مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة

📅 آخر تحديث: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
✍️ نُشر في: ٢٨ يوليو ٢٠٢٦
📷 يحتوي على 3 صور
الموسوعة الحرة

تعتبر المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي واحدة من عدة نقاط تحول محتملة في النظام المناخي .

مياه شمال الأطلسي العميقة ( NADW ) هي كتلة مائية عميقة تتشكل في شمال المحيط الأطلسي . وتشمل الدورة الحرارية الملحية (المعروفة أيضًا بالدوران الانقلابي المداري) لمحيطات العالم تدفق المياه السطحية الدافئة من نصف الكرة الجنوبي إلى شمال المحيط الأطلسي. وتتغير المياه المتدفقة شمالًا بفعل التبخر والاختلاط مع كتل مائية أخرى، مما يؤدي إلى زيادة ملوحتها. وعندما تصل هذه المياه إلى شمال المحيط الأطلسي، تبرد وتغوص بفعل الحمل الحراري، نتيجة لانخفاض درجة حرارتها وزيادة ملوحتها، مما يؤدي إلى زيادة كثافتها. وتُعد مياه شمال الأطلسي العميقة (NADW) التدفق الخارج من هذه الطبقة العميقة السميكة، والتي يمكن تمييزها من خلال ملوحتها العالية، ومحتواها العالي من الأكسجين، وانخفاض تركيز المغذيات فيها، وارتفاع نسبة الكربون -14 إلى الكربون -12 [ 1 ] ، ووجود مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) [ 2 ] .

مركبات الكلوروفلوروكربون هي مواد من صنع الإنسان تدخل سطح المحيط نتيجة تبادل الغازات مع الغلاف الجوي. يسمح تركيبها المميز بتتبع مسارها أثناء اختلاطها بالمياه العميقة القطبية الشمالية ، التي بدورها تملأ أعماق المحيط الهندي وجزءًا من جنوب المحيط الهادئ . تُعد المياه العميقة القطبية الشمالية وتكوينها أساسيين لدوران المحيط الأطلسي الانقلابي المداري، المسؤول عن نقل كميات كبيرة من الماء والحرارة والملح والكربون والمغذيات وغيرها من المواد من المحيط الأطلسي الاستوائي إلى المحيط الأطلسي في خطوط العرض المتوسطة والعالية. [ 3 ]

في نموذج الحزام الناقل للدوران الحراري الملحي للمحيطات العالمية، يؤدي غرق مياه شمال الأطلسي العميقة (NADW) إلى سحب مياه تيار شمال الأطلسي شمالاً. ومع ذلك، من شبه المؤكد أن هذا تبسيط مفرط للعلاقة الفعلية بين تكوّن مياه شمال الأطلسي العميقة وقوة تيار الخليج /تيار شمال الأطلسي. [ 4 ]

تبلغ درجة حرارة مياه شمال الأطلسي العميقة 2.0-3.5  درجة مئوية مع ملوحة عملية تبلغ 34.9-35.0 ، وتوجد على عمق يتراوح بين 1500 و4000 متر. [ 5 ]  

التكوين والمصادر

يُعدّ تيار شمال الأطلسي العميق (NADW) مجموعة من عدة كتل مائية تشكلت بفعل الحمل الحراري العميق وتدفق المياه الكثيفة عبر سلسلة جبال غرينلاند-أيسلندا-اسكتلندا. [ 6 ]

أنماط الدوران في شمال المحيط الأطلسي. يظهر الماء البارد والكثيف باللون الأزرق، ويتدفق جنوبًا من خطوط العرض العليا، بينما يظهر الماء الدافئ والأقل كثافة باللون الأحمر، ويتدفق شمالًا من خطوط العرض الدنيا. [ 7 ]

تتشكل الطبقات العليا بفعل تيارات الحمل الحراري في أعماق المحيط المفتوح خلال فصل الشتاء. ويمكن أن تصل مياه بحر لابرادور (LSW)، المتكونة في بحر لابرادور ، إلى أعماق تصل إلى 2000 متر نتيجة غرق المياه الكثيفة إلى الأسفل. ويعتمد إنتاج مياه بحر لابرادور التقليدية (CLSW) على تهيئة المياه في بحر لابرادور من العام السابق وقوة تذبذب شمال الأطلسي (NAO). [ 6 ]

