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

หุ่นยนต์บำบัด : เพื่อนคู่ใจของผู้สูงวัย

ในอนาคต หุ่นยนต์บำบัด (robot therapy) หรือหุ่นยนต์ช่วยเหลือทางสังคม (socially assistive robot) ที่ได้รับการออกแบบมาเพื่อมีปฏิสัมพันธ์กับมนุษย์ อาจช่วยพวกเราได้ในยามเร่งด่วน นั่นคือดูแลผู้สูงอายุ  คาดว่าประชากรอายุมากกว่า 80 ปีจะเพิ่มขึ้นเป็นสามเท่าทั่วโลก จาก 143 ล้านคนเป็น 426 ล้านคน ภายในปี 2050 โดยหุ่นยนต์จะถูกตั้งโปรแกรมให้ช่วยเหลืองานได้ทุกเรื่อง ตั้งแต่เตือนให้กินยาไปจนถึงพาผู้ป่วยออกกำลังกาย

เรือนยอดของต้นไม้ ช่วยป้องกันโรคระบาดในพืช

เรือนยอดของต้นไม้ ในป่าล้วนรักษาระยะห่างจนเกิดเป็นช่องว่าง เรียกว่า เรือนยอดไม่บดบังกัน (crown  shyness) ซึ่งช่วยให้ต้นไม้สามารถแบ่งปันทรัพยากร และควบคุมการระบาดของโรค เดือนมีนาคม ค.ศ. 1982 ในวันที่อากาศอบอุ่น ฟรานซิส “แจ็ก” พุตซ์ (Francis “Jack” Putz) นักชีววิทยา เดินทางเข้าไปในป่าต้นโกงกางที่มี เรือนยอดของต้นไม้ เพื่อหลบหลีกจากความร้อนในช่วงบ่าย ด้วยความง่วงจากอาหารมื้อเที่ยง และการทำงานภาคสนามในอุทยานแห่งชาติ กัวนากัสเต ประเทศคอสตาริกา อย่างหนัก พุตซ์จึงตัดสินใจงีบหลับระหว่างวัน ขณะที่เขามองขึ้นไปบนท้องฟ้า สายลมพัดยอดโกงกางที่อยู่เหนือเขาไหวเอนไปมา ทำให้กิ่งก้านสาขาของต้นไม้ที่อยู่ใกล้เคียงก่ายเข้าหากัน ใบไม้และกิ่งไม้ที่อยู่ขอบนอกสุดของเรือนยอดหักลง พุตซ์สังเกตเห็นว่าการตัดแต่งกิ่งซึ่งกันและกันนี้ทิ้งร่องรอยของพื้นที่ว่างบนเรือนยอด เครือข่ายของยอดไม้ที่เรียกว่า Crown Shyness ได้รับการบันทึกไว้ในป่าทั่วโลก จากป่าโกงกางของคอสตาริกาไปจนถึงต้นการบูรบอร์เนียวที่สูงตระหง่านของมาเลเซีย มีช่องว่างระหว่างพุ่มไม้เขียวขจี แต่นักวิทยาศาสตร์ยังไม่เข้าใจอย่างถ่องแท้ว่า เหตุใดยอดไม้จึงไม่ยอมให้เกิดการบดบังกัน พุตซ์ให้เหตุผลว่า ต้นไม้ต้องการพื้นที่ว่างซึ่งกันและกัน เพื่อใช้ในแผ่กิ่งก้าน และดูเหมือนว่าลมจะมีบทบาทสำคัญในการช่วยให้ต้นไม้จำนวนมากรักษาระยะห่างระหว่างกันได้ การแบ่งแยกพื้นที่ว่างระหว่างกิ่งก้านของแต่ละต้น อาจช่วยเพิ่มการเข้าถึงทรัพยากรของพืช เช่น แสง อีกทั้งช่วยขัดขวางการแพร่กระจายของแมลงที่กัดกินใบ เถาวัลย์ กาฝาก หรือโรคติดเชื้ออื่น ๆ เม็ก […]

ส่องอนาคตของรถยนต์ไฟฟ้า มาแน่ในอีกไม่กี่ปี

ในหลายประเทศออกนโยบายอ้าแขนรับการมาถึงของรถยนต์ไฟฟ้าแล้ว มาดูกันว่าในงานมอเตอร์โชว์ที่ผ่านมามีรถยนต์ไฟฟ้าจากค่ายใดบ้างที่น่าสนใจ

อะไรทำให้สัตว์บางชนิดมีสองหัว

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