撰文：迈克尔·达尔             2022年11月30日

洋流的可视化图。（图片：NASA/戈达德太空飞行中心科学可视化工作室）

几个世纪以来，地球海洋中的水流一直引导着航海家，并长期影响着气候。但洋流是如何最先出现的呢？

这些流动在大约40亿至45亿年前就已经出现在地球上的第一个海洋中，其驱动力与今天的驱动力相同：风、潮汐、全球温度和盐度差异以及地球自转。

根据夏威夷大学马诺阿校区的研究，洋流的行为非常类似于较大水体中的河流。它们的大小不等，从海滩附近的小水流到横跨海洋的大水流，如巨大的漩涡或椭圆圈，在大陆之间盘旋。例如，在北大西洋环流中，水沿赤道向西流动，在墨西哥湾流中向北流经美国东海岸，再沿北极向东流动，然后作为加那利洋流向南流经欧洲和非洲。

由太阳能提供动力的风，直接作用于表面洋流，如漩涡。赤道和地球两极之间的温度和盐度差异，推动了被称为热盐（“热”加“盐”）循环的深水洋流。夏威夷大学Mnoa地球物理和行星学研究所教授詹姆斯·波特姆拉告诉《生活科学》，完成一个全球热盐循环可能需要一千年。潮汐产生较小的洋流，而地球的自转在北半球顺时针推动涡旋，在南半球逆时针推动涡旋（所谓的科里奥利效应）。

哈佛大学地球与行星科学系教授罗杰·傅告诉《生活科学》，一旦地球上出现了第一个海洋，它们就会经历类似的力量。因此，确定洋流出现的时间可以归结为海洋诞生的时间。傅说：“地球早期的温度梯度和现在一样，因为赤道更热。所以，它会有洋流。”

傅说，保守估计认为海洋的年龄为38亿年。然而，澳大利亚的古代锆石晶体显示，44亿年前，即地球形成后约1亿年，就有海水存在。“所以在地球历史的早期，我们就有海洋，”傅说。

相同的力，不同的形状

然而，原始的洋流模式会有很大不同。这些大陆的位置发生了巨大的变化，可能在不同的时间都以超大陆的形式连接在一起，其间还有其他的形态。这将改变表面洋流的路径，例如，在新旧世界之间，没有形成北大西洋环流的空间。

在十亿年的时间尺度上，“洋流将完全无法识别，因为大陆无法识别，”傅说。波坦拉说，不同的大陆位置也会改变更深的洋流，例如，热盐洋流从赤道到两极的路径基本畅通。

然而，由于大陆需要很长时间才能明显改变其形态，所以在人类的时间尺度上，洋流似乎是永恒的。傅说，今天的主要洋流“可能是，在数百万年前由于某些大陆的重新排列而出现的。”

事实上，历史记录显示了当今洋流的长期存在。“是本杰明·富兰克林第一次发现了墨西哥湾流，因为他注意到当船只经过时，这股水流……会很快把它们带到北方，”波坦拉说。“维京人会经历墨西哥湾流。”