Теңіз ағындары қалай пайда болады

Дүниежүзілік мұхит қатып қалған су массасы емес, көптеген ағыспен қамтылған үздіксіз қозғалыстағы жүйе болып табылады. Мұндай ағыстар алыс жатқан аймақты бір-бірімен байланыстырып, мыңдаған шақырымға орасан зор су көлемін тасымалдайды. Осы процестердің арқасында тұтас құрлықтардың климаты қалыптасады, ал теңіз тіршілік иесі алыс қашықтыққа қоныс аударуға мүмкіндік алады. Мұндай ағыстың туындау механизмін түсіну ғалымдарға ауа райын болжауға және көптеген табиғи құбылысты түсіндіруге көмектеседі. Сонымен қатар ағыстың пайда болу себебі алғашқы қарағанда көрінгеннен әлдеқайда алуан түрлі болып шығады. Планетамыздың су массасын қозғалысқа қандай күш келтіретінін толығырақ қарастырайық.

Бетінгі ағыстың қалыптасуындағы желдің рөлі

Суды қозғалысқа келтіретін негізгі фактордың бірі мұхит бетінің үстінде тұрақты соғатын жел болып табылады. Ауа массасы үйкеліс есебінен судың жоғарғы қабатына энергия беріп, оны басым ауа ағынының бағытында ығысуға мәжбүрлейді. Мұндай механизм пассаттар тұрақты батыс ағысын тудыратын тропикалық ендікте әсіресе байқалады.

Желдік шығу тегінің классикалық мысалы ретінде Атлант мұхиты арқылы тұрақты шығыс желінің арқасында қозғалатын Солтүстік пассат ағысы қызмет етеді. Дәл осылайша Жапония жағалауындағы атақты Куросио ағысы қалыптасады. Мұндай ағыстың жылдамдығы әдетте сағатына бірнеше шақырымнан аспайды, дегенмен олардың ұзақтығы мен тұрақтылығы оларды жаһандық айналымның маңызды элементіне айналдырады.

• пассаттар — жыл бойы дерлік бір бағытта соғып, қуатты экватор ағысын тудыратын тропикалық ендіктің тұрақты желі;
• муссондар — жыл мезгіліне байланысты бағытын өзгертіп, жағалау ағысын кері жаққа бұра алатын маусымдық жел;
• қоңыржай ендіктің батыс желі — Антарктиданың айналасында планетадағы ең ұзақ Батыс желдер ағысын қалыптастырады.

Аталған желдің әрбір түрі өз географиялық белдеуінде әрекет етеді, дегенмен олар бірге планетаның бетінгі айналымының тұтас көрінісін жасайды. Дәл ауа ағынының тұрақтылығы судың кездейсоқ тербелісін тұрақты жұмыс істейтін табиғи механизмге айналдырады.

Судың тығыздық айырмашылығының әсері

Желдің әсерінен бөлек, температура мен тұздылықтан туындайтын су массасының тығыздық айырмашылығы да маңызды рөл атқарады. Суығырақ және тұздылау су ауырырақ болады, сондықтан төмен қарай батып, тығыздығы аз қабатқа орын босатады. Мұндай процесс бүкіл Дүниежүзілік мұхитты біртұтас жүйемен қамтитын термохалиндік айналым деп аталатын құбылысты іске қосады.

Мұндай механизм полярлық аймақта, қалыптасып жатқан теңіз мұзы тұзды қоршаған суға кері ығыстырған жерде, әсіресе белсенді көрінеді. Қалған сұйықтық соншалықты тығыз болады, үлкен тереңдікке батып, терең ағысты іске қосады. Мұндай құбылыс, мысалы, Антарктида жағалауындағы Уэдделл теңізінде байқалады, дәл сол жерден антарктикалық түптегі судың қозғалысы басталады.

1. Булану судың жоғарғы қабатындағы тұз шоғырлануын арттырып, оны қоршаған сұйықтықтан ауырырақ етеді.
2. Жоғары ендіктегі беттің салқындауы су массасының тығыздығын қосымша арттырып, батуын жеделдетеді.
3. Батқан суық су мұхит түбі бойымен экваторға қарай баяу орын ауыстырады.
4. Планетаның басқа аймағында терең судың бірте-бірте көтерілуі айналымның біртұтас циклін жабады.

Мұндай тізбек тығыздық айырмашылығын мыңдаған жыл бойы үздіксіз жұмыс істейтін терең айналымның нағыз қозғаушы күшіне айналдырады. Осы баяу, бірақ тынымсыз процессіз жылу мен қоректік зат мұхит қалыңдығы бойынша соншалықты біркелкі таралмас еді.

Жердің айналуының маңызы

Планетаның өз айналуы да Кориолис күші деп аталатын құбылыстың арқасында су массасының қозғалыс бағытына айтарлықтай әсер етеді. Бұл күш бастапқы ағын бағытына қарамастан, қозғалатын нысанды солтүстік жарты шарда оңға, ал оңтүстік жарты шарда солға бұрады. Дәл осы себептен ірі ағыс мұхиттық айналым деп белгілі тән дөңгелек құрылым қалыптастырады.

Мұндай айналымдық ауытқу Гольфстримнің Солтүстік Американың шығыс жағалауы бойымен қозғалып, бірте-бірте шығысқа қарай бұрылатынын түсіндіреді. Кориолис күшінің әсерінсіз су ағыны әлдеқайда ретсіз таралар еді. Желдің, тығыздықтың және планета айналуының өзара әрекеттесуі мыңдаған жыл бойы сақталатын тұрақты айналым жүйесін жасайды.

Ағыстың туындауының қосымша факторы

Негізгі механизмнен бөлек, ағыстың туындауына жиі жергілікті түрде әрекет ететін басқа да табиғи құбылыс әсер етеді. Теңіз түбінің бедері су ағынын өзен арнасы сияқты бағыттап, оны тар бұғазда қысып, қозғалысын жылдамдата алады. Ай мен Күннің тартылысынан туындайтын қайтқын-толқын күші де судың деңгейінде мезгіл-мезгіл тербеліс тудырып, өз алдына жергілікті ағысты туғызады.

• түптің бедері — су асты жотасы, ойпаты мен бұғазы, өзен арнасы ағысты бағыттайтыны сияқты, өтіп жатқан ағынның бағыты мен жылдамдығын айтарлықтай өзгерте алады;
• қайтқын-толқын күші — аспан денесінің тартылыс күші мұхит деңгейінің тұрақты тербелісін тудырып, жағалау аймағында қайтқын-толқын ағысын қалыптастырады;
• өзен ағыны — ірі өзен мұхитқа орасан зор тұщы су көлемін алып келіп, жағалаудағы судың тұздылығы мен тығыздығын жергілікті түрде төмендетеді;
• атмосфералық қысым — мұхиттың әртүрлі бөлігі үстіндегі қысым айырмашылығы бетінгі ағынның бағытын уақытша өзгерте алады.

Аталған фактордың әрқайсысы жел немесе судың тығыздығымен салыстырғанда екінші дәрежелі болып көрінгенімен, олар бірге планетаның нақты аймағындағы жалпы айналым көрінісін елеулі түрде түзетеді. Мұндай жергілікті ерекшелік көрші жағалау бөлігінің жағалаудағы судың мүлдем басқаша қалпын көрсететінін түсіндіреді.

Бетінгі және терең судың өзара әрекеттесуі

Аталған механизмнің барлығы бір-бірінен оқшауланып сирек әрекет етеді, көбіне күрделі өзара байланысты жүйе құрайды. Желмен қозғалысқа келтірілген бетінгі ағын бірте-бірте энергияны төмендегі су қабатына береді. Сонымен бір мезгілде тығыздыққа тәуелді терең айналым жоғарғы қабаттың температурасы мен тұздылығына әсер етіп, өзіндік айналымды жабады.

Ғалымдар мұндай жаһандық жүйені мұхиттық конвейер деп атайды, себебі жылы бетінгі су мен суық терең ағын біртұтас үздіксіз қозғалыс циклін құрайды. Мұндай конвейердің толық айналымы шамамен мың жылды алады, бұл планетаның барлық мұхитын өзара байланыстырады. Осы тізбектің тым болмаса бір буынының бұзылуы бүкіл әлемнің аймағының климатына әсер ете алады.

Мұндай процесті зерттеу заманауи океанографияның басым міндетінің бірі болып қала береді, себебі тұтас планетаның климаттық тепе-теңдігі айналымның тұрақтылығына байланысты. Полярлық судың температурасының ең кішкентай өзгерісі жылдар өткен соң әлемнің ең алыс бұрышындағы ауа райына әсер ете алады. Дәл осы себептен бүгінде ағысты бақылау серіктер, буй және су асты датчигінің көмегімен дерлік үздіксіз жүргізіледі. Мұхиттық ағынның туындау механизмін түсіну өткен табиғи құбылысты түсіндіруге ғана емес, планетамыздың мүмкін климаттық болашағына көз жіберуге де көмектеседі.