Vào năm 1992,
một con tàu chở
đồ chơi khi tắm cho trẻ em
gặp phải một cơn bão.
Những thùng hàng bị cuốn xuống biển,
và sóng đánh 28.000 con vịt cao su
và những món đồ chơi khác
tới Bắc Thái Bình Dương.
Nhưng chúng không tụ lại một chỗ.
Ngược lại,
những con vịt bị trôi dạt
khắp nơi trên thế giới,
các nhà nghiên cứu
sử dụng đường đi của chúng
để tạo biểu đồ hải lưu mới tốt hơn.
Có nhiều nhân tố chi phối dòng hải lưu:
gió, thủy triều,
thay đổi dung trọng nước,
và chuyển động của Trái đất.
Địa hình dưới đáy đại dương
và đường bờ biển
cũng làm thay đổi
những chuyển động đó,
làm cho hải lưu chảy nhanh hơn,
chậm hơn, hoặc đổi hướng.
Có hai loại hải lưu chính:
hải lưu bề mặt và hải lưu tầng sâu.
Hải lưu bề mặt chi phối chuyển động
của 10 phần trăm lượng nước bề mặt,
còn hải lưu tầng sâu
chi phối 90 phần trăm còn lại.
Dù được tạo thành
từ những nguyên nhân khác nhau,
hải lưu bề mặt và hải lưu tầng sâu
ảnh hưởng lẫn nhau
trong một vũ điệu phức tạp
khiến toàn bộ đại dương chuyển động.
Gần bờ, hải lưu bề mặt
chịu ảnh hưởng của gió và thủy triều,
khi mực nước dâng lên và hạ xuống,
nước bị kéo tới lui.
Trong khi đó, ở cửa biển,
gió là nguyên nhân chính
tạo ra hải lưu bề mặt.
Khi thổi qua đại dương,
gió kéo theo các lớp nước trên cùng.
Lớp nước đó kéo các lớp bên dưới,
các lớp nước bên dưới
lại tiếp tục kéo các lớp bên dưới nữa.
Trên thực tế, nước ở độ sâu 400 mét
vẫn bị ảnh hưởng
bởi gió ở bề mặt đại dương.
Nếu phóng to để nhìn rõ hơn đường đi
của hải lưu bề mặt trên khắp Trái đất,
bạn sẽ thấy chúng tạo ra
các vòng tròn lớn gọi là vòng xoáy,
quay theo chiều kim đồng hồ
ở bán cầu Bắc
và ngược chiều kim đồng hồ
ở bán cầu Nam.
Đó là vì sự xoay vòng của Trái đất
ảnh hưởng đến gió,
làm phát sinh những dòng chảy này.
Nếu trái đất đứng yên,
không khí và nước
sẽ chỉ di chuyển qua lại
giữa những vùng áp suất thấp ở xích đạo
và cao như ở hai cực.
Nhưng vì trái đất quay,
khí di chuyển từ xích đạo
đến Bắc Cực bị lệch về phía Đông,
và khí di chuyển từ Bắc Cực xuống
bị lệch về phía Tây.
Ở Nam bán cầu,
mọi thứ xảy ra theo hướng ngược lại,
những luồng gió lớn
tạo thành các vòng xoáy
quanh các bồn trũng đại duơng.
Nó được gọi là Hiệu ứng Coriolis.
Gió đẩy nước biển bên dưới
vào cùng một vòng xoáy.
Và vì nước giữ nhiệt
hiệu quả hơn khí,
những dòng hải lưu này
giúp điều chỉnh nhiệt độ Trái Đất.
Không giống như hải lưu bề mặt,
hải lưu tầng sâu bị ảnh hưởng chủ yếu
bởi sự thay đổi dung trọng nước biển.
Khi di chuyển về Bắc Cực,
nước càng lúc càng lạnh,
nồng độ muối cũng cao hơn,
vì nước bị giữ lại
trong các tinh thể băng,
để lại muối trong lòng biển.
Nước lạnh, mặn, đặc hơn,
do đó, lắng xuống,
phần nước ở gần bề mặt ấm hơn
nổi lên trên thay vị trí của nó,
tạo thành một dòng hải lưu đứng
gọi là vòng tuần hoàn nhiệt.
Vòng tuần hoàn nhiệt và gió
kết hợp tạo thành một vòng lặp
được gọi là vành đai băng tải toàn cầu.
Khi di chuyển
từ tầng sâu đại dương lên bề mặt,
nó mang theo chất dinh dưỡng
nuôi dưỡng các vi sinh vật,
tạo thành cơ sở
của nhiều chuỗi thức ăn đại dương.
Vành đai băng tải toàn cầu
hiện là dòng hải lưu dài nhất thế giới,
uốn lượn khắp nơi trên Trái Đất.
Nhưng nó chỉ di chuyển
vài centimet trên giây.
Một giọt nước phải tốn một ngàn năm
để hoàn tất một vòng lặp.
Tuy nhiên, nhiệt độ nước biển tăng lên
làm chậm băng tải.
Các mô phỏng cho thấy
điều này gây xáo trộn hệ thống thời tiết
cả hai bờ Đại Tây Dương,
và không ai biết
liệu nó sẽ tiếp diễn hay dừng lại.
Cách duy nhất để có thể dự báo đúng
và có những kế hoạch phù hợp
là tiếp tục nghiên cứu hải lưu
và các mãnh lực tạo nên chúng.