưu Bắc Thái Bình Dương. Nó là tương tự hải lưu Gulf Stream ở Đại Tây Dương, vận chuyển nước biển nhiệt đới ẩm về phía Bắc tới vùng cực. Nó đôi khi còn được gọi là “ hải lưu đen”, do nghĩa của từ kuroshio là đen, và nó là hình ảnh của màu lam sẫm của nước biển ở đó. Phần tương ứng phía Bắc của nó là hải lưu bắc Thái Bình Dương, phía Đông là hải lưu California, phía Nam là hải lưu Bắc Xích đạo. Nước ấm của hải lưu Kuroshio làm cho san hô nước ấm có thể tìm thấy ở Nhật Bản, là nơi xa nhất về phía Bắc mà san hô nước ấm có thể sinh sống. 5. Hải lưu Oyashio Hải lưu Oyashio là một hải lưu lạnh dưới Bắc cực, có chuyển động về phía Nam và xoay ngược chiều kim đồng hồ ở miền Tây của Bắc Thái Bình Dương. Nó tiếp giáp với hải lưu Kuroshio ở bờ biển phía Đông của Nhật Bản và tạo ra hải lưu Bắc Thái Bình Dương. Nước của hải lưu Oyashio xuất phát từ Bắc Băng Dương và chảy về phía Nam thông qua eo biển Bering. Hải lưu này có ảnh hưởng đáng kể lên khí hậu của vùng Viễn Đông nước Nga, chủ yếu là Kamchatka và Chukotka, ở đó giới hạn phía Bắc của sự sinh trưởng thực vật là 10 0 về phía Nam so với vĩ độ mà nó đạt được trong đất liền ở Siberi. Nước của hải lưu Oyashio có lẽ tạo thành nguồn cá giàu nhất trên thế giới vì thành phần dinh dưỡng cực cao trong nước lạnh và do nó có thủy triều rất cao (tới 10m) trong một số khu vực vì nó tăng khả năng làm giàu thêm các chất dinh dưỡng. Tuy nhiên, hải lưu Oyashio cũng làm cho Vladivostok trở thành cảng phụ thuộc nhiều nhất vào khí hậu do nó bị đóng băng trong mùa đông và cần phải có tàu phá băng để giử cho cảng có thể ra vào được trong mùa đông. Một đặc trưng quan trọng khác của hải lưu này là trong thời kỳ băng hà, khi mực nước biển xuống thấp đã tạo ra sự hình thành của cầu nối Bering, hải lưu này không thể chuyển động và sự lạnh toàn cầu nói chung là không đáng kể trong khu vực mà nó có ảnh hưởng như ngày nay. Nó là nguyên nhân chính của trạng thái không bị đóng băng của phần lớn khu vực Đông Á, và do đó nó giải thích tại sao Đông Á vẫn giữ được khoảng 96% các loài thực vật của thế Pliocen, trong khi châu Âu chỉ giử được khoảng 27%, mặc dù khí hậu hiện nay của khu vực này lạnh hơn nhiều so với phần lớn châu Âu. 6. Hải lưu Cromwell Hải lưu Cromwell ( dòng ngầm xích đạo Thái Bình Dương hay dòng ngầm xích đạo) là một sông ngầm dưới biển: một dạng cụ thể của hải lưu như một con sông chảy dưới bề mặt đại dương. Các con song ngầm dưới biển là quyến rũ và là một lĩnh vực tương đối mới trong hải dương học. Những điều bí ẩn đẹp này của thiên nhiên chỉ ra rằng loài người còn rất nhiều điều cần phải khám phá. Hải lưu Cromwell được phát hiện năm 1952 bởi Townsend Cromwell_một nhà nghiên cứu của phòng thí nghiệm Honolulu. Nó rộng 400 km (250 dặm) và chảy về hướng đông. Nó ẩn sâu khoảng 100 m (300 ft) dưới bề mặt của Thái Bình Dương tại xích đạo, nó tương đối hẹp về độ sâu khi so sánh với các hải lưu khác. Độ sâu của nó chỉ khoảng 30 m (100 ft). Dung tích của nó khoảng 1000 lần dung tích của sông Mississippi và chiều dài của nó khoảng 5600 km (3500 dặm). Hải lưu Cromwell giàu oxy và chất dinh dưỡng. Một lượng lớn cá tập trung xung quanh nó. Sự phun trào lên phía trên diễn ra gần quần đảo Galapagos. Nó mang lại sự cung cấp thức ăn gần bề mặt cho chim cánh cụt Galapagos. Tuy nhiên sự phun trào này là một hiện tượng rời rạc, nó không diễn ra theo chu kỳ và do đó nguồn thức ăn cũng không ổn định. Chim cánh cụt có một số thói quen phù hợp với điều này, kể cả sự linh hoạt trong thói quen sinh sản của chúng. . HỆ THỐNG HOÀN LƯU NƯỚC CỦA CÁC ĐẠI DƯƠNG I. KHÁI NIỆM Sự dịch chuyển của nước từ nơi này đến nơi khác trong biển và đại dương gọi là dòng. một phần của nước sâu Bắc Đại Tây Dương, là một dòng nước đi về phía Nam. 2. Hải lưu Labrador Hải lưu Labrador là dòng hải lưu lạnh ở Bắc Đại Tây Dương,