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.