กระแสน้ำในมหาสมุทร เกิดขึ้นได้อย่างไร และมีอิทธิพลต่อระบบนิเวศในโลกอย่างไร

กระแสน้ำในมหาสมุทร การไหลเวียนแห่งชีวิต

กระแสน้ำในมหาสมุทร และสายพานแห่งมหาสมุทร
(The Great Ocean Conveyor Belt)

กระแสน้ำในมหาสมุทร (Ocean Currents) มีทิศทางการไหลเวียนและหลักการในการเคลื่อนที่เฉกเช่นเดียวกับกระแสลมในชั้นบรรยากาศ หากแต่การไหลเวียนของกระแสน้ำนั้นมีภูมิประเทศหรือพื้นแผ่นดินที่ครอบคลุมราว 1 ใน 3 ของพื้นผิวโลกเป็นอุปสรรคขวางกั้น ส่งผลให้กระแสน้ำในมหาสมุทรไม่ปรากฏรูปแบบการไหลเวียนที่ชัดเจนเหมือนดังการเคลื่อนที่ของกระแสลมในชั้นบรรยากาศโลก

ซึ่งปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อทิศทางและลักษณะการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรทั่วโลก ได้แก่แรงโน้มถ่วงของโลก (Gravity) และลมประจำถิ่นหรือกระแสลมจากการเคลื่อนที่หมุนรอบตัวเองของโลก (Coriolis Effect) ซึ่งส่งผลต่อการไหลของน้ำบริเวณพื้นผิวมหาสมุทร โดยเฉพาะอิทธิพลจากลมสินค้า (Trade Winds) ที่ทำให้กระแสน้ำในมหาสมุทรบริเวณใกล้เส้นศูนย์สูตรเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันตก และกระแสน้ำในมหาสมุทรแทบขั้วโลกเคลื่อนที่ไปทางทิศตะวันออก อีกทั้ง ยังส่งผลให้การไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรทางฝั่งซีกโลกเหนือมีทิศทางการเคลื่อนที่หมุนไปตามเข็มนาฬิกา และในทางกลับกัน กระแสน้ำในมหาสมุทรทางฝั่งซีกโลกใต้ จะมีทิศทางการเคลื่อนที่โดยหมุนย้อนทวนเข็มนาฬิกานั่นเอง

กระแสน้ำในมหาสมุทร, มหาสมุทร, กระแสน้ำ, การเกิดกระแสน้ำ,

นอกจากนี้ ประกอบกับรูปร่างลักษณะของโลก ซึ่งเป็นทรงกลมสมบูรณ์ จึงส่งผลให้น้ำทะเลในแต่ละบริเวณของมหาสมุทรได้รับความร้อนและแสงแดดไม่เท่ากัน พลังงานจากดวงอาทิตย์จะตกกระทบบริเวณเส้นศูนย์สูตรมากกว่าบริเวณอื่น ๆ ดังนั้น น้ำทะเลบริเวณเส้นศูนย์สูตรจึงมีอุณหภูมิสูงกว่า ส่งผลให้โมเลกุลของน้ำเกิดการแยกตัวออกห่างจากกัน น้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงจึงลอยตัวขึ้นเกิดเป็น “กระแสน้ำอุ่น” (Warm Currents)

ในขณะที่บริเวณขั้วโลก น้ำทะเลมีอุณหภูมิต่ำ มีความหนาแน่นสูงจึงเกิดการจมตัวลงเกิดเป็น “กระแสน้ำเย็น” (Cold Currents) ดังนั้น ความแตกต่างด้านอุณหภูมิและความหนาแน่นของน้ำจึงส่งผลให้เกิดการไหลเวียน หรือการเข้าแทนที่ของกระแสน้ำตามธรรมชาติที่เรียกว่า “แถบสายพานยักษ์” หรือ “สายพานแห่งมหาสมุทร” (Great Ocean Conveyor Belt) ซึ่งขับเคลื่อนกระแสน้ำในมหาสมุทรทั่วโลกจากความแตกต่างทางด้านอุณหภูมิและความเค็ม อย่างเช่น น้ำทะเลความหนาแน่นสูง อุณหภูมิต่ำที่จมตัวลงบริเวณมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ (เส้นสีน้ำเงิน) จะมีทิศทางการไหลตามท้องสมุทรไปทางใต้ ก่อนเลี้ยวไปทางตะวันออกผ่านมหาสมุทรอินเดีย ซึ่งทำให้อุณหภูมิของน้ำสูงขึ้น ก่อนลอยตัวขึ้นกลายเป็นกระแสน้ำอุ่น

