Văzută de departe, planeta noastră nu e maro și nici verde. E albastră. Apa sărată acoperă cea mai mare parte a suprafeței ei și ascunde lumea cea mai puțin cunoscută din tot ce avem la îndemână.

O planetă acoperită de apă

Oceanul acoperă circa 71% din suprafața Pământului. Dacă ai alege la întâmplare un punct de pe glob, ai avea aproape trei șanse din patru să cazi în apă. Uscatul — toate continentele și insulele la un loc — e doar o mică parte din peisaj.

Și nu e vorba doar de suprafață. Aproximativ 97% din toată apa planetei se află în ocean. Restul de circa 3% este apă dulce, iar cea mai mare parte din ea e blocată în ghețarii Antarcticii și ai Groenlandei sau ascunsă în subteran. Râurile și lacurile din care bem, în care ne scăldăm și pe care le cântăm în poezii sunt doar o picătură din total.

Cât de mult înseamnă „mult”

Adâncimea medie a oceanului este de aproximativ 3.700 de metri — aproape o dată și jumătate înălțimea Vârfului Moldoveanu, cel mai înalt munte al României. Volumul lui depășește 1,3 miliarde de kilometri cubi. E un număr greu de imaginat, așa că hai să-l transformăm într-o imagine.

Dacă ai strânge toată apa Pământului — oceane, gheață, râuri, lacuri, apă din sol și din aer — într-o singură sferă, aceasta ar avea un diametru de circa 1.385 km, cam cât distanța dintre Timișoara și Paris pe hartă. Lângă globul nostru ar părea o mărgea. Simularea de mai jos îți arată această comparație.

Surpriza e dublă: apa pare uriașă când stai pe țărm, dar e un strat subțire în comparație cu planeta. Și totuși, acest strat subțire controlează clima, hrănește miliarde de oameni și găzduiește o mare parte din viața de pe Pământ.

Plămânul albastru

Ne gândim la păduri când vorbim despre oxigen. Dar cercetătorii estimează că aproximativ jumătate din oxigenul produs pe Pământ vine din ocean. Producătorii sunt ființe pe care nu le vedem cu ochiul liber: fitoplanctonul, alge microscopice care fac fotosinteză în stratul luminat de soare. