Prądy morskie

Inną formą stałych ruchów morza są prądy morskie, znane już od bardzo dawna. Na istnienie ich wskazywały kłody drzewa przesuwane z miejsc odległych i zagnane w okolice całkiem im obce, wskazywały opóźnienia lub przyspieszenie w szybkości okrętów, które w łożysko tych rzek oceanicznych się dostały. Pomimo to, że już Athanazy Kircher, wykreślił mapę prądów morskich, bliższe wiadomości tyczące się ich biegu, głębokości, stosunków fizyko – chemicznych i przyczyny wywołującej je, są dorobkiem stosunkowo niedawnych czasów. Najwięcej wiemy o prądzie zatokowym (Golfstrom); inne prądy mniej są dotychczas znane. Do wyznaczenia kierunku prądów morza stosować można różne metody. Jedna z nich polega na wyrzuceniu w morze większej ilości przyrządów zwanych pływakami. Taki pływak składa on się z miedzianej osłony, zawierającej w sobie gruszkę z silnego szkła, zatkaną szczelnie korkiem, zalaną klejem i obwiązaną płótnem. Przestrzeń między gruszką a płaszczem zewnętrznym składającym się z dwóch połów ześrubowanych ze sobą, wypełniona jest smołą uszczelniającą cały przyrząd i utwierdzającą nieruchomo gruszkę. Do gruszki wkłada się zalutowaną z obu końców rurkę szklaną, w której umieszczony jest papier z dokładnym oznaczeniem miejsca i czasu wyrzucenia pływaka w morzu. By zaś usunąć działanie wiatrów, które sterczący ponad powierzchnią morza przyrząd sprowadzić by mogły z właściwej mu drogi i wywołać zbyt szybki ruch, obciąża się pływaka tak, że tylko nieznaczna część czaszy jego wystaje nad powierzchnią, co wystarcza, by go zresztą zupełnie widocznym dla oka uczynić. Wyrzuciwszy większą ilość takich pływaków w morze, powierza się je falom, które unoszą je ze sobą; w jakiś czas potem zdala od miejsca wyrzucenia wyłowione stwierdzają w ogólnych zarysach kierunek w jakim prąd morski je uniósł, tudzież szybkość z jaką drogę przebyły. Ten sposób badania prądów morskich, jakkolwiek dość często stosowany, nie jest bynajmniej dość pewny i ścisły. Daleko pewniejsze wyniki otrzymuje się przyrządem automatycznie wyznaczającym kierunek i szybkość prądu, tudzież przez oznaczenie temperatury, zawartości soli i barwy badanego prądu. Prądy morskie, które przerzynają oceany na wielkich przestrzeniach, wyróżniają się bowiem tak znacznie od otaczających je wód pod względem wspomnianych czynników, i zachowują te stosunki z taką stałością, że odgraniczyć i określić je przychodzi niemal z taką łatwością, jak wyznaczyć brzegi i kierunek biegu rzek na lądzie.

Jakie prądy morskie wyróżniła oceanografia w morzach i w jakim kierunku one płyną, to każdy z czytelników wyczytać może z odpowiednich map geograficznych. Nie będziemy zatem ani wymieniać ani opisywać dokładnie ich biegu, zastanowimy się tylko ogólnie nad ich właściwościami, przyczyną je wywołującą i znaczeniem dla życia w morzu. Zadajmy sobie więc przede wszystkim pytanie, co było przyczyną powstania tych rzek w morzu, których bieg niemniej stały i niezmienny, niż bieg rzek na lądzie. Odpowiedź na to dają teorie Zoppritza, geografa z Królewca i Nanse’a, zoologa i oceanografa w Christianii. Zoppritz zwraca uwagę na to, że między kierunkiem prądów morskich, a wiatrami stałymi istnieje zupełnie niedwuznaczna zgodność. A więc po północnej i po południowej stronie równika wieją wiatry tzw. passaty, które zachowują stale ten sam kierunek i wprawiają w ruch cząsteczki wody czyli wywołują prądy morskie płynące w tym samym kierunku. Po obu stronach równika płyną te prądy tzw. prądy równikowe ku wybrzeżom Ameryki, gdzie napotkawszy na przeszkodę wracają ku północy jako tzw. prąd zatokowy (Golfstrom) i japoński prąd Kurozio, tudzież z drugiej strony ku południowi jako prąd brazylijski, wschodnio-australski i prąd Agulhas. Wiejące nad morzem wiatry wprawiają w ruch przede wszystkim powierzchowne cząsteczki wody, te jednak dzięki przyczepności wzajemnej i tarciu pociągają za sobą warstwę pod powierzchnią leżącą, ta trzecią, czwartą itd. tak, że po długim czasie, gdy kierunek powstającego prądu pozostaje niezmienny, poruszona już jest głęboka warstwa  wody, zgodnie w jednym kierunku płynąca. Szybkość z jaką działanie wiatrów z powierzchni w głąb morza się przenosi jest nader mała, albowiem jak to Zoppritz obliczył, działanie wiatru, któryby dajmy na to w r. 1910 począł wiać nad morzem, przeniosłoby się, to znaczy wprawiłoby w ruch warstwę wody na 100 m. głęboką dopiero po 239 latach tj. w roku 2149. Działaniem tych wiatrów wiejących w stałym kierunku tłumaczy sobie zatem Zoppritz powstanie prądów morskich. Zauważyć należy, że dzisiejszy kierunek prądów odstępujący nieraz od zasady Zoppritza, można by pojmować, jako wynik ostateczny różnych ścierających się ze sobą wiatrów, które działając od niepamiętnych czasów w różnych kierunkach na powierzchnię morza modyfikowały kierunek prądów. Dzisiejszy zatem kierunek byłby wypadkową tego działania, byłby ostatecznym wyrazem wspólnego działania wiatrów przez eony czasu. Teoria Zoppritza bardzo przystępna i sprowadzająca przyczyny prądów do jednego mianownika, trafna jest tylko w ogólnych zarysach i zastosowaną być może tylko do niektórych prądów. Dlatego też Nansen zwracając na to uwagę twierdzi, że można wyróżnić różne rodzaje prądów morskich, posiadających różne też przyczyny. Wschodnio-grenlandzki prąd polarny jest tylko powierzchownym prądem (100 – 200 m. głębokości) zależnym od opadów w okolicach biegunowych i w Syberii, ale w bardzo znacznej mierze i od wiatrów; natomiast głęboki prąd zatokowy (500 – 900 m.) wywołany jest głównie ogrzaniem wody w okolicy równikowej a oziębieniem w wyższych, północnych szerokościach geograficznych. Przyłącza się tu jeszcze działanie wiatrów, tudzież i ta okoliczność, że ubytek wody morza północnego i polarnego, unoszonej prądem polarnym wschodnio grenlandzkim, zastąpiony być musi wodami prądu zatokowego, co na dalsze losy tego prądu w morzu północnym nie może pozostać bez wpływu. Uważając zatem teorię Zoppritza za niewystarczającą do tłumaczenia wszelkich rodzajów prądów w morzu, Nansen wymienia trzy czynniki, które jego zdaniem poruszają masami wód oceanów i utrzymują je w ciągłym ruchu. Czynnikami tymi są: po pierwsze własne ciepło ziemi, które choć w nieznacznym stopniu przecież wpływa na podniesienie się temperatury warstw dna (według jego obliczeń warstwa na 100 m. gruba ogrzewa się w przeciągu roku o 0.01° C), a tym samym na powstanie prądu od dołu do góry. Prąd ten jak to później zobaczymy – ma dla życia w morzu bardzo ważne znaczenie. Drugim czynnikiem wywołującym prądy, jest siła przyciągania księżyca i słoń ca, nadająca masom’ wody kierunek przeciwny obrotowi ziemi; trzecim najważniejszym jest działanie ciepła słonecznego. Działanie to może być albo pośrednie, bowiem przez nierówne nagrzanie atmosfery powstają wiatry, które w myśl teorii Zoppritza, wywołać mogą prądy morskie, tzw. prądy wietrzne,   albo bezpośrednie, przez ogrzanie wody morskiej, przez co powstają prądy konwekcyjne bądź też przez wyparowanie wody w jednych okolicach, morza a opady w okolicach innych, co również wywołać może ruch poziomy wody morskiej.