กระแสน้ำในมหาสมุทร, มหาสมุทร, กระแสน้ำ, การเกิดกระแสน้ำ,

ขณะที่น้ำทะเลความหนาแน่นต่ำ อุณหภูมิสูงจากมหาสมุทรแปซิฟิก (เส้นสีส้ม) จะมีทิศทางการไหลตรงกันข้าม โดยกระแสน้ำอุ่นจะเคลื่อนที่ผ่านมหาสมุทรอินเดียลงมาทางมหาสมุทรแอตแลนติกใต้ ก่อนไหลย้อนกลับมาทางมหาสมุทรแอตแลนติกเหนือ นอกจากนี้ การระเหยของน้ำยังส่งผลให้น้ำทะเลมีความเค็มสูงขึ้น ประกอบกับการเดินทางเข้าใกล้ขั้วโลกที่ทำให้อุณหภูมิของน้ำลดต่ำลง กระแสน้ำจมตัวลงอีกครั้ง เกิดเป็นวงจรการไหลเวียนของน้ำโดยสมบูรณ์ ซึ่งในธรรมชาติ กระแสน้ำในมหาสมุทรใช้เวลาราว 500 ถึง 2,000 ปี ในการไหลเวียนจนครบ 1 รอบ

รูปแบบการไหลเวียนของกระแสน้ำในมหาสมุทรสามารถจำแนกออกเป็น 2 ลักษณะ ดังนี้

กระแสน้ำบริเวณพื้นผิวมหาสมุทร (Surface Currents) มีทิศทางการไหลตามกระแสลมและความแตกต่างของอุณหภูมิผิวน้ำเป็นตัวขับเคลื่อน ซึ่งกระแสน้ำบริเวณพื้นผิวมหาสมุทรมักนำความร้อนจากเขตอบอุ่นไปยังเขตขั้วโลก และส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศและระบบนิเวศพื้นที่ชายฝั่ง แต่อย่างไรก็ตาม อิทธิพลของกระแสลมส่งผลกระทบต่อกระแสน้ำในมหาสมุทรที่ระดับความลึกราว 1 กิโลเมตร ดังนั้น การไหลเวียนของกระแสน้ำผิวพื้นมีอิทธิพลต่อน้ำในมหาสมุทรเพียงร้อยละ 10 เท่านั้น

กระแสน้ำลึก (Deep Currents) มีความหนาแน่นของน้ำทะเลเป็นปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเคลื่อนที่ เนื่องจากน้ำทะเลในแต่ละบริเวณได้รับความร้อน (Thermo) จากแสงอาทิตย์และมีความเค็มหรือปริมาณเกลือ (Haline) ในน้ำทะเลไม่เท่ากัน หรือที่เรียกว่า “เทอร์โมฮาลีน” (Thermohaline) ซึ่งในธรรมชาติ น้ำทะเลที่มีความหนาแน่นสูงมักไหลไปแทนที่น้ำทะเลที่มีความหนาแน่นต่ำกว่า โดยการไหลเวียนของกระแสน้ำเช่นนี้ ส่งผลกระทบต่อสภาพภูมิอากาศในระยะยาว และมีอิทธิพลต่อน้ำในมหาสมุทรมากถึงร้อยละ 90

ปัจจัยอื่น ๆ ที่ส่งผลต่อการไหลของกระแสน้ำในมหาสมุทร

  • ความแตกต่างของระดับน้ำทะเล
  • ความหนาแน่นและอุณหภูมิ
  • แรงผลักของลมประจำฤดูและลมประจำถิ่นที่กระทำต่อพื้นผิวน้ำ
  • ปรากฏการณ์น้ำขึ้น-น้ำลง
  • แรงสั่นสะเทือนจากการเกิดแผ่นดินไหวหรือภูเขาไฟปะทุใต้ท้องทะเล

