Ein Tauchprofil

Senkt man ein Thermometer von einem Schiff in den Tropen hinab, fällt der Messwert nicht gleichmäßig. Er durchläuft drei Bereiche:

1. Die Durchmischungsschicht. Wind und Wellen wirbeln die obersten Dutzende Meter um, sodass Temperatur und Salinität nahezu gleichmäßig sind. Sie ist typischerweise etwa 20 bis 100 m dick, an stürmischen Orten und im Winter dicker.
2. Die Thermokline. Unterhalb der Durchmischungsschicht sinkt die Temperatur mit zunehmender Tiefe schnell. In den Tropen und mittleren Breitengraden reicht sie ungefähr von 100 bis 200 m Tiefe bis auf etwa 1.000 m.
3. Die Tiefsee. Unterhalb der Thermokline ist das Wasser gleichmäßig kalt, auf dem gesamten Weg bis zum Meeresboden meist zwischen etwa 1 und 4 °C.

Dasselbe gilt für Salinität und Dichte. Eine Halokline ist eine Schicht, in der sich die Salinität schnell verändert, und eine Pyknokline ist eine Schicht, in der sich die Dichte schnell verändert. Weil warmes Wasser leichter ist als kaltes Wasser, erzeugt eine starke Thermokline eine sehr stabile Schichtung: leichtes Wasser oben, dichtes Wasser darunter und nur wenig Durchmischung über die Grenze hinweg. Dadurch bleiben Nährstoffe aus der Tiefe von der sonnenbeschienenen Schicht fern. Das ist ein Grund dafür, dass große Teile des tropischen Ozeans klar und blau, aber arm an Plankton sind.

In der Nähe der Pole sieht es anders aus. Die Oberfläche ist dort bereits kalt, daher gibt es nur eine schwache Thermokline, und Tiefenwasser kann viel leichter aufsteigen und sich durchmischen.

Kann Tiefenwasser gefrieren? Im offenen Ozean nicht. Salz senkt den Gefrierpunkt: Meerwasser mit einer Salinität von 35 g/kg gefriert bei etwa −1,9 °C, nicht bei 0 °C. Tiefenwasser mit 0 bis 4 °C ist flüssig, und unter hohem Druck bleibt es sogar noch leichter flüssig. Meereis bildet sich nur an der Oberfläche, wenn die oberste Schicht unter ihren Gefrierpunkt abgekühlt wird.