海流在数百米的海洋上层时,流动的原驱动力仍来自海风。但深至数千米处时,海流则是在一种因温度与盐度不同而产生的“压力”作用下流动的。
而恰恰在交界的1000~2000米处,海流明显减弱。
这是因为,在该深度时海流在水平方向所受压力基本保持稳定。
实际上,在海洋上层的高压区内,海面是上涨的。
假设黑潮流经的南北海面有1米的高度差,那么,当黑潮流经八丈岛(黑潮中心区)时,岛北的水位比岛南高1米左右。
尽管海面的高度不同,但水下1000米处压力却大致相同。这是因为,海面上涨处(高压区)的海水密度较小,因此质量较轻。
当海水处于低温、高盐区时,密度较大(重),而处于高温、低盐区时密度较小(轻)。在前面内容中,黑潮的高温区(海水轻)被等同于高压区,原因也是如此。
在深海中,低温、高盐度的海水聚集处即为高压区。
那么,深层海水的温度与盐度的差异是如何产生的呢?
海水的密度随着深度的加深而增大。因此,虽然日本南侧的海面在冬季因温度降低而密度增大,但其密度还是不会高过深层海水的密度。
北太平洋的深层海水在北上的过程中,因温度升高、盐度变小而导致密度不断变小。低温、高盐的海水则来自南极海(南大洋)。
海水从海面下沉至深层的时间,可以通过碳元素的同位素比率来测得。通过该方法可以测得,世界上年龄最轻的深层海水位于北大西洋中。
日本南侧的深层海水,首先沉入北大西洋,然后在南极海被再度冷却,最后流入北太平洋。全程大约需2000年。流入北太平洋的深层海水,在与上层温暖的海水混合后,再度涌出海面。
就这样,世界范围的深层海水在一条“传送带”上永不停歇地循环着。
涌出海面的海水继续前行,经过印度尼西亚诸岛海域后流入印度洋。为了研究上述循环的规模,现在世界各国专家正在共同研究流过印度尼西亚诸岛的海流的情况。