خلال مرحلة التذبذب الشمالي الأطلسي الإيجابية، تتوافر الظروف لتكوّن عواصف شتوية قوية. تعمل هذه العواصف على خفض ملوحة المياه السطحية، وتزيد رياحها من التدفق الإعصاري، مما يسمح للمياه الأكثر كثافة بالغوص. ونتيجة لذلك، تتفاوت درجة الحرارة والملوحة والكثافة سنويًا. في بعض السنوات، لا تتوافر هذه الظروف، ولا يتشكل تيار المياه السطحية الساحلية (CLSW). يتميز تيار المياه السطحية الساحلية بدرجة حرارة كامنة تبلغ 3  درجات مئوية، وملوحة تبلغ 34.88 وحدة ملوحة عملية، وكثافة تبلغ 34.66. [ 6 ]

يُعدّ ماء بحر لابرادور العلوي (ULSW) أحد مكونات مياه بحر لابرادور المنخفضة (LSW). يتشكل ULSW بكثافة أقل من CLSW ويبلغ تركيز مركبات الكلوروفلوروكربون فيه ذروته بين 1200 و1500 متر في شمال المحيط الأطلسي شبه الاستوائي. تتميز دوامات ULSW الباردة الأقل ملوحة بكثافات مماثلة من المياه الدافئة الأكثر ملوحة، وتتدفق على طول تيار لابرادور الغربي العميق (DWBC)، لكنها تحافظ على تركيزاتها العالية من مركبات الكلوروفلوروكربون. تتآكل دوامات ULSW بسرعة نتيجة اختلاطها الجانبي مع هذه المياه الدافئة الأكثر ملوحة. [ 6 ]

تتشكل كتلة المياه السفلى لمياه شمال الأطلسي العميقة (NADW) من فيضان سلسلة جبال غرينلاند-أيسلندا-اسكتلندا. وهي عبارة عن مياه فيضان أيسلندا-اسكتلندا (ISOW) ومياه فيضان مضيق الدنمارك (DSOW). تتكون هذه الفيضانات من مزيج من مياه المحيط المتجمد الشمالي الكثيفة (18%)، ومياه المحيط الأطلسي المعدلة (32%)، ومياه متوسطة الكثافة من بحار الشمال (20%)، والتي تختلط مع كتل مائية أخرى (تساهم بنسبة 30%) أثناء تدفقها فوق سلسلة جبال غرينلاند-أيسلندا-اسكتلندا. [ 8 ]

يتشكل هذان النوعان من المياه نتيجة تحول المياه السطحية الدافئة والمالحة المتجهة شمالًا إلى مياه باردة وكثيفة وعميقة خلف سلسلة جبال غرينلاند-أيسلندا-اسكتلندا. يدخل تيار شمال الأطلسي المحيط المتجمد الشمالي عبر التيار النرويجي ، الذي ينقسم إلى مضيق فرام وفرع بحر بارنتس . [ 9 ] تعود المياه من مضيق فرام إلى الدوران، لتصل إلى كثافة مياه عميقة وكثيفة، ثم تغوص وتتدفق نحو مضيق الدنمارك. وتغذي المياه المتدفقة إلى بحر بارنتس المياه العميقة والكثيفة.

يدخل تيار مياه المحيط الأطلسي المتجمد (ISOW) شرق شمال المحيط الأطلسي فوق سلسلة جبال أيسلندا-اسكتلندا عبر قناة فيرو بانك على عمق 850 مترًا، مع تدفق بعض المياه فوق مرتفع أيسلندا-فيرو الأقل عمقًا. يتميز تيار ISOW بانخفاض تركيز مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC)، وتشير التقديرات إلى أنه يبقى خلف سلسلة الجبال لمدة 45 عامًا. [ 6 ] ومع تدفق المياه جنوبًا في قاع القناة، فإنه يسحب معه المياه المحيطة به من شرق شمال المحيط الأطلسي، ويتدفق إلى غرب شمال المحيط الأطلسي عبر منطقة صدع تشارلي-جيبس ، مختلطًا بمياه المحيط الأطلسي المنخفضة (LSW). هذه المياه أقل كثافة من مياه المحيط الأطلسي العميقة (DSOW) وتستقر فوقها أثناء تدفقها بشكل إعصاري في حوض إيرمينجر.

