De havsströmmar som är kända sedan antiken kallas ytströmmar. Även om dessa är ovärderliga för frakt, är de ytliga och upptar endast en liten del av havets vatten. Flertalet av havets strömmar har formen av ett temperatur- och salthaltdriven "transportband" som sakta sönder vatten inom abyssdjupet. Dessa slingor med vattencirkulation kallas djupa strömmar.

Densitetsdrivna strömmar

Till skillnad från vinddrivna ytströmmar drivs djupa vattenströmmar av skillnader i vattentäthet: tyngre vatten sänks medan ljusare vattnet stiger. De viktigaste determinanterna för vattentäthet är temperatur och saltkoncentration; sålunda är de djupa strömmarna termohalina (temperatur- och saltdrivna) strömmar. Vatten vid polar breddgrader sjunker eftersom det är kallt och förskjuter vattnet under det och skjuter det utmed havsbassängens konturer. Så småningom trycker detta vatten tillbaka till ytan i en process som kallas uppvällning.

Förändringar i salthalten

Vattnet i havet är inte en homogen blandning. Vattnet i Atlanten är till exempel något lägre men mer saltlösning än Stilla havet, på grund av den differentiella fördelningen av djupgående vatten. Även inom ett visst havsområde är vattnet inte jämnt blandat; Tätare, mer saltvatten ligger under friskare ytvatten.

Salthet förändras när vatten, men inte salt tillsätts eller tas bort från ytvatten. Detta sker i allmänhet antingen genom förångning på grund av vind, nederbörd på grund av regn eller bildandet och smältningen av isbergen i polarområden. Det är slutligen kombinationen av temperatur och salthalt som bestämmer om en massa vatten sjunker eller stiger. Termohalinströmmarna i världens hav är uppkallade efter ursprungets och destinationens nuvarande.

Djupa strömningar är långsamma

Ytströmmen kan nå flera kilometer i timmen och ha en märkbar effekt på oceaniska resor . Djupströmmar är mycket långsammare och kan ta många år att gå över världens oceaner. Denna rörelse kan mätas av kompositionen av kemikalier upplösta i havsvatten. Kemiska uppskattningar överensstämmer i stor utsträckning med djupa strömmätningar och indikerar att strömmar tar upp till tusen år för att nå ytan, vilket tycks vara fallet med den nordliga Stillahavsområdet.

Effekter på global klimat

Temperatur- och energibehovet vid de djupa havsströmmarna är massiv och har utan tvekan en betydande inverkan på det globala klimatet. Den exakta naturen för dessa klimatpåverkningar är fortfarande något osäker. Det verkar som om varmare ytflöden resulterar i den relativa uppvärmningen av en stor region, medan uppvärmning av kallvatten resulterar i att regionen är kallare än väntat. Till exempel levererar Nordatlantens ström varmt vatten till Västeuropa, vilket resulterar i en varmare än förväntad temperatur. Den relativa kylningen under "Little Ice Age" 1400-1850 var förmodligen ett resultat av en saktning och efterföljande kylning av denna ytström.

Djupströmmar har ytterligare konsekvenser för det globala klimatet. Till exempel innehåller kallt havsvatten betydande koldioxid, som fungerar som en CO2-sink för stora mängder atmosfäriskt kol. En relativ uppvärmning av dessa kalla strömmar kan då resultera i en väsentlig frisättning av lagrad koldioxid till atmosfären