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

ดูเหมือนว่าเกราะของไดโนเสาร์ไม่ได้มีไว้แค่ต่อสู้

ดูเหมือนว่าเกราะของไดโนเสาร์ไม่ได้มีไว้แค่ต่อสู้ ไดโนเสาร์ บางชนิดมีเกราะไว้สำหรับช่วยให้มันได้เปรียบยามต่อสู้ แต่สำหรับไดโนเสาร์สายพันธุ์หนึ่งที่เคยมีชีวิตอยู่ในยุคครีเตเชียส ร่างกายที่ปกคลุมไปด้วยแผ่นเกราะของมันดูเหมือนว่าจะมีส่วนช่วยในการจับคู่ผสมพันธุ์ด้วย ผลการศึกษาฟอสซิลของ Borealopelta markmitchelli ไดโนเสาร์หุ้มเกราะ พบว่าแผ่นกระดูกที่อยู่ล้อมรอบคอและไหล่ของมันนั้นมีขนาดใหญ่โตเกินไปสำหรับการต่อสู้ นั่นจึงเป็นไปได้ว่าแผ่นกระดูกเหล่านี้น่าจะมีไว้สำหรับการดึงดูดความสนใจของเพศตรงข้ามหรือใช้ข่มขวัญคู่แข่งของมัน ย้อนกลับไปเมื่อ 110 ล้านปีก่อน เจ้าไดโนเสาร์กินพืชตัวนี้ตาย ร่างของมันจมลงไปยังก้นมหาสมุทรโบราณ ในปี 2011 คนงานเหมืองในแคนาดาค้นพบร่างของมันเข้าโดยบังเอิญ  นับเป็นความโชคดีที่ร่างของมันจมลงในตะกอน ส่งผลให้แร่ธาตุเข้าไปแทนที่เนื้อเยื่อก่อนที่มันจะเน่าเปื่อย ร่างที่กลายเป็นหินทั้งร่างช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถศึกษาได้ว่าไดโนเสาร์ตัวนี้เคยมีชีวิตอยู่อย่างไร ในความเป็นจริงการคาดเดาว่าเกราะของสัตว์นั้นถูกใช้เพื่อการต่อสู้และการจับคู่ก็ไม่ได้เป็นสิ่งที่น่าประหลาดใจนัก ช้างเองก็ใช้งวงของมันในการต่อสู้ ป้องกันตัว และงวงเดียวกันนี้ก็ใช้เป็นเกณฑ์ในการวัดด้วยเช่นกันหากตัวเมียต้องการที่จะเลือกผสมพันธุ์ “ส่วนใหญ่ของโครงสร้างที่ซับซ้อนเหล่านี้ ไม่ว่าจะเป็นหางของนก การเปลี่ยนสีของกิ้งก่า หรือเขาในสัตว์สี่เท้า แรงขับที่ทำให้พวกมันวิวัฒนาการสิ่งเหล่านี้ขึ้นมาล้วนมาจากการคัดสรรทางเพศ” Caleb Brown นักวิจัยจากพิพิธภัณฑ์ Royal Tyrrell กล่าว ซึ่งตัวเขาเองกำลังอยู่ระหว่างการศึกษาไดโนเสาร์ Borealopelta ด้วยทุนสนับสนุนจากเนชั่นแนล จีโอกราฟฟิก ผลการวิจัยเจ้า Borealopelta ใหม่จาก Brown ถูกเผยแพร่ผ่านเว็บไซต์ PeerJ ซึ่งเป็นหนึ่งในงานวิจัยไม่กี่ชิ้นที่ศึกษาเกี่ยวกับไดโนเสาร์หุ้มเกราะ และเป็นงานวิจัยแรกที่มุ่งเป้าไปที่การศึกษาฟอสซิลของเนื้อเยื่อ ซึ่งไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน “มันยากที่จะพิจารณาการใช้งานจากรูปร่างของอวัยวะ แม้แต่ในสัตว์ที่ยังมีชีวิตอยู่ก็ตาม” Victoria Arbour นักชีววิทยาผู้เชี่ยวชาญด้านไดโนเสาร์หุ้มเกราะโดยเฉพาะ […]

อะไรทำให้สัตว์บางชนิดมีสองหัว

อะไรทำให้สัตว์บางชนิดมีสองหัว Bicephaly คือสภาพผิดปกติของสัตว์เมื่อพวกมันเกิดมามีสองหัว แม้ว่าสาเหตุที่แน่ชัดของการเกิดความผิดปกตินี้จะยังไม่ชัดเจน แต่เชื่อกันว่าน่าจะเกิดจากการพัฒนาในระยะตัวอ่อนที่ไม่สมบูรณ์ส่งผลให้เกิดภาวะสองหัวขึ้น ซึ่งมักพบในสัตว์เลื้อยคลานจำพวก เต่าหรืองู มองไปที่สัตว์สองหัวเหล่านี้ ส่วนใหญ่แล้วพวกมันจะตายตั้งแต่ยังเป็นลูกสัตว์ ด้วยหลายสาเหตุ ไม่ว่าจะเป็น การกัดกันเองหรือกินอาหารมากเกินไป  อย่าลืมว่าแม้พวกมันจะมีสองหัวแต่อวัยวะอื่นๆ ภายในนั้นมีเพียงแค่อย่างละหนึ่ง และพวกมันแชร์อวัยวะร่วมกัน ดูเหมือนว่าสำนวนสองหัวดีกว่าหัวเดียวนั้นจะใช้ไม่ได้จริงในโลกของสรรพสัตว์….   อ่านเพิ่มเติม อะจึ๋ย! เต่าสองหัว มันจะรอดไหมนี่?