تُعدّ كتلة المياه العميقة في مضيق الدنمارك (DSOW) أبرد وأكثف وأعذب كتلة مائية في مياه شمال الأطلسي العميقة (NADW). تشكّلت هذه الكتلة خلف تيارات التلال فوق مضيق الدنمارك على عمق 600 متر. وتُعتبر المياه القطبية المتوسطة (AIW) أهم كتلة مائية تُساهم في تكوين DSOW. [ 10 ] يسمح التبريد الشتوي والحمل الحراري للمياه القطبية المتوسطة بالغرق والتجمع خلف مضيق الدنمارك. تحتوي المياه القطبية المتوسطة العليا على كمية كبيرة من المؤشرات البشرية المنشأ نتيجة تعرضها للغلاف الجوي. وقد لوحظ وجود بصمة التريتيوم ومركبات الكلوروفلوروكربون الخاصة بالمياه القطبية المتوسطة في DSOW عند قاعدة المنحدر القاري لغرينلاند. كما أظهر ذلك أن DSOW المتدفقة لمسافة 450  كيلومترًا جنوبًا لم يتجاوز عمرها عامين. [ 6 ] تتدفق كل من DSOW وISOW حول حوض إيرمينغر وبحر لابرادور في تيار حدودي عميق. وتخرج من بحر غرينلاند بكمية 2.5 سفيردرب ، ثم تزداد كمية تدفقها إلى 10 سفيردرب جنوب غرينلاند. إنها باردة ومنعشة نسبياً، وتتدفق على عمق أقل من 3500 متر في منطقة التيار البارد العميق وتنتشر إلى الداخل في أحواض المحيط الأطلسي العميقة.

مسارات الانتشار

يتدفق تيار شمال المحيط الأطلسي العميق جنوبًا عبر المحيط الأطلسي، ويقترب من مياه قاع القطب الجنوبي بعد سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي .

يمكن تتبع الانتشار الجنوبي لتيار شمال الأطلسي العميق (NADW) على طول تيار الحدود الغربية العميقة (DWBC) من خلال محتواه العالي من الأكسجين، ونسبة عالية من مركبات الكلوروفلوروكربون، وكثافته. [ 11 ]

يُعدّ تيار المياه السطحية العميقة (ULSW) المصدر الرئيسي لتيار المياه العميقة الشمالية (NADW) العلوي. ينتقل هذا التيار جنوبًا من بحر لابرادور على شكل دوامات صغيرة تختلط بتيار المياه العميقة المحيطية (DWBC). وقد لوحظت ذروة تركيز مركبات الكلوروفلوروكربون (CFCs) المرتبطة بتيار المياه السطحية العميقة على طول خط عرض 24° شمالًا في تيار المياه العميقة المحيطية على عمق 1500 متر. [ 11 ] يعود جزء من تيار المياه السطحية العميقة إلى تيار الخليج، بينما يبقى جزء آخر في تيار المياه العميقة المحيطية. وتشير المستويات العالية من مركبات الكلوروفلوروكربون في المناطق شبه الاستوائية إلى إعادة تدوير المياه في هذه المناطق. [ 6 ]

تتخفف مياه البحر ذات التركيز المنخفض للغاية (ULSW) المتبقية في تيار المحيط الغربي العميق (DWBC) كلما تحركت باتجاه خط الاستواء. وقد أدى الحمل الحراري العميق في بحر لابرادور خلال أواخر الثمانينيات وأوائل التسعينيات إلى مياه بحر لابرادور ذات تركيز منخفض من مركبات الكلوروفلوروكربون (CFC) نتيجةً للاختلاط الهابط. وسمح هذا الحمل الحراري لمركبات الكلوروفلوروكربون بالتغلغل إلى أعماق أكبر تصل إلى 2000 متر. وقد أمكن تتبع هذه المناطق ذات التركيز المنخفض، ولوحظت لأول مرة في المناطق شبه الاستوائية في أوائل التسعينيات. [ 6 ]

