Geografía física
Las flechas rojas indican las corrientes de aguas superficiales y las azules las de aguas profundas.
La circulación termohalina impulsa la circulación oceánica profunda. Thermo significa calor y haline se refiere a la salinidad. Las diferencias de temperatura y de salinidad modifican la densidad del agua de mar. Así que la circulación termohalina es el resultado de las diferencias de densidad en las masas de agua debido a su diferente temperatura y salinidad.¿Cuál es la temperatura y salinidad del agua muy densa? Una temperatura más baja y una salinidad más alta producen el agua más densa. Cuando un volumen de agua se enfría, las moléculas se mueven con menos vigor, por lo que el mismo número de moléculas ocupa menos espacio y el agua es más densa. Si se añade sal a un volumen de agua, hay más moléculas en el mismo volumen, por lo que el agua es más densa.
Los cambios de temperatura y salinidad del agua de mar tienen lugar en la superficie. El agua se vuelve más densa cerca de los polos. El aire polar frío enfría el agua y reduce su temperatura, aumentando su salinidad. El agua dulce se congela del agua de mar para convertirse en hielo marino, lo que también aumenta la salinidad del agua restante. Esta agua muy fría y muy salina es muy densa y se hunde. Este hundimiento se denomina downwelling.
Entonces ocurren dos cosas. El agua densa empuja el agua más profunda fuera de su camino y esa agua se mueve a lo largo del fondo del océano. Esta agua profunda se mezcla con agua menos densa a medida que fluye. Las corrientes superficiales mueven el agua hacia el espacio que queda libre en la superficie donde se hundió el agua densa. El agua también se hunde en las profundidades del océano frente a la Antártida. Dado que una cantidad ilimitada de agua no puede hundirse en el fondo del océano, el agua debe ascender desde las profundidades del océano hasta la superficie. Este proceso se denomina afloramiento.
En general, el afloramiento se produce a lo largo de la costa cuando el viento aleja el agua con fuerza de la costa. Esto deja un vacío que se llena con agua profunda que sube a la superficie. El afloramiento es muy importante allí donde se produce. Durante su estancia en el fondo, el agua profunda y fría ha recogido nutrientes que han descendido por la columna de agua. El afloramiento lleva esos nutrientes a la superficie. Esos nutrientes favorecen el crecimiento del plancton y forman la base de un rico ecosistema. California, Sudamérica, Sudáfrica y el Mar de Arabia se benefician del afloramiento de agua en alta mar.
El afloramiento también tiene lugar a lo largo del ecuador entre las corrientes ecuatoriales del norte y del sur. Los vientos hacen que las aguas superficiales se desplacen hacia el norte y el sur del ecuador, por lo que las aguas profundas sufren un afloramiento. Los nutrientes suben a la superficie y sustentan una gran cantidad de vida en los océanos ecuatoriales.