科学家们对深海洋流的奇怪逆转感到“目瞪口呆”

莫桑比克海岸深海流的速度和方向比科学家预期的更容易发生变化。

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大尺度洋流是海洋的传送带，输送水和营养物质并控制地球气候。表面电流相对容易测量和跟踪。但深海中的那些大多是个谜。现在，《自然地球科学》上发表的一项新研究公布了迄今为止关于海底附近水流速度和方向的最大数据集，这与科学家们的研究完全不同预计。

此前，人们认为海底洋流是稳定的，在作者研究的莫桑比克沿海地区，海底洋流从南向北流动。然而，结果显示，深海洋流比之前已知的更加活跃。研究结果表明，当前用于追踪深海沉积物和污染物流动以及重建古代海洋条件的模拟需要更新。

国家海洋学中心沉积学家、该研究的资深作者迈克·克莱尔 (Mike Clare) 表示：“这些环绕地球运行的洋流传送带将比教科书模型所显示的复杂得多。” 。 “他们确实值得非常仔细的调查。”

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测量复杂电流

科学家可以使用固定在海底的声学多普勒电流剖面仪 (ADCP) 传感器来测量深海电流。但部署和管理这些系泊装置具有挑战性且成本高昂，因此许多研究在短时间内很少使用它们。

偶然的是，一家名为埃尼 (Eni) 的意大利石油和天然气公司在莫桑比克海峡近海约 2,500 平方公里（965 平方英里）的区域部署了前所未有的 34 个 ADCP 阵列用于工业用途。该公司共享数据，为科学家提供了独特而详细的海底视图。这些仪器在 4 年内每 10 分钟测量一次电流的速度和方向。 “这项研究的独特之处在于它们对近海底洋流的长期时间序列，”未参与这项研究的马里兰大学物理海洋学家 Jacob Wenegrat 说道。 。

当卡尔加里大学的地球科学家刘易斯·贝利 (Lewis Bailey) 开始分析来自 ADCP 的海量数据时，结果看起来与持续向北洋流的预期趋势大相径庭，以至于他想知道是否应该犯了一个错误。 “我首先想到的是，‘这不可能是正确的，’”他说。

但在分析了所有数据后，研究人员发现海底洋流经常加速、减速，甚至逆转方向。贝利说：“我们非常惊讶地发现，即使在距离相当近的系泊点之间，所有的水流也有如此多的变化。”

“所有参与这个项目的地质学家都对这种变化感到震惊，”克莱尔说。

研究人员调查了可能导致这些变化的原因。 “这几乎就像侦探工作，”贝利说。洋流随季节和潮汐周期而变化。 ADCP 和冲刷海底的模式表明，开放海底斜坡上的洋流平均而言通常向北流动。但在大致东西向的海底峡谷内，水流经常会反转方向，沿着峡谷的长度向上或向下流动。

科学家推测，潮汐和海底地形在很大程度上影响了洋流的特征。

经过充分研究的表面洋流的速度和方向通常是可变的，但韦内格拉特表示，最近物理海洋学家对研究海底附近水域的兴趣有所增加。 “许多发生在表层海洋的事情也在海底发生，”他说。 “看到所有时间和空间变化的良好记录是令人兴奋的，”温内格拉特谈到这项新研究时说道。

克莱尔指出，对深海洋流的有限研究有时会相互矛盾，但差异可能取决于测量的时间和地点。 “我认为这些不同阵营之间一直存在分歧是没有问题的，”他说。

沉积物在哪里沉淀？

科学家依靠洋流模拟和有限的海底岩心样本来研究沉积物和微塑料等污染物的运输和沉积，以及它们如何影响深海生态系统。他们还使用类似的方法来重建古代海洋条件。

这项新研究的作者认为这些模拟可能过于简单化。

克莱尔说，考虑到研究中各个地点的水流存在差异，单个岩心样本可能过于有限，无法表征一个地区的沉积物。 “这让我意识到，我们需要非常仔细地考虑仪器的放置，而不是先入为主地假设这只是一个连续的、单向的电流。”

研究人员承认，这项研究仅在世界海洋的一个区域进行，其他区域的更多数据对于建立更好的模拟将具有无价的价值。

本文最初发表于Eos.org。阅读原始文章原始文章。