يتدفق تيارا المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي (ISOW) والمياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي (DSOW) حول حوض إيرمينجر، ويدخل تيار المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي (DSOW) تيار المحيط الهادئ العميق (DWBC). هذان هما الجزءان السفليان من مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة (NADW). ويُلاحظ وجود ذروة أخرى لمركبات الكلوروفلوروكربون (CFC) على ارتفاع 3500 متر في المناطق شبه الاستوائية، نتيجةً لمساهمة تيار المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي العميقة في مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة. [ 11 ] وتدور بعض مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة مع الدوامة الشمالية. وإلى الجنوب من الدوامة، تتدفق مياه شمال المحيط الأطلسي العميقة أسفل تيار الخليج، حيث تستمر في التدفق على طول تيار المحيط الهادئ العميق حتى تصل إلى دوامة أخرى في المناطق شبه الاستوائية.

تجلب المياه العميقة لشمال المحيط الأطلسي السفلي (LNADW)، التي تنشأ في بحرَي غرينلاند والنرويج ، تركيزات عالية من الملوحة والأكسجين والفريون باتجاه خندق رومانش ، وهو منطقة صدع استوائية في سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي (MAR). وتوجد هذه المياه على أعماق تتراوح بين 3600 و4000 متر (11800-13100 قدم) ، وتتدفق شرقًا عبر الخندق فوق مياه قاع القطب الجنوبي - ويُعد الخندق الفتحة الوحيدة في سلسلة جبال منتصف المحيط الأطلسي التي تسمح بتبادل المياه بين هاتين الكتلتين المائيتين. [ 12 ]  

التباين

يُعتقد أن تكوين المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي قد انخفض بشكل كبير في بعض الأوقات خلال الماضي (مثل فترة يونغر دراياس أو خلال أحداث هاينريش )، وأن هذا قد يرتبط بانخفاض قوة تيار الخليج وانجراف شمال المحيط الأطلسي، مما يؤدي بدوره إلى تبريد مناخ شمال غرب أوروبا .

