3. De "machinekamers" op hoge breedtegraden
Twee oceanen
De oppervlakteoceaan - de laag die door de wind beïnvloed wordt - staat in een constante uitwisseling met de atmosfeer. Tussen beiden stromen warmte, vocht en gassen, zoals zuurstof en koolstofdioxide, gedurende een periode van dagen tot enkele jaren.
De oppervlakteoceaan is maar een paar honderd meters diep. Daaronder ligt de diepe oceaan waar het water erg koud en zwaar is. Dit voorkomt dat het van plaats verwisselt met oppervlaktewater dat veel warmer en een minder zwaar is.
Tussen de oppervlakte en diepe oceaan is de thermocline, een laag water tot ongeveer 1.000 m diep waar de temperatuur snel afneemt met de diepte.
De thermocline fungeert als een deksel op de diepe oceaan en verhindert dat het koude, CO2- en voedselrijk water naar de oppervlakte terugkeert.
Vorming van diep water
Water in de diepe oceaan is zeer koud en zwar. Om dit te vervangen moet oppervlaktewater voldoende zout en koud zijn om de soortelijke dichtheid van het diepe water te evenaren.
- Als je kijkt naar de verticale structuur van Atlantisch water (boven), bij welke breedtegraden wordt diep water gevormd?
- Welk verband is er met de thermocline?
- De gebieden waar zich diep water vormt, zijn met een sterretje aangeduid op de kaarten van de zee oppervlaktetemperatuur (rechts). Wat zijn de typische oppervlaktetemperaturen in deze gebieden en hoe zou je die kunnen gebruiken om de verticale posities van NADW en AABW in de Atlantische Oceaan te verklaren?
In de Noord-Atlantische Oceaan zakken
Als het warme oppervlaktewater van de Golfstroom de Atlantische Oceaan oversteekt, keert het meeste zuidwaarts bij ongeveer 40° NB, maar een gedeelte ervan gaat in noordwestelijke richting verder (zie figuur).
Een gedeelte van het water in deze noordelijke tak cirkelt in de subpolaire wervelstroom en gaat de Labradorzee in, waar het zakt.
De oostelijke tak gaat verder langs Schotland en begint te zakken in de Noord-Europese Zeeën - de oceaan tussen Groenland, IJsland en Noorwegen. Dit koude, zware Noord-Atlantisch Diep Water (NADW) keert in de diepte naar het zuiden terug.
De Noordelijke IJszee opwarmen
De laatste restanten van het warme, zoute water van de Golfstroom stroomt verder naar de Noordelijke IJszee. In de Barentszee zorgt dit ervoor dat de Russische haven Moermansk ijsvrij is.
Een tak stroomt langs Svalbard de Noordelijke IJszee in als de West-Spitsbergen. In de herfst en vroege winter kan men het subtropische water van deze stroom aan de oppervlakte herkennen door de warmte en het hoge zoutgehalte op 80° NB.
In de zuidelijke oceaan zakken
In de vriestemperaturen van Antarctica vormt zich koud, zwaar water wanneer oppervlaktewater voldoende afkoelt om te beginnen bevriezen.
IJs bevat bijna geen zout. Dus als dit zich vormt, laat het een zoute pekel onder nul achter. De pekel zakt en onderweg naar de bodem mengt het zich met iets warmer tussenliggend water. Het mengsel wordt Antarctische BodemWater (AABW) dat over de bodem naar het noorden in alle grote oceanen stroomt.
AABW kan herkend worden aan het hoge zoutgehalte en een zeer lage temperatuur (lager dan 0°C).
Terug naar de oppervlakte
Diep water wordt gemengd als het stijgt in gebieden, waar stromen langs de evenaar uitwaaieren, waar verschillende stromen elkaar tegenkomen of langs elkaar stromen, of waar de stroming onderbroken wordt door onderwaterruggen en bergen.
De uiteindelijke terugkeer naar de oppervlakte vindt plaats in zones met opwelling en waar de stromen uitwaaieren en in de zuidelijke oceaan, waar de thermocline stilvalt.