อิทธิพลของกระแสน้ำในมหาสมุทร

กระแสน้ำในมหาสมุทรมีอิทธิพลต่ออุณหภูมิและสภาพภูมิอากาศบนพื้นโลกอย่างมาก จากการนำพาความร้อน ความชื้น รวมถึงความเย็นไปยังพื้นที่ต่าง ๆ ทั่วโลก

กระแสน้ำอุ่น : กระแสน้ำที่มีอุณหภูมิสูงกว่าน้ำทะเลบริเวณโดยรอบ เช่น กระแสน้ำอุ่นกัลฟ์สตรีม ทางชายฝั่งตะวันออกของทวีปอเมริกาเหนือ (Gulf Stream) และกระแสน้ำคูโรชิโอะ (Kuroshio Current) จะนำพาความอบอุ่นและความชื้นไปสู่พื้นแผ่นดินโดยรอบ ทำให้อุณหภูมิเหนือผิวดินอบอุ่นขึ้น มีความชื้นในอากาศเพิ่มมากขึ้น ความกดอากาศลดต่ำลง ภูมิประเทศบริเวณนั้นจึงกลายเป็นเขตอบอุ่นและอุดมสมบูรณ์

กระแสน้ำเย็น : กระแสน้ำที่มีอุณหภูมิต่ำกว่าน้ำทะเลบริเวณโดยรอบ เช่น กระแสน้ำเย็นเปรู (Peru Current) และกระแสน้ำแคลิฟอร์เนีย (California Current) บริเวณชายฝั่งทะเลตะวันตกของสหรัฐอเมริกา นำพาความเย็นและแห้งแล้งไปยังพื้นแผ่นดินโดยรอบ ทำให้ระดับอุณหภูมิและความชื้นบริเวณชายฝั่งในเขตละติจูดต่ำลดลง เกิดความกดอากาศสูง เกิดฝนตกไม่มากนัก ส่งผลให้ภูมิประเทศในบริเวณดังกล่าวแห้งแล้งหรือกลายเป็นทะเลทราย เช่น ทะเลทรายคาลาฮารี (Kalahari Desert) ในแอฟริกาใต้ เป็นต้น

กระแสน้ำในมหาสมุทร, มหาสมุทร, กระแสน้ำ, การเกิดกระแสน้ำ,

Kalahari Desert

นอกจากนี้ บริเวณที่มีกระแสน้ำเย็นและกระแสน้ำอุ่นไหลมาบรรจบกัน ยังก่อให้เกิดความอุดมสมบูรณ์ทางทะเลเพิ่มสูงขึ้นอีกด้วย เช่น บริเวณที่กระแสน้ำอุ่นคูโรชิโอะ (Kuroshio) มาบรรจบกับกระแสน้ำเย็นโอยะชิโอะ (Oyashio) ในประเทศญี่ปุ่น (Kuril Bank) เกิดเป็นแหล่งปลาชุกชุมที่เรียกว่า “คูริลแบงก์” (Kuril Bank)

Grand Banks

หรือ บริเวณที่กระแสน้ำแลบราดอร์ (Labrador Current) มาบรรจบกับกระแสน้ำอุ่นกัลฟ์สตรีม (Gulf Stream) ในมหาสมุทรแอตแลนติก เกิดเป็น “แกรนด์แบงส์” (Grand Banks) ที่อุดมไปด้วยปลาและสัตว์น้ำมากมาย ซึ่งนำรายได้จำนวนมหาศาลมาสู่ชาวประมงท้องถิ่นอีกด้วย

สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ


ข้อมูลอ้างอิง

National Geographic Society – https://www.nationalgeographic.org/article/ocean-conveyor-belt/
National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) – https://www.noaa.gov/education/resource-collections/ocean-coasts/ocean-currents
สำนักงานพัฒนาวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีแห่งชาติ – http://nstda.or.th/rural/public/100%20articles-stkc/87.pdf
ศูนย์การเรียนรู้วิทยาศาสตร์โลกและดาราศาสตร์ (LESA) – http://www.pw.ac.th/emedia/media/science/lesa/7/circulation_sea/circulation_sea/circulation_sea.html


เรื่องอื่นๆ ที่น่าสนใจ : ปรากฏการณ์ทะเลกรด (Ocean Acidification)

 

เรื่องแนะนำ

ดาวอังคาร การแข่งขันสู่ดาวเคราะห์แดง

อีลอน มัสก์ อยากไป ” ดาวอังคาร ” คำกล่าวอันลือเลื่องของผู้ก่อตั้งและซีอีโอของบริษัทสเปซเอกซ์  (SpaceX)  คือเขาอยากตายบน ดาวอังคาร และไม่ใช่แค่ยานตกตาย  เทคโนโลยีที่อาจช่วยป้องกันอุบัติเหตุดังกล่าวผ่านการทดสอบสำคัญในคืนหนึ่งเมื่อเดือนธันวาคมปีที่แล้ว เมื่อจรวดฟัลคอน 9 (Falcon 9) ที่สร้างโดยสเปซเอกซ์  ทะยานขึ้นจากแหลมคะแนเวอรัลในรัฐฟลอริดา พร้อมบรรทุกดาวเทียมสื่อสาร 11 ดวง เรื่อง โจล แอเคนบาค ภาพถ่าย ฟิลลิป ทอลีดาโน, โรเบิร์ต คลาร์ก, แมกซ์ อากีเลรา-เฮลล์เวก และมาร์ก ทีสเซน หลังบินขึ้นไม่กี่นาที จรวดเร่ง (booster) ก็ถูกปลดออก เหมือนกับจรวดเร่งนับพันลำที่ใช้กันมาตั้งแต่อรุณรุ่งของยุคอวกาศ ซึ่งเผาไหม้ในบรรยากาศและเหลือชิ้นส่วนตกกระจายในมหาสมุทร แต่จรวดเร่งลำนี้ไม่ถูกทิ้ง แทนที่จะตกลงไปเฉยๆ มันกลับหมุนตัว ติดเครื่องเพื่อชะลอการตกและบินไปหาแท่นลงจอดที่อยู่ใกล้ พูดให้ง่ายคือมันบินถอยหลัง บริษัทสเปซเอกซ์เพิ่งบรรลุก้าวย่างสำคัญในความพยายามสร้างจรวดใช้ซ้ำได้  มัสก์คำนวณว่า  เทคโนโลยีนี้อาจลดค่าใช้จ่ายในการส่งจรวดลงเหลือหนึ่งในร้อย  ซึ่งทำให้สเปซเอกซ์ได้เปรียบในธุรกิจส่งดาวเทียมและการส่งสิ่งอุปกรณ์ (supply) ให้สถานีอวกาศนานาชาติ แต่นั่นไม่ใช่จุดหมายของมัสก์ เขาบอกในการแถลงข่าวคืนนั้นว่า การลงจอดของจรวดเร่งเป็น “ก้าวสำคัญบนเส้นทางสู่ความสามารถในการจัดตั้งเมืองบนดาวอังคาร” บริษัทสเปซเอกซ์ซึ่งก่อตั้งเมื่อปี […]

สุดงง! ถนนหายใจได้ในเม็กซิโก

ผลพวงจากเหตุแผ่นดินไหวที่เกิดขึ้นในกรุงเม็กซิโกซิตี้ ของเม็กซิโกส่งผลให้อาคารบ้านเรือนเสียหายและมีผู้ประสบภัยจำนวนมาก นอกจากนี้บนโลกออนไลน์เองผู้คนได้แชร์วิดีโอของเหตุการณ์แปลกประหลาดเหตุการณ์หนึ่ง เมื่อพื้นถนนยกตัวขึ้นและลงราวกับกำลังหายใจอยู่… สิ่งที่เกิดขึ้นนี้หาใช่มีสัตว์ประหลาดอยู่ใต้พื้นถนนแต่อย่างใด Rigoberto Lechuga Silva ชาวเมืองเป็นผู้ถ่ายวิดีโอดังกล่าวและโพสต์ลงยนโลกออนไลน์ ด้านผู้เชี่ยวชาญเมื่อได้ชมวิดีโอดังกล่าว อธิบายว่าปรากฏการณ์นี้เป็นผลพวงจากเหตุแผ่นดินไหว เมื่อดินทรายข้างใต้เปลี่ยนสถานะเป็นของเหลวจากความดันสูง และเกิดการไหลไปมาเหมือนน้ำ   อ่านเพิ่มเติม : ภาพความเสียหายหลังเหตุแผ่นดินไหวในเม็กซิโก, กำแพงชายแดนสหรัฐ-เม็กซิโก จะทำลายระบบนิเวศของสัตว์จำนวนมาก