ثمة مخاوف من أن يؤدي الاحتباس الحراري إلى تكرار هذا الأمر. ويُفترض أيضاً أنه خلال ذروة العصر الجليدي الأخير ، استُبدلت مياه شمال الأطلسي العميقة بكتلة مائية مماثلة كانت تشغل عمقاً أقل، تُعرف باسم المياه الجليدية المتوسطة لشمال الأطلسي. [ 13 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. ↑ برويكر، والاس (1991). "الناقل المحيطي العظيم" (ملف PDF) . علم المحيطات . 4 (2): 79-89 . doi : 10.5670/oceanog.1991.07 .
  2. ↑ "دوران شمال المحيط الأطلسي والتأثير الحراري الملحي" . Sam.ucsd.edu . تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2015 .
  3. ↑ شميتنر، أندرياس؛ وآخرون (2007). "مقدمة: الدوران الانقلابي المداري للمحيط" (ملف PDF) . People.oregonstate.edu . تاريخ الاسترجاع: 9 يناير 2015 . 
  4. ↑ "كتل مياه المحيط الأطلسي" . seis.natsci.csulb.edu . مؤرشف من الأصل في 25 سبتمبر 2008. تم الاطلاع عليه في 24 يناير 2024 .
  5. ↑ توغويلر، جيه آر؛ كي، آر إم (2001)، "الدورة الحرارية الملحية" ، موسوعة علوم المحيطات ، إلسيفير، ص 2941-2947 ، doi : 10.1006/rwos.2001.0111 ، ISBN  978-0-12-227430-5تم الاطلاع عليه بتاريخ 3 يناير 2025
  6. 1 2 3 4 5 6 7 8 سميثي، ويليام م.؛ فاين، رنا أ.؛ بوتزكا، ألفريد؛ جونز، إي. بيتر (2000). "تتبع تدفق المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي باستخدام مركبات الكلوروفلوروكربون". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: المحيطات . 105 (C6): 14297-14323 . Bibcode : 2000JGR...10514297S . doi : 10.1029/1999JC900274 .
  7. ↑ "ناسا جيس: موجزات علمية: نمذجة تغير مناخي مفاجئ" . Giss.nasa.gov. مؤرشف من الأصل بتاريخ 18 فبراير 2006. تم الاطلاع عليه بتاريخ 9 يناير 2015 .
  8. ↑ تان هوا، توست؛ أولسون، ك. أندرس؛ جانسون، إميل (2005). "تكوين مياه فيضان مضيق الدنمارك وتركيبها الهيدروكيميائي". مجلة الأنظمة البحرية . 57 ( 3-4 ): 264-288 . Bibcode : 2005JMS....57..264T . doi : 10.1016/j.jmarsys.2005.05.003 .
  9. ↑ شاوير، أورسولا؛ مونش، روبن د.؛ رودلز، بيرت؛ تيموخوف، ليونيد (1997). "تأثير مياه الجرف القاري في شرق القطب الشمالي على الطبقات المتوسطة لحوض نانسن". مجلة البحوث الجيوفيزيائية: المحيطات . 102 (C2): 3371-3382 . Bibcode : 1997JGR...102.3371S . doi : 10.1029/96JC03366 .
  10. ↑ سويفت، جيمس هـ.؛ آغارد، كنوت؛ مالمبيرغ، سفيند-آغي (1980). "مساهمة فيضان مضيق الدنمارك في أعماق شمال المحيط الأطلسي". أبحاث أعماق البحار، الجزء أ. أوراق بحثية في علم المحيطات . 27 (1): 29-42 . Bibcode : 1980DSRA...27...29S . doi : 10.1016/0198-0149(80)90070-9 .
  11. 1 2 3 تالي، لين د. (2011). علم المحيطات الفيزيائي الوصفي: مقدمة . دار النشر الأكاديمية. doi : 10.1016/C2009-0-24322-4 . ISBN 978-0-7506-4552-2.
  12. ↑ فيرون، ب.؛ ميرسييه، هـ.؛ سبير، ك.؛ غارغيت، أ.؛ بولزين، ك. (1998). " الاختلاط في منطقة صدع رومانش" . مجلة علم المحيطات الفيزيائي . 28 (10): 1929-1945 . Bibcode : 1998JPO....28.1929F . doi : 10.1175/1520-0485(1998)028 < 1929:MITRFZ > 2.0.CO ; 2. S2CID 140185816 . 
  13. ↑ هاو، جاكوب ن. و.؛ بيوتروفسكي، ألكسندر م.؛ نوبل، تارين ل.؛ موليتزا، ستيفان؛ كييسي، كريستيانو م.؛ بايون، جيرمان (2016). "إنتاج المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي خلال ذروة العصر الجليدي الأخير" . نيتشر كوميونيكيشنز . 7 11765. Bibcode : 2016NatCo...711765H . doi : 10.1038/ ncomms11765 . PMC 4895795. PMID 27256826 .  

للمزيد من القراءة

  • ديكسون، آر آر؛ براون، خوان (1994). "إنتاج المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي: المصادر، والمعدلات، والمسارات" (ملف PDF) . مجلة البحوث الجيوفيزيائية: المحيطات . 99 (C6): 319-341 . رمز Bibcode : 1994JGR....9912319D . doi : 10.1029/94JC00530 . مؤرشف من النسخة الأصلية (ملف PDF) بتاريخ 12 يوليو 2015. تم الاطلاع عليه بتاريخ 11 يوليو 2015 .
  • مسرد مصطلحات علم المحيطات الفيزيائي والتخصصات ذات الصلة - المياه العميقة في شمال المحيط الأطلسي (NADW)