Парадоксът на състава и хидротермалният принос
Ако съставът на морската вода зависи изцяло от речния отток, би следвало океаните да съдържат предимно калций и карбонати, тъй като те са основните компоненти в речните води. Анализът на океанския химически състав обаче показва съвсем различна картина: над 85% от разтворените соли са натриеви и хлоридни йони, образуващи познатия натриев хлорид. Обяснението на тази разлика се крие в биологичните и геохимичните процеси за отстраняване на елементи. Морските организми, включително фораминиферите, коколитофоридите и коралите, абсорбират огромни количества калций и карбонати за изграждане на своите черупки и скелети, след което при смъртта им тези вещества се утаяват на дъното под формата на варовикови отлагания.
Хлорът, от своя страна, практически не присъства в значими количества в скалите на сушата. Източникът на хлоридните йони е свързан с ранната дегазация на земната мантия чрез вулканична дейност и постоянния принос на хидротермалните извори по протежение на океанските хребети. Морската вода прониква през пукнатините на океанската кора в близост до магмени камери, загрява се до температури над 300-400 градуса по Целзий под високо налягане и извлича метали, сяра и хлориди от базалта. Когато тази суперзагрята вода се върне обратно в океана чрез така наречените черни пушачи, тя пренася огромни количества разтворени минерали. Океанското дъно действа едновременно като реактор и филтър, който избирателно задържа едни елементи и освобождава други.
Физически лимити и динамично равновесие
Въпросът защо океаните не стават все по-солени с всеки изминал милион години опира до физикохимичното равновесие. Океанът не е просто съд, в който се изсипва сол без изход. Съществуват процеси, които премахват натрия и хлора от водата. При образуването на морска пяна и аерозоли, част от солите се връщат обратно върху сушата чрез вятъра. При плитководни условия и сух климат се образуват изолирани лагуни, където интензивното изпарение води до пресищане на разтвора и утаяване на дебели слоеве от евапорити – гипс, анхидрит и халит. Тези геоложки форми по-късно биват погребвани под седименти, блокирайки солта в литосферата за стотици милиони години.
Специфичните хидродинамични условия създават и локални екстреми. В затворени континентални басейни без отток, като Мъртво море, липсата на изходен канал и високата температура водят до соленост от над 300 промила. Там плътността на водата се променя до степен, в която Архимедовата сила прави потъването на човешкото тяло физически трудно. Подобни вътрешни водоеми са пример за това какво се случва, когато балансът между приток и изпарение е изместен радикално в полза на изпарението.
В световен мащаб обаче океанската соленост остава стабилна. Тя определя плътностните характеристики на водните маси, които от своя страна задвижват термохалинната циркулация – глобалната океанска конвейерна лента, пренасяща топлина от екватора към полюсите. Повишаването или намаляването на солеността влияе пряко върху точките на замръзване и скоростта на потъване на студените полярни води. Без този химически състав структурата на глобалните точения и климатичният баланс на планетата щяха да функционират по съвсем различен начин.
