1992년
욕조용 장난감을 실은 화물선이 폭풍을 만났습니다.
컨테이너들이 배 밖으로 쓸려 나갔고
28,000개의 고무 오리와 다른 장난감들이 파도에 쓸려
북태평양에 쏟아졌습니다.
그들은 서로 붙어 다니지 않았고
정 반대로
전 세계로 흩어져 쓸려갔고
연구진들은 오리들이 쓸려온 길을 통하여
해류를 더 잘 이해하게 되었습니다.
해류가 움직이는 원인들로는:
바람, 파도, 수밀도의 변화
그리고 지구의 자전 등 다양합니다.
해저 지형과 해안선이 이러한 움직임을 변형시켜
해류의 속도를 높이거나
속도를 낮추고 방향을 바꾸기도 합니다.
해류는 크게 두 가지 나뉩니다:
표층 해류와 심해 해류
표층 해류는 바닷물의 위쪽 10%의 움직임을 제어하는 반면,
심해 해류는 나머지 90%를 움직입니다.
그 둘은 서로 다른 원인들로 움직이지만
서로에게 복잡하게 영향을 주어
해양 전체가 끊임없이 움직이게 합니다.
해안가에서는,
바람과 파도에 의해 표층 해류가 움직이는데,
수면이 상승 하강하면서 물을 앞뒤로 움직입니다.
그러나, 바다 한가운데에서는 바람이 표층 해류의 주된 동력입니다.
대양에 바람이 불게 되면
해수 표층부를 함께 끌고 움직입니다.
이런 움직임이 그 하층부를 끌어당기고,
다시 더 아래의 하층부를 끌어당깁니다.
결국 400미터 깊이의 해수까지는
수면 위의 바람에 영향을 받게 됩니다.
거시적으로 지구 전체 표층 해류가 움직이는 패턴을 보게 되면
거대한 고리 형태의 환류(GYRES)를 발견할 수 있고
그 환류가 북반구에서는 시계 방향으로
그리고 남반구에서는 반시계 방향으로 돕니다.
이는 지구의 자전 방향 때문인데
이 자전 방향이 바람의 패턴에 영향을 주어 해류를 일으킵니다.
만일 지구의 자전이 없다면
대기와 해류는 단순하게
저기압인 적도와 고기압인 양극 사이를
왔다 갔다만 할 것입니다.
그러나 지구의 자전으로 인해
적도에서 북극으로 부는 바람은 동쪽으로 휘게 되고
반대로 아래로 부는 바람은 서쪽으로 휘게 됩니다.
남반구에서는 반전 효과의 현상이 일어나서
주된 바람들은
대양 분지 근처에서 고리 모양을 형성합니다.
이러한 현상을 코리올리 효과라고 합니다.
바람으로 인해 동일한 방향의 환류가 생기고
물이 공기보다 열을 더 잘 보존하기 때문에
이 환류들이 지구상의 열을 재분배하는 역할을 합니다.
표층 해류와는 달리
심해 해류는 주로 바닷물의 밀도 차이에 의해 움직입니다.
바닷물은 북극으로 갈수록 차가워지고
염분 농도 또한 높아지는데
그 이유는 얼음이 어는 과정에서 소금은 빠지고 물만 얼기 때문입니다.
이렇게 차고 짠 물은 밀도가 높아서
아래로 가라앉게 되고
따뜻한 물이 그 자리를 차지하면서
열염 순환이라는 수직 운동을 합니다.
심해의 열염 순환과 바람에 의한 표층 해류가 결합하여
"대순환 해류"라는 거대 순환 고리를 형성합니다.
바닷물이 심해에서 표면으로 움직이면서
미생물을 위한 영양분들을 이동시킴으로써
해양 먹이 사슬의 기본 틀을 형성합니다.
대순환 해류는 지구상의 가장 긴 해류로서
지구 전체를 휘감습니다.
그러나 이 해류는 초 당 몇 센티미터씩만 움직여서
전체 한 바퀴를 다 돌려면 천 년 정도 걸릴 것입니다.
그러나 수온이 올라가면서
이 순환이 느려지고 있습니다.
이러한 변화가 대서양 주변 대륙의 기후 체계에
재앙을 일으킨다는 것을 모델을 통해 예측할 수 있고
만약 이 순환이 계속 더 늦춰지거나 혹은 완전히 멈추게 된다면
어떤 일이 생길지 아무도 알 수 없습니다.
단지 정확하게 예측하여 적절히 대비할 수 있는 유일한 방법은
해류와 이를 움직이는 강력한 힘들에 대해서 끊임없이 연구하는 것입니다.