✨Vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương

nhỏ|Vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương.

Vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương, hay còn gọi là vòng hải lưu Cận nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương (để phân biệt với vòng hải lưu nhỏ là vòng hải lưu Cận cực Bắc Thái Bình Dương nằm ở phía bắc), là một trong năm vòng hải lưu lớn nhất, nằm ở phía bắc của Thái Bình Dương. Vòng hải lưu này bao trùm phần lớn diện tích bắc Thái Bình Dương, nằm bên trên đường xích đạo và bên dưới vĩ độ 50° Bắc, với diện tích 20 triệu kilômét vuông, tức khoảng 6% diện tích đại dương. Các dòng chảy ở đây theo chiều kim đồng hồ, và được hình thành bởi bốn dòng hải lưu chính là hải lưu Bắc Thái Bình Dương ở phía bắc, hải lưu California ở phía đông, hải lưu Bắc Xích đạo ở phía nam và hải lưu Kuroshio ở phía tây.

Trong vòng hải lưu này chứa hệ sinh thái lớn nhất của Trái Đất, Đây là một ví dụ điển hình của việc tạo ra hệ thống hai vòng hải lưu bằng các dòng gió. Sự luân chuyển nhiệt muối yếu ở bác Thái Bình Dương và các dòng chảy bị chặn bởi đất liền ở phía bắc là các yếu tố hỗ trợ hình thành hai vòng hải lưu này. Các vòng hải lưu này nhỏ dần và yếu hơn theo độ sâu, và càng xuống sâu thì vùng cao áp ở tâm vòng cận nhiệt đới càng dịch về phía tây bắc.

Hải lưu Kuroshio là dòng chảy mạnh và hẹp, tác động lên toàn bộ cột nước sâu tới tận đáy, và đóng vai trò dòng biên phía tây của vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương. Nó chảy về phía bắc rồi chếch dần về phía đông khi đến gần cực; phần hướng về phía đông này được gọi là hải lưu Kuroshio Mở rộng. Hải lưu Bắc Thái Bình Dương thì nằm ngay phía bắc của vòng hải lưu cận nhiệt đới Bắc Thái Bình Dương, và chảy về hướng đông. Trong hải lưu này có một dòng chảy nhỏ hướng về phía tây, là dòng biên phía nam cho vòng hải lưu Cận cực Bắc Thái Bình Dương, còn được gọi là Dòng Cận cực hay Gió Trôi Tây. Hải lưu California là dòng biên phía tây của vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương và chảy về phía nam dọc theo bờ biển California. Hiện tượng nước trồi duy trì dòng chảy của hải lưu California và một dòng chảy ngầm về phía bắc. Hải lưu Bắc Xích đạo là biên giới phía nam của vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương và chảy về hướng tây. Hải lưu này bao gồm cả dòng chảy hướng tây của tuần hoàn xoáy thuận nhiệt đới có hình dạng dẹt dọc theo xích đạo.

Ở phía tây của Bắc Thái Bình Dương, bề mặt của vòng hải lưu cận nhiệt đới thường có "hình chữ C", với miệng mở của chữ C này hướng về phía đông. Hình chữ C này được tạo thành từ bộ ba vòng hải lưu nhỏ, mỗi vòng hải lưu là một cặp dòng chảy: cặp hải lưu Kuroshio với dòng ngược Kuroshido, cặp dòng ngược Cận nhiệt đới với một dòng chảy hướng tây ngay phía nam dòng ngược này, và cặp hải lưu Bắc Xích đạo với một dòng chảy hướng đông ở khoảng vĩ độ 18° Bắc. Vùng biên giới giữa dòng chảy về phía đông với dòng chảy về phía tây nằm ở vĩ độ 20° Bắc tại bề mặt và nẳm ở khoảng 25 – 30° Bắc tại độ sâu gần 200 m. Vùng "hình chữ C" nằm ở phía tây của vòng hải lưu, nơi có chứa Dòng ngược Cận nhiệt đới, biến mất ở độ sâu 200 m. Xuống đến độ sâu 1000 – 1500 m, vòng hải lưu Cận nhiệt đới này nằm hoàn toàn ở phía tây của Bắc Thái Bình Dương, ngay giữa hải lưu Kuroshio và hải lưu Kuroshio Mở rộng. Phía tây của nó, từ kinh độ 180° trở về tây, có sự thay đổi thời tiết lớn hơn phía đông, một phần do kích thước lớn của vòng hải lưu này.

Chu trình dinh dưỡng

nhỏ|[[Chu trình carbon với sự tham gia của quần xã sinh học tại vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương, đóng góp quang trọng vào cô lập carbon trên toàn cầu.]]

Mặt biển ở trung tâm vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương ít khoáng chất thiết yếu cho sinh trưởng của sinh vật, dẫn đến mật độ sinh khối thấp. Điều này làm cho nước ở bề mặt trung tâm vòng hải lưu này khá trong, và ánh sáng Mặt Trời có thể xuyên thấu xuống các vùng nước sâu hơn, tạo điều kiện cho quang hợp ở lớp nước sâu. Nhiều mô hình coi vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương gồm hai lớp: lớp trên gần mặt biển gồm chủ yếu sinh vật tự dưỡng sử dụng nguồn khoáng dinh dưỡng được tuần hoàn từ vùng nước khác đến, và lớp bên dưới, nơi có nhiều khoáng chất dinh dưỡng hơn nhưng ánh sáng dành cho quang hợp yếu hơn. Đã từng có quan niệm rằng vùng trung tâm vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương là một "sa mạc đại dương", nơi hầu như không có khoáng chất dinh dưỡng đến từ các vùng đại dương khác; tuy nhiên hiểu biết về nơi này đã thay đổi.

Vi sinh vật

Mật độ [[diệp lục ở bề mặt Thái Bình Dương cho thấy vi sinh vật tự dưỡng tập trung ở gần xích đạo và một số vùng bờ biển hơn.]] Sinh vật tự dưỡng ở vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương hiện tại chỉ gồm chủ yếu là các vi sinh vật. Chúng thu năng lượng Mặt Trời và và đóng vài trò khởi đầu cho chuỗi thức ăn. Trước năm 1978, từng có giả thuyết rằng tảo silic chiếm đa số ở vi sinh vật phù du tại đây, và chúng bị ăn bởi các động vật phù du cỡ milimét.

Các biến động hàng năm của nguồn dinh dưỡng gần mặt biển, và của các sinh vật nhân thực phù du tương ứng tiêu thụ các nguồn dinh dưỡng này, được gây ra bởi Dao động phương Nam và Dao động Mười năm Thái Bình Dương. Vào mùa hè, các đợt bùng nổ của sinh vật phù du tự dưỡng như tảo silic và phù du nhân thực dị dưỡng tiêu thụ vi khuẩn lam xuất hiện thường xuyên hơn, dường như do Dao động phương Nam.

Vùng đáy nước

trái|Một số sinh vật sống ở vùng đáy nước. Đáy biển dưới vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương là lớp trầm tích đất sét mịn. Hệ sinh vật tại đây được nuôi dưỡng bởi các "cơn mưa" dưỡng chất rơi xuống từ các tầng biển bên trên. Đây là một trong những nơi ít thức ăn nhất của Trái Đất, do đó mật độ sinh khối của các sinh vật tại đây rất thấp. Trong lòng của lớp trầm tích đáy biển, các chất dinh dưỡng có chứa diệp lục, carbon, nitơ giảm dần theo độ sâu. Mật độ của hệ động vật nằm trong lớp trầm tích cũng giảm dần tương ứng, và sinh vật của vùng đáy nước chủ yếu nằm ở mặt tiếp giáp giữa nước biển với trầm tích. Biểu đồ mật độ giảm theo độ sâu này áp dụng cho cả vi khuẩn và các sinh vật có kích cỡ lớn hơn (trên 0.5mm) như trùng lỗ hay giun tròn thân mềm. Một số loài sinh vật lớn khác ở lớp trầm tích có trùng lỗ vỏ calci, copepoda, giun polychaete, và các loài thân mềm hai mảnh vỏ. Các loài sinh vật vùng đáy nước này phụ thuộc gần như hoàn toàn vào nguồn thức ăn rơi từ phía trên xuống đáy. Bất cứ thay đổi tiêu cực nào của hoạt động quang hợp tại bề mặt đều là nguy cơ cho hệ sinh vật vùng đáy nước, có tiềm năng tác động tiêu cực ngược lại cho các vùng khác của vòng hải lưu Bắc Thái Bình Dương.

Đảo rác

Lịch sử khám phá