太平洋的海水可不像浴缸里的水。装满水的浴缸若是静置一会儿,里面的水就会恢复平静。在一些人的眼中,海洋可能只是一个天然的大浴缸,比如太平洋以赤道为分界,向北一直延伸到北极,向南到南极,西面是亚洲和大洋洲,东面是美洲。风暴和地震只会引起短暂的波浪。
然而事实并非如此。海水在持续不断地运动。有研究表明,在5000多年前,就有日本的水手漂流到1.5万千米之外的厄瓜多尔。在航海技术不发达的年代,这样的路程一定借助了神秘通道——定向运动的海水。推动海水运动的能量来自多个地方,摩擦是其中之一。
你在喝茶之前会吹一吹茶水让它降温吗?你吹动茶表面的气体,加速了热量传递(由热向冷)。不过,你有没有注意到,水实际也在运动,表层的分子从杯子的一边移动到了另外一边。这种运动源于你呼出的气流与茶水表面的接触,空气与液体的接触点发生了摩擦,空气流动产生的能量被转移到了液体表面,表层的水分子开始运动。液体分子有一定的黏性,它们想紧紧抓住彼此。因此,当分子从杯子的一侧移动到另一侧的时候,会带动其他分子跟着动。而随着表面水分子层的移动,原本在表层下面的水分子就上升了。如果你继续吹,你会制造出“上升流”,不断有热茶从下面移动到上面来被冷却。现在,你终于能美美地喝一口啦。
太平洋中巨量的水的流动也是遵照同样的物理法则。吹过海面的风与吹过热茶的气流类似,它将摩擦产生的能量传递给海水,让表面一层海水形成水平运动,也就是洋流。20节的风(每小时37千米)能推动海面的水以风速的2%~3%的速度水平移动,即形成以每秒5~50厘米的速度移动的表面洋流。摩擦带来的动量也会通过水分子层层传递,并且随着深度逐渐减小,这种传递能达100米深。
不过,风带来的能量只是洋流移动的一种来源,推动洋流行进的还有太阳能量(水受热膨胀)、重力、水的盐度和密度等。海水密度的差异推动了深海洋流,这又是另外一个故事了。