Потоки воды в земных морях столетиями ориентировали мореплавателей и гораздо дольше формировали климат. Но как впервые возникли океанские течения?
Эти потоки должны были появиться вместе с первыми океанами планеты примерно от 4 до 4,5 миллиардов лет назад, вызванные теми же силами, которые приводят их в движение и сегодня: ветрами, приливами, глобальными различиями в температуре и солёности, а также вращением планеты.
По данным Гавайского университета в Маноа, океанские течения во многом похожи на реки в больших водоёмах. Их размеры варьируются от небольших течений вблизи пляжей до океанических потоков, подобных огромным круговоротам или эллиптическим циклам, которые извиваются между континентами. Например, в Североатлантическом круговороте вода течёт на запад вдоль экватора, на север мимо восточного побережья США в Гольфстриме, обратно на восток вдоль Арктики, затем на юг мимо Европы и Африки в виде Канарского течения.
Ветры, питаемые солнечной энергией, создают постоянные поверхностные течения, подобные круговоротам. Различия в температуре и солёности между экватором и полюсами Земли приводят к возникновению глубоководных течений, известных как термохалинная циркуляция. Для завершения глобального термохалинного цикла может потребоваться тысяча лет, сказал Live Science Джеймс Потемра (James Potemra), профессор Гавайского университета в Институте геофизики и планетологии Маноа. Приливы и отливы создают меньшие течения, в то время как вращение Земли приводит к вращению по часовой стрелке в Северном полушарии и против часовой стрелки в Южном полушарии (так называемый эффект Кориолиса).
Как только на планете появились первые океаны, они, скорее всего, испытали на себе аналогичные силы, сказал Live Science Роджер Фу (Roger Fu), профессор кафедры наук о Земле и планетах Гарвардского университета. Таким образом, датировка появления течений сводится к определению времени рождения океанов.
«Раньше на Земле были такие же температурные градиенты, как и сейчас, потому что на экваторе жарче, — сказал Фу. — Значит, тогда должны были быть течения.»
По самым скромным оценкам, возраст океана составляет 3,8 миллиарда лет, сказал Фу. Тем не менее, древние кристаллы циркона в Австралии свидетельствуют о наличии океанской воды 4,4 миллиарда лет назад, или примерно через 100 миллионов лет после образования Земли.
«Так что в достаточно ранней истории Земли у нас уже были океаны», — сказал Фу.
Одинаковые силы, разные формы
Однако модели первобытного течения были совсем другими. Континенты резко изменили своё положение, вероятно, все они в разное время были объединены в суперконтиненты, с другими конфигурациями между ними. Это, вероятно, изменило пути, по которым шли поверхностные течения, и, скорее всего, привело к отсутствию кармана между Старым и Новым светом, чтобы сформировать Североатлантический круговорот.
В масштабе миллиардов лет «океанские течения выглядят совершенно неузнаваемо, потому что континенты были неузнаваемы», — сказал Фу. По словам Потемры, различные континентальные положения также изменили более глубокие океанские течения, например, термохалинные течения имели в основном незаблокированные пути от экватора к полюсам.
Однако из-за времени, которое требуется континентам, чтобы заметно изменить конфигурацию, в человеческих временных масштабах течения кажутся вечными. Сегодняшние основные течения «вероятно, возникли … миллионы лет назад — из-за какой-то перегруппировки континентов», — сказал Фу.
Исторические записи, по сути, показывают длительное существование сегодняшних течений.
«Именно Бенджамин Франклин первым открыл Гольфстрим, потому что он заметил, когда корабли к нему подходили, это течение … очень быстро уносило их на север, — сказал Потемра. — Викинги тоже, вероятно, познали что такое Гольфстрим.»
