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Le Gulf Stream s'inscrit dans la circulation thermohaline globale. Le moteur de la circulation thermohaline est la différence de densité due à la salinité et la température des eaux. Le Gulf Stream charrie des eaux chaudes et salées de l'équateur vers le pôle Nord. Arrivées en mer de Norvège, ces eaux, ayant subi une forte évaporation, rencontrent les eaux plus froides et moins salées venues du pôle. Etant plus denses du fait de leur teneur en sel plus élevée, elles plongent vers les profondeurs de l'océan. Un courant océanique profond appelé le North Atlantic Deep Water (NADW) prend naissance qui se dirige vers l'équateur, en longeant l'Amérique du Nord. Arrivées à l'équateur, les eaux froides, moins salées donc moins denses, remontent à la surface où elles se réchauffent et redonnent naissance au Gulf Stream.
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