Oceanske struje poznate od antike zovu se površinske. Iako su one neprocjenjive za brodarstvo, površne su i zauzimaju samo mali dio oceanskih voda. Većina oceanskih struja ima oblik "pokretne trake" koju pokreću temperatura i slanost koja polako uskovitlava vodu unutar ponornih dubina. Te petlje kruženja vode nazivaju se dubokim strujama.
Struje vođene gustoćom
•••Jupiterimages / Photos.com / Getty Images
Za razliku od površinskih struja koje pokreću vjetar, duboke vode vode se razlikama u gustoći vode: teža voda tone, a lakša raste. Glavne odrednice gustoće vode su temperatura i koncentracija soli; dakle, duboke struje su termohalinske (na temperaturu i sol) struje. Voda na polarnim geografskim širinama tone jer je hladna i istiskuje vodu ispod sebe, gurajući je duž kontura oceanskog bazena. Na kraju se ta voda gura natrag na površinu u procesu nazvanom upwelling.
Promjene u salinitetu
Vode oceana nisu homogena smjesa. Na primjer, voda Atlantskog oceana nešto je niža, ali slanija od one u Tihom oceanu zbog diferencijalne raspodjele dubokih tekućih voda. Čak i unutar određenog područja oceana, voda se ne miješa ravnomjerno; guste, slane vode ležale su ispod svježijih površinskih voda.
Slanost se mijenja kada se voda, ali ne i sol dodaje ili uklanja iz površinske vode. To se općenito događa isparavanjem uslijed vjetra, oborinama uslijed oborina ili stvaranjem i otapanjem ledenih brijega u polarnim regijama. U konačnici je kombinacija temperature i slanosti koja određuje hoće li masa vode potonuti ili porasti. Potoci termohalina svjetskih oceana nazvani su prema postanku i odredištu struje.
Duboke struje su spore
Površinske struje mogu dosezati nekoliko kilometara na sat i imati primjetan učinak na oceanska putovanja. Duboke struje su puno sporije i može potrajati mnogo godina da pređu svjetske oceane. To se kretanje može mjeriti sastavom kemikalija otopljenih u morskoj vodi. Kemijske procjene uglavnom se slažu s mjerenjima dubokih struja i ukazuju da strujama treba i do tisuću godina da dosegnu površinu, kao što se čini u slučaju sjevernopacifičke struje.
Učinci na globalnu klimu
•••Allan Danahar / Photodisc / Getty Images
Kretanje temperature i energije dubokim oceanskim strujama je ogromno i nesumnjivo ima značajan učinak na globalnu klimu. Precizna priroda ovih klimatskih učinaka još uvijek je donekle neizvjesna. Čini se da toplije površinske struje rezultiraju relativnim zagrijavanjem velike regije, dok nadogradnja hladnom vodom rezultira time da je to područje hladnije nego što se očekivalo. Na primjer, sjevernoatlantska struja opskrbljuje toplom vodom zapadnu Europu, što rezultira toplijom temperaturom od očekivane. Relativno hlađenje tijekom "Malog ledenog doba" 1400.-1850. Vjerojatno je rezultat usporavanja i naknadnog hlađenja ove površinske struje.
Duboke struje imaju dodatne implikacije na globalnu klimu. Na primjer, hladna oceanska voda sadrži značajnu količinu ugljičnog dioksida, djelujući kao ponor CO2 za velike količine atmosferskog ugljika. Tada bi relativno zagrijavanje ovih hladnih struja moglo rezultirati značajnim ispuštanjem uskladištenog CO2 u atmosferu.