Gió không gây ảnh hưởng đến đáy đại dương, và các nhà hải dương học đã từng cho rằng nước ở sâu dưới đáy biển không hề vận động. Trong cuốn sách “Các biển quanh Hoa Kỳ” của mình, Rachael Carson đã viết: “đáy đại dương là một nơi mà sự thay đổi xảy ra rất chậm, thậm chí chẳng có sự thay đổi nào”. Tuy nhiên, vào năm 1962 người ta chụp được ảnh của các gợn sóng và các cồn cát ngầm nhỏ dưới đáy Bắc Đại Tây dương. Vì dòng chảy tạo nên các nét đặc trưng
đó, nên các bức ảnh đã cho thấy nước đang chuyển động duwois đáy đại dương. Mới đây, các nhà hải dương học đã sử dụng thước đo tốc độ chảy (lưu kế)để đo trực tiếp các dòng hoạt động thuộc biển Jeep, và dùng máy quay phim dưới nước để chụp ảnh cát và bùn đang chuyển động.
Wind drives surface currents, but deep-sea currents are driven by differences in water density. Dense water sinks and flows horizontally along the sea floor to form a deep-sea current. Two factors cause water to become dense and sink: cooling temperature and rising salinity. The global deep-sea circulation shown in ~ Figures 16.12 and 16.16 is caused by these two factors and is called thermohaline circulation (thermo for temperature, and haline for salinity).
Gió di chuyển các dòng hoạt động ở bề mặt, nhưng các dòng hoạt động dưới đáy biển lại bi di chuyển do sự chênh lệch tỉ trọng của nước. Nước nặng (tỉ trọng lớn) chìm xuống và chảy theo chiều ngang dọc đáy biển, tạo nên 1 dòng hoạt động ở đáy biển. Có 2 nhân tố làm nước trở nên nặng và chìm. Đó là sự hạ nhiệt độ và sự tăng độ mặn. Sự lưu thông của đáy biển trên toàn cầu như được mô tả ở hình 16.12 và 16.16 là do 2 nhân tố trên gây ra, và nó còn được gọi là “vòng quay thermohaline ” (thermo: nhiệt độ, và haline: độ mặn)
Recall that water is densest when it is cold, close to freezing. Therefore, as tropical surface water moves poleward and cools, it becomes denser and sinks. In addition, water density increases as salinity increases.
Như chúng ta đã biết, nước có tỉ trọng lớn nhất khi nó lạnh, và gần đóng băng. Do đó, nước ở bề mặt thuộc vùng xích đạo khi di chuyển về phía cực và bị làm lạnh sẽ trở nên nặng hơn và chìm xuống. Ngoài ra, tỉ trọng nước cũng tăng lên khi độ mặn tăng lên.
Therefore, water sinks when it becomes saltier. Seawater can become saltier if surface water evaporates. Polar seas also become saltier when the surface freezes, because salt does not become incorporated in the ice. Arctic and Antarctic water is dense because the water is both cold and salty. In contrast, addition of freshwater makes seawater less salty and less dense. This effect is pronounced in enclosed bays with abundant, inflowing rivers and also in the polar regions when icebergs float into the ocean and melt. As we will see in Chapter 21, recent rapid melting of Greenland glaciers introduces enough freshwater into the North Atlantic to reduce the density of surface water and alter its buoyancy. Như vậy, nước chìm xuống khi nó trở nên mặn hơn. Nước biển có thể trở nên mặn hơn nếu nước ở bề mặt bốc hơi. Các biển ở vùng cực cũng trở nên mặn hơn khi bề mặt đóng băng, vì muối không nằm trong băng. Nước ở Bắc cực và Nam cực cũng nặng bởi vì nước ở đây vừa lạnh lại vừa mặn. Ngược lại, việc thêm nước ngọt làm nước biển đỡ nặng hơn và đỡ mặn hơn. Ảnh hưởng này dễ thấy nhất là ở các vịnh “kín” nơi có các con sông chảy vào, hoặc cũng có thể xảy ra ở các vùng cực khi các núi băng trôi vào đại dương và tan chảy. Như chúng ta có thể thấy ở chương 21, sự tan chảy băng nhanh chóng ở vùng cực trong
thời gian gần đây đã đưa đư nước ngọt vào Bắc Đạị Tây Dương, làm giảm tỉ trọng nước mặt và làm ảnh hưởng đến khả năng nổi của chúng.
Figure 16.13 shows that the Gulf Stream originates in the subtropics. When this water reaches the northern part of the Atlantic Ocean near the tip of Greenland, it cools and sinks. When the sinking water reaches the sea floor, it is deflected southward to form the North Atlantic Deep Water, which flows along the sea floor all the way to Antarctica (~Figure 16.16). An individual water molecule that sinks near Greenland may travel for 500 to 2,000 years before resurfacing half a world away in the south polar sea.
Hình 16.13 cho thấy các dòng chảy vịnh bắt nguồn từ vùng cận nhiệt đới. Khi nước chạm khu vực phía bắc của Đại Tây Dương gần phía đầu vùng cực (đảo băng), nó lạnh đi và chìm xuống. Khi nước đang chìm này chạm đáy biển, nó bị chẹch hướng về phía nam để tạo nên Vùng Nước Ở Đáy Bắc Đạu Tây Dương – nó sẽ chảy dọc đáy biển tới Nam Cực. (Hình 15.16). 1 phân tử nước mà chìm gần vùng cực (đảo băng) có thể di chuyển trong khoảng từ 500 năm đến 2000 năm trước khi nó nổi lên …ở cực nam.