Oceánski tók (tudi môrski tók) je neprekinjeno, usmerjeno gibanje morske vode, ki ga ustvarjajo številne sile, ki delujejo na vodo, vključno z vetrom, Coriolisovim efektom, lomljenjem valov, valovanjem v valovih ter razlikami v temperaturi in slanosti. Globinske konture, konfiguracije obale in interakcije z drugimi tokovi vplivajo na smer in moč toka. Oceanski tokovi se gibljejo tako vodoravno, na ravni, ki lahko zajema celotne oceane, kot tudi navpično, pri čemer imajo navpični tokovi (dvigovanje in spuščanje) pomembno vlogo pri gibanju hranil in plinov, kot je ogljikov dioksid, med površino in globino oceana.
Oceanski tokovi so glede na temperaturo razvrščeni kot topli ali hladni tokovi. Prav tako so razvrščeni glede na hitrost, dimenzijo in smer kot odnašanja, morske tokove ali potoke. Odnašanja, kot je Severnoatlantski tok, vključujejo premikanje površinske oceanske vode naprej pod vplivom prevladujočega vetra. Tokovi, kot je Labradorski tok, vključujejo premikanje oceanske vode v bolj določeni smeri z večjo hitrostjo kot odnašanja. Tokovi, kot je Zalivski tok, vključujejo premikanje večjih mas oceanske vode z večjo hitrostjo kot odnašanja ali morski tokovi.
Oceanski tokovi so vzorci gibanja vode, ki vplivajo na podnebne pasove in vremenske vzorce po vsem svetu. Predvsem jih poganjajo vetrovi in gostota morske vode, čeprav nanje vpliva veliko drugih dejavnikov, vključno z obliko in konfiguracijo oceanskega bazena, skozi katerega tečejo. Dve osnovni vrsti tokov – površinski in globokomorski tokovi – pomagata opredeliti značaj in pretok oceanskih voda po planetu.
Oceanski tokovi tečejo na velike razdalje in skupaj ustvarjajo globalni tekoči trak, ki igra prevladujočo vlogo pri določanju podnebja mnogih zemeljskih območij. Natančneje, oceanski tokovi vplivajo na temperaturo območij, skozi katera potujejo. Topli tokovi, ki potujejo vzdolž bolj zmernih obal, na primer zvišujejo temperaturo območja s segrevanjem morskega vetriča, ki piha čeznje. Morda najbolj presenetljiv primer je Zalivski tok, ki skupaj s svojim podaljškom, severnoatlantskim tokom, zaradi česar je severozahodna Evropa zaradi svoje visoke zemljepisne širine veliko bolj zmerna kot druga območja na isti zemljepisni širini. Drug primer je Lima v Peruju, katere hladnejše subtropsko podnebje je v nasprotju s podnebjem okoliških tropskih zemljepisnih širin zaradi Humboldtovega toka.
Največji oceanski tok je Antarktični cirkumpolarni tok (ACC), tok, ki ga poganja veter in neprekinjeno teče v smeri urinega kazalca okoli Antarktike. ACC povezuje vse oceanske bazene in zagotavlja tudi povezavo med ozračjem in globokim oceanom zaradi načina, kako voda na obeh straneh izvira in se spušča.
Vzroki
Oceanske tokove poganja veter, gravitacijska sila Lune v obliki plimovanja in učinki sprememb v gostoti vode. Dinamika oceanov opredeljuje in opisuje gibanje vode v oceanih.
Polja temperature in gibanja oceanov lahko razdelimo v tri različne plasti: mešano (površinsko) plast, zgornji ocean (nad termoklino) in globoki ocean. Oceanski tokovi se merijo v enotah sverdrup (Sv), kjer je 1 Sv enakovreden volumskemu pretoku 1.000.000 m3 na sekundo.
Obstajata dve glavni vrsti tokov, površinski tokovi in globokomorski tokovi. Površinske tokove običajno poganjajo vetrni sistemi, globokomorske tokove pa razlike v gostoti vode zaradi sprememb temperature in slanosti vode.
Kroženje, ki ga poganja veter Površinske oceanske tokove poganjajo vetrovni tokovi, prevladujoči vetrovi velikega obsega poganjajo večje vztrajne oceanske tokove, sezonski ali občasni vetrovi pa poganjajo tokove podobne vztrajnosti kot vetrovi, ki jih poganjajo, Coriolisova sila pa igra pomembno vlogo pri njihovem razvoju. Ekmanova spiralna porazdelitev hitrosti povzroči, da tokovi tečejo pod kotom glede na pogonske vetrove, in razvijejo tipične spirale v smeri urinega kazalca na severni polobli in vrtenje v nasprotni smeri urinega kazalca na južni polobli. Poleg tega se območja površinskih oceanskih tokov nekoliko premikajo z letnimi časi; to je najbolj opazno pri ekvatorialnih tokovih.
Globokooceanski bazeni imajo običajno nesimetričen površinski tok, saj je vzhodna veja toka proti ekvatorju široka in razpršena, medtem ko je zahodni mejni tok, ki teče proti polu, relativno ozek.
Tokovi, ki jih povzročajo vetrovi so le redko globlji od 200 m, tokovi, ki so posledica Coriolisove sile, pa so globoki do 1000 metrov. Ti tokovi se pojavljajo ob zahodnih obalah celin in so obrnjeni proti Zemljinima tečajema. Ti tokovi so izjemno močni in hitri. Najhitrejši med njimi je Agulhaški tok v Indijskem oceanu, ki teče s hitrostjo do 5 vozlov.
Termohalinsko kroženje
Obsežne tokove poganjajo gradienti gostote vode, ki so odvisni od sprememb temperature in slanosti. Ta termohalinsko kroženje je znano tudi kot oceanski tekoči trak. Kjer opazimo znatno vertikalno gibanje oceanskih tokov, se to imenuje dviganje in spuščanje. Pridevnik termohalinsko izhaja iz termo-, ki se nanaša na temperaturo, in -halinsko, ki se nanaša na vsebnost soli, dejavnika, ki skupaj določata gostoto morske vode.
Termohalinsko kroženje je del obsežnega oceanskega kroženja, ki ga poganjajo globalni gradienti gostote, ki jih ustvarjata površinska toplota in tokovi sladke vode. Vetrni površinski tokovi (kot je Zalivski tok) potujejo proti poloma iz ekvatorialnega Atlantskega oceana, se na poti ohladijo in sčasoma potonejo na visokih zemljepisnih širinah (tvorijo severnoatlantsko globoko vodo). Ta gosta voda nato teče v oceanske bazene. Medtem ko se večina dviga v Južnem oceanu, se najstarejše vode (s časom prehoda okoli 1000 let)The global ocean conveyor belt is a constantly moving system of deep-ocean circulation driven by temperature and salinity; What is the global ocean conveyor belt? dvigajo v Severnem Pacifiku. Zato med oceanskimi bazeni poteka obsežno mešanje, kar zmanjšuje razlike med njimi in Zemljine oceane spreminja v globalni sistem. Na svoji poti vodne mase prenašajo tako energijo (v obliki toplote) kot tudi snovi (trdne snovi, raztopljene snovi in pline) po vsem svetu. Kot tako ima stanje kroženja velik vpliv na podnebje Zemlje. Termohalinsko kroženje se včasih imenuje oceanski tekoči trak, veliki oceanski tekoči trak ali globalni tekoči trak. Včasih se nenatančno uporablja za meridionalno prevračalno kroženje (MOC).
Mednarodni program Argo že od leta 2000 s floto avtomatiziranih platform, ki plavajo skupaj z oceanskimi tokovi, kartira temperaturo in slanost oceana. Zbrane informacije bodo pomagale razložiti vlogo oceanov v Zemljinem podnebju.
Vpliv na podnebje in ekologijo
Oceanski tokovi vplivajo na temperature po vsem svetu. Na primer, oceanski tok, ki prinaša toplo vodo po severnem Atlantiku v severozahodno Evropo, kumulativno in počasi preprečuje nastajanje ledu ob morskih obalah, kar bi ladjam preprečilo vstop in izstop iz celinskih plovnih poti in morskih pristanišč, zato imajo oceanski tokovi odločilno vlogo pri vplivanju na podnebje regij, skozi katere tečejo. Oceanski tokovi so pomembni pri preučevanju morskih odpadkov.
Vzponi in hladni oceanski tokovi, ki tečejo iz polarnih in subpolarnih regij, prinašajo hranila, ki podpirajo rast planktona, ki je ključni plen za več ključnih vrst v morskih ekosistemih.
Oceanski tokovi so pomembni tudi pri razpršitvi in distribuciji številnih organizmov, vključno s tistimi s pelagičnimi jajčeci ali ličinknimi fazami. Primer je življenjski cikel evropske jegulje. Kopenske vrste, na primer želve in kuščarji, lahko tokovi prenašajo na plavajočih odpadkih in kolonizirajo nova kopenska območja in otoke.
Oceanski tokovi in podnebne spremembe Pričakuje se, da bo nenehno naraščanje atmosferskih temperatur imelo različne učinke na moč površinskih oceanskih tokov, kroženje, ki ga poganja veter, in vzorce razpršitve. Oceanski tokovi imajo pomembno vlogo pri vplivanju na podnebje, spremembe podnebja pa posledično vplivajo na oceanske tokove.
V zadnjem stoletju rekonstruirani podatki o temperaturi morske površine kažejo, da se zahodni mejni tokovi segrevajo dvakrat hitreje od svetovnega povprečja. Ta opažanja kažejo, da se zahodni mejni tokovi zaradi te spremembe temperature verjetno krepijo in se bodo v bližnji prihodnosti morda še okrepili. Obstajajo dokazi, da je segrevanje površja zaradi antropogenih podnebnih sprememb pospešilo zgornje oceanske tokove v 77 % svetovnega oceana. Natančneje, povečana vertikalna stratifikacija zaradi segrevanja površja okrepi zgornje oceanske tokove, medtem ko spremembe v horizontalnih gradientih gostote, ki jih povzroča različno segrevanje v različnih oceanskih regijah, povzročijo pospešitev površinskih conalnih tokov.
Obstajajo domneve, da je atlantska meridionalna prevračalna cirkulacija (AMOC) v nevarnosti, da se zaradi podnebnih sprememb zruši, kar bi imelo ekstremne vplive na podnebje severne Evrope in širše, čeprav je ta tema kontroverzna in ostaja aktivno področje raziskav. Poročilo o stanju kriosfere posveča veliko prostora AMOC-u in pravi, da je morda na poti do zrušitve zaradi taljenja ledu in segrevanja vode. Hkrati se upočasnjuje tudi Antarktični cirkumpolarni tok (ACC) in naj bi do leta 2050 izgubil 20 % svoje moči, »z obsežnimi vplivi na oceansko kroženje in podnebje«. UNESCO omenja, da poročilo prvič »ugotavlja vse večje znanstveno soglasje, da taljenje grenlandskih in antarktičnih ledenih plošč, med drugimi dejavniki, lahko upočasnjuje pomembne oceanske tokove na obeh polih, kar ima lahko hude posledice za veliko hladnejšo severno Evropo in večji dvig morske gladine vzdolž vzhodne obale ZDA«.
Poleg temperature vodne gladine so vetrni sistemi ključni dejavnik oceanskih tokov. Sistemi vetrnih valov vplivajo na izmenjavo oceanske toplote, stanje morske gladine in lahko spremenijo oceanske tokove. V severnem Atlantiku, ekvatorialnem Pacifiku in Južnem oceanu so povečane hitrosti vetra in znatne višine valov posledica podnebnih sprememb in naravnih procesov skupaj. V Vzhodnoavstralskem toku je bilo globalno segrevanje pripisano tudi povečanemu zvijanju vetrovnega stresa, ki te tokove stopnjuje in lahko celo posredno zviša morsko gladino zaradi dodatnega segrevanja, ki ga povzročajo močnejši tokovi.
Ker se oceansko kroženje spreminja zaradi podnebja, se spreminjajo tudi tipični vzorci porazdelitve. Vzorci razpršitve morskih organizmov so odvisni od oceanografskih razmer, ki posledično vplivajo na biološko sestavo oceanov. Zaradi neenakomernosti naravnega ekološkega sveta je razpršitev mehanizem preživetja vrst za različne organizme. Z okrepljenimi mejnimi tokovi, ki se premikajo proti poloma, se pričakuje, da bodo nekatere morske vrste preusmerjene na polo in večje globine. Pričakuje se, da krepitev ali oslabitev tipičnih poti razpršitve zaradi povišanih temperatur ne bo vplivala le na preživetje avtohtonih morskih vrst zaradi nezmožnosti obnavljanja njihovih metapopulacij, temveč lahko tudi poveča razširjenost invazivnih vrst. Pri japonskih koralah in makroalgah lahko nenavaden vzorec razpršitve organizmov proti poloma destabilizira avtohtone vrste.
Gospodarski pomen Poznavanje površinskih oceanskih tokov je bistvenega pomena za zmanjšanje stroškov ladijskega prometa, saj potovanje z njimi zmanjšuje stroške goriva. V dobi jadrnic na veter je bilo poznavanje vetrovnih vzorcev in oceanskih tokov še bolj pomembno. Uporaba oceanskih tokov za pomoč ladjam v pristanišče in uporaba tokov, kot je Zalivski tok, za vrnitev domov. Domneva se, da je pomanjkanje razumevanja oceanskih tokov v tistem obdobju eden od dejavnikov, ki so prispevali k neuspehu raziskovanj. Zalivski tok in Kanarski tok ohranjata zahodnoevropske države toplejše in manj spremenljive, medtem ko je bilo vreme v Severni Ameriki na isti zemljepisni širini hladnejše. Dober primer tega je Agulhasov tok (ob vzhodni Afriki), ki je dolgo časa preprečeval mornarjem, da bi dosegli Indijo.