Door Wanda Thibodeaux • Bijgewerkt 24 maart 2022

Volgens de National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) bestaat grofweg 71% van het aardoppervlak uit oceaan, en bevatten deze uitgestrekte wateren 97% van het zoete water van de planeet. Oceaanstromingen – natuurlijke transporteurs van warmte, zout en voedingsstoffen – worden diepgaand bepaald door het zoutgehalte van het water.

Dichtheid en convectie

De natuurkunde vertelt ons dat materiaal met een lagere dichtheid opstijgt, terwijl materiaal met een hogere dichtheid zinkt. In de oceaan zakt het dichtere, zoute water naar de zeebodem, waardoor lichter, zoeter water naar boven komt. Deze uitwisseling genereert de verticale component van een convectiestroom, die horizontale circulatiepatronen aandrijft.

De rol van de temperatuur

Temperatuur weerspiegelt de kinetische energie van watermoleculen. Warm water zet uit, waardoor de dichtheid afneemt; koud water trekt samen en wordt dichter. Het gevolg is dat warmer oppervlaktewater de neiging heeft te stijgen, terwijl kouder, dichter water zakt, waardoor de convectie verder wordt aangewakkerd.

Zoutgehalte, dichtheid en temperatuurinteractie

Door verwarming zet water uit, waardoor er ruimte ontstaat waarin meer zout en opgeloste mineralen, zoals calcium, opgelost kunnen blijven. Warmer water kan dus een hoger zoutgehalte vertonen. Wanneer het zoutgehalte en de temperatuur samen een waterpakket dichter maken dan zijn omgeving, zinkt het, waardoor een convectiecyclus op gang komt. Deze wisselwerking kan zelfs de verwachte verticale ordening omkeren:koud water kan bovenop warm water liggen als het zoutgehalte van laatstgenoemde voldoende hoog is.

Bronnen van zout en mineralen

Zout en andere mineralen komen via meerdere routes in de oceaan terecht:de afvoer van rivieren erodeert de zouten van het land, hydrothermale ventilatieopeningen laten mineralen vrij uit de zeebodem, en antropogene inputs (zoals rioolwater en industrieel afvalwater) zorgen voor extra belasting.

Belangrijkste punten

• De Atlantische Oceaan is de zoutste en meest gelaagde oceaan, met verschillende dichtheidslagen.
• IJsvorming in de poolgebieden laat zouter water achter dat zinkt, waardoor diepe stromingen ontstaan.
• Seizoensgebonden verschuivingen in temperatuur en zoutgehalte kunnen de huidige richting omkeren, zoals waargenomen in de Indische Oceaan.
• De instroom van zoet water door smeltend ijs en veel neerslag vermindert het zoutgehalte in regio's als de Oostzee, de Zwarte Zee en Puget Sound (zoutgehalte ≤27‰ versus het mondiale gemiddelde van 35‰).
• Omdat stromingen warmte en vocht transporteren, bepaalt het zoutgehalte van de oceaan indirect de weerpatronen op aarde.