National Oceanic and Atmospheric Administrationin mukaan peräti 71 prosenttia - melkein kolme neljäsosaa - maapallon kaikesta pinnasta peittää valtameret, joiden hallussa on 97 prosenttia maan vesi. Nämä mammutit vesimuodostumat eivät ole elottomia; virtaukset siirtävät vettä paikasta toiseen. Näihin virtauksiin vaikuttaa suuressa määrin veden suolapitoisuus (suolan ja muiden liuenneiden mineraalien pitoisuus).
Tiheys
Yksi fysiikan periaate on, että vähemmän tiheä materiaali nousee, kun taas tiheämpi materiaali uppoaa. Tätä periaatetta sovelletaan veteen. Tiheämpi vesi uppoaa valtameren pohjaan. Kun näin tapahtuu, vähemmän tiheän veden on siirryttävä pois tieltä. Vähemmän tiheä vesi nousee. Tämä prosessi luo pyöreän kuvion, joka tunnetaan konvektiovirrana.
Lämpötila
Lämpötila on todellakin energiamittari. Mitä suurempi energia, sitä korkeampi lämpötila on. Kun lämpötilat ovat korkeat, aineessa olevat atomit "innostuvat" energiasta ja alkavat laajentua. Atomeista koostuvat molekyylit myös laajenevat tällä tavalla. Tämä laajeneminen johtaa alempaan tiheyteen. Meressä lämpimämpi vesi laajenee aivan kuten mikä tahansa muu asia, ja tiheysperiaatetta noudattaen se nousee meren huipulle. Viileämpi vesi, joka on tiheämpää kuin lämmin, uppoaa pohjaan ja vie nousevan lämpimän veden jättämän tilan. Tuloksena on konvektiovirta.
Suolapitoisuus, tiheys ja lämpötila
Kun valtameren vesimolekyylit lämpenevät, ne laajenevat. Tämä laajennus luo ylimääräistä tilaa, johon suola ja muut molekyylit (esim. Kalsium) mahtuvat. Koska lämpimämpi vesi mahtuu siten enemmän suolaa ja muita molekyylejä kuin kylmä vesi; sillä voi olla suurempi suolapitoisuus. Tämän suhteen valtameren virtauksiin, mitä korkeampi meriveden suolapitoisuus, sitä tiheämmäksi se tulee. Kun suolapitoisuus on riittävän korkea, vesi uppoaa aloittaen konvektiovirran. Tämä tarkoittaa, että kylmä vesi voi istua lämpimän veden päällä, jos lämpimällä vedellä on riittävän korkea suolapitoisuus, ja että virran luonnollinen virtaus voidaan tosiasiallisesti kääntää meren siihen liittyvän tiheyden, suolapitoisuuden ja lämpötilan perusteella vettä.
Suolan ja muiden mineraalien lähteet
Suolaa ja muita kivennäisaineita, jotka ovat merivedessä ja jotka vaikuttavat valtameren virtauksiin, tulee monesta paikasta. Osa siitä on kulunut maasta ja kulkeutuu merelle jokien ja purojen kautta. Se tulee myös merenpohjan pinnalta. Ihmiset voivat viedä yhä enemmän mereen.
Hauskoja faktoja
-Suolaisin meri (ei meri) maailmassa on Atlantin valtameri. Ei ole yllättävää, että tämä valtameri on kerrostunein (siinä on eniten kerroksia) kaikista valtameristä.
-Jään muodostuessa napa-alueille jäljellä olevan veden suolapitoisuus on suurempi, joten se uppoaa ja käynnistää virran.
-Lämpötilan, suolapitoisuuden ja tiheyden välisen yhteyden takia jotkut virrat kääntävät suuntaansa kausiluontoisesti. Esimerkki siitä, missä tämä tapahtuu, on Intian valtameri.
-Suolapitoisuus alenee napa-alueilla, joissa se on tarpeeksi lämmin jään sulamiseksi, ja joissa sateet ja valumat ovat korkeita. Esimerkiksi Itämeren, Mustanmeren ja Puget Soundin vesien suolapitoisuus on 27/1000 tai vähemmän. Tämä on paljon pienempi kuin valtameren keskimääräinen suolapitoisuus, joka on 35/1000.
-Virrat vaikuttavat maan säähän, koska ne kuljettavat lämpöä ja kosteutta. Valtameren suolapitoisuus liittyy siten suoraan säähän jopa maalla, koska suolapitoisuus on sidottu virtojen liikkumiseen.