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自从人类学会造船 , 足迹开始踏上地球广袤的海洋之后 , 几百年来 , 地球海洋中的水流一直在指引着航海者 , 而且我们现在知道 , 在相当长的历史时间内 , 海洋里比较固定的海流 , 一直在塑造着地球的气候 。 这种有着固定的运行线路、有着比较固定的出现周期的海水流动 , 被人们称之为洋流 。
那么 , 地球上的第一个洋流到底是如何产生的呢?估计很多人对这个问题都很感兴趣 , 说来话长 , 这还要从地球原始海洋的形成说起 。
海洋受到的主要外力作用及其效果据科学家们推测 , 大约在 40 亿至 45 亿年前的这段时间内 , 地球上的原始海洋形成了 。 和现在地球上的海水所受到的作用力比较相似 , 那时候的海水其实也受到了外力的刺激 , 最为明显的就是风、地球自转、盐度差异、潮汐以及大气的温度 。
夏威夷大学马诺分校的科学家有个比较形象的类比 , 说洋流就像一个较大水域中的河流一般 , 它们的大小不一 , 小的类似海滩附近的小水流 , 大的甚至能跨越海洋 , 从而产生就像陆地上蜿蜒曲折的巨大环流或者椭圆循环 。
在目前地球上的洋流中 , 有一些的确能跨越不同的大洋 , 从一个大洋到另外一个大洋 , 比如在北大西洋环流中 , 水沿着赤道向西流动 , 在墨西哥湾流中向北流过美国东海岸 , 沿着北极向东流回 , 然后向南流过欧洲和非洲成为“金丝雀”洋流 。
对于海水所受到的不同外力作用 , 所产生的持续性流动效果是不一样的 。 夏威夷大学地球物理与行星学研究所的教授詹姆斯 , 在这方面进行过相应的深入研究 , 他认为由太阳能驱动的风 , 引导的是洋流表层海水;由赤道和地球两极之间的温度和盐度差异所引发的循环 , 则为洋流的深层水流提供动力 。 温度和盐度差异在全球如果完成一个循环 , 可能至少需要上千年的时间 。
此外 , 还有两种外力作用 , 一个是潮汐 , 另一个是自转 。 通常情况下 , 潮汐对洋流方向的影响不太大 , 毕竟潮汐的作用效果是让地球上的海水 , 发生整体性隆起或者回落 , 每当发生潮汐时 , 只会产生规模较小的水流 。
而地球的自转 , 有一个巨大的作用 , 就是来“确定”洋流的方面 。 随着地球的自转 , 北半球的洋流顺时针运动 , 南半球的则是逆时针方向 , 这个现象产生的原因 , 可以用科里奥利效应来解释 , 只不过太过于复杂了 , 里面设计科里奥利力、埃克曼输送、重力分量、角动量守恒、深海盆地地形等等 , 这里就不细说了 , 反正就是在地球自转的影响下 , 以赤道为分界线 , 地球海洋的洋流 , 呈现南北半球旋转方向不一致的状态 。
地球洋流的出现及演变鉴于地球上第一批洋流出现时 , 势必也会受到和现代海洋所受到的外力作用相似 , 因此确定洋流出现的时间这个问题 , 可以归结为确定地球海洋诞生的时间 。 由于在地球的早期 , 整体温度比现在要高出很多 , 即使在形成海洋之后 , 赤道区域的温度也会更高 , 因此地球早期的温度梯度与现在大体相同 , 具备了形成洋流的基础条件 。
从科学家们对地球历史的研究结果看 , 原始海洋出现的时间 , 保守估计在38亿年以前 。 后来 , 在2014年的时候 , 在西澳大利亚发现了古老的锆石晶体 , 里面包含了令人震惊的远古海水存在的证据 , 而且距离现在的时间大约在44亿年前 , 也就是地球形成后大约 1 亿年 。
【地球上周而复始的洋流,到底因何而生,又因何而去?】
这个重大发现 , 将人类对远古海洋出现在地球的时间 , 又提前了不少 , 说明有可能在地球形成后才1亿年的时间里 , 我们地球就拥有了海洋 。
当地球原始海洋形成以后 , 洋流应该是随之同步酝酿和推进的 。 只不过和现在的模式相比 , 原始海洋的流动方式会有所不同 , 最为显著的差异就是各大洲的位置发生了巨大的变化 , 而且在相当长的历史时期内 , 地球上的绝大部分陆地 , 都以连接在一起的超大陆形式存在 , 所以原始海洋的表面流路径 , 肯定和现在的大相径庭 。
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