A termohalin cirkuláció és az óceánok mélyáramlásai
2002/10/31 08:00
3214 megtekintés
A cikk már legalább egy éve nem frissült, az akkor még aktuális információk lehet, hogy mára elavultak.
Az óceánok egymásra rétegződött víztömegeinek tulajdonságait elsősorban hőmérsékletük és sótartalmuk, ebből következően a sűrűségük határozza meg. A felszínközeli víztömegek esetében a fenti paramétereket a klímaövek és a felszíni áramlások határozzák meg. A mélyben azonban teljesen más a helyzet. A víztömegek lefelé haladva egyre hidegebbek és egyre sűrűbbek. A mélyáramlatok tulajdonságai azonban apránként módosulnak, ami hatalmas termohalin körfolyamatok kialakulását teszi lehetővé. Ezek a nagy, körfolyamatos áramlások "szellőztetik át" az óceáni medencéket.

A világóceán átlagos felszíni sótartalma Az óceánokat eltérő tulajdonságú víztömegek egymásra-rétegződése építi fel. Ezek tulajdonságait elsősorban hőmérsékletük és sótartalmuk, ebből következően a sűrűségük határozza meg. A termoklin feletti és felszínközei víztömegek esetében a fenti paramétereket a klímaövek és a felszini áramlások határozzák meg. A mélyben azonban teljesen más a helyzet. A víztömegek lefelé haladva egyre hidegebbek, egyre sűrűbbek és az állandó oxigén-fogyás miatt egyre gazdagabbak széndioxidban. A termoklin alatti víztömegek tulajdonságai nem a jelenlegi lelőhelyükön alakultak ki, hanem évezredekkel korábban, amikor vizük még a felszín közelében volt. Az óceáni medence mélységei felé tartó lassú leáramlás a jelentős sűrűségnövekedés miatt következett be. Ezt viszont az erős lehűlés és/vagy a sótartalom növekedése okozza.

A képre kattintva egy numerikus modell animációja szemlélteti a termohalinácót A legsűrűbbek a poláris régiók felszini vizei, ezért a mélyvizek legfontosabb forrásai az Antarktiszt körülvevő óceánok. Az itt képződött sűrű vizek alkotják a világ óceánjainak 59%-át. Az antarktiszi fenék-víz (AABW/Antarctic Bottom Water) áramlása észak felé oxigénben dús vizet szállít a Csendes-óceánban egészen az 50° É. szélességi körig, az Atlanti-óceánban a 45° szélességig. Gyakorlatilag minden víz, amely a Csendes- és Indiai-óceánban 3 °C-nál, az Atlanti-óceánban 2 °C-nál hidegebb ebbe a típusba tartozik. Kialakulásában különösen fontos szerepet játszik a tengeri jég képződése. Megfagyáskor az oldott sóknak a csak kb. 30 %-a kerül a jégbe, a maradék besűrűti a már amúgy is rendkívül hideg környező vizet. Mindez ideális feltételeket teremt a termohalin cirkulációhoz.

Atlanti-óceán
25° Ny.h
Csendes-óceán
150° Ny.h.
India-óceán
80° K.h.
Potenciális hõmérséklet
Sótartalom
Potenciális sûrûség
Oxigén-tartalom

NADW Az É- féltekén a Jeges tengerben képződnek óceáni fenékvizek, ami a tudomány Észak-atlanti mélyvíznek (NADW/North Atlantic Deep Water) nevez. Ezek azonban csak az Atlanti-óceánba hatolnak be kb az 50 ° szélességi körig. A Csendes-óceánban a Bering-tenger - bár telente befagy - kisebb sótartalma miatt nem tud mélyvizet termelni. Az Indiai-óceán É-i pereme a trópuson van, így mélyvizek itt sem képződhetnek. Az Atlanti-óceánban legalul a már említett AABW áramlik D-ről fel messze É-ra, követve az óceánfenél domborzatát. Felette a NADW tömege áramlik É-ról D-re, egészen Antarktisz szubpoláris óceáni régiójáig, ahol felszinre tör. A NADW többféle eredetű vízből tevődik össze. Legalsó rétege az Északi Jeges-tengerből (arktikus fenékvíz), középső része a Dél-Grönland előtti sekélyvizekből, felső része pedig a hipersós Földközi-tenger vizéből származik.

Hőmérséklete 2 °C, szalinitása 34,91 ezrelék, sűrűsége valamivel kisebb az AABW-nél, ezért föléje kerül. Vastagsága 2-3 km. Az AABW északra tartó hosszú útja során a kéreg hőkibocsátása miatt egyre melegebb, és ezért vizének egy része feláramlik a NADW-be, majd visszafordul délnek. A NADW az antarktiszi szétáramlásnál a felszínre bukik, ahol egy része előbb a felszínen áramlik É-ra, majd a szubpoláris tájakon a a felszíni vizek alá bukva antarktikus közbenső víztömegként folytatja útját a NADW fölött.

Az Atlanti-óceán termohalin cirkulációja

A víztömegek nincsenek nyugalomban. Lassan áramlanak egymással ellentétes irányokban. Sokkal lassúbbak, mint a felszíniek, mindössze néhány centimétert tesznek meg másodpercenként (0.2 km/h). Tulajdonságaik azonban apránkint módosulnak, ami hatalmas termohalin körfolyamatok kialakulását teszi lehetővé. Ezek a nagy, körfolyamatos, termohalin áramlások "szellőztetik át" az óceáni medencéket, és óriási jelentőségük van:

  • Oxigénnel látják el az óceán legmélyebb vizeit is. Ez lehetővé teszi a bioszféra számára, hogy a legnagyobb mélységeket is magasrendű élőlények népesítsék be.
  • Oxidálják az üledékeket és a szerves anyagot.
  • Eróziót fejtenek ki az óceánfenéken. Ez egyrészt mechanikai elszállítás is lehet, gyakoribb azonban a meszes vázak és üledékek feloldása

Felhasznált irodalom:
Dr. Báldi Tamás: Elemző (Általános) Földtan

A képek forrása:
Lynne Talley : Global Thermohaline Circulation

A bemutatott animáció a Fine Resolution Antarctic Model (finom felbontású antarktiszi modell), a FRAM project eredménye, melyrõl bõvebben a School of Mathematics oldalán olvashatsz.

Csatlakozz hozzánk!

Ajánljuk

European Schoolnet Academy Ingyenes online tanfolyamok tanároknak
School Education Gateway Ingyenes tanfolyamok és sok más tanárok számára
ENABLE program Program iskoláknak a bullying ellen
Jövő osztályterme Modern tanulási környezetekről a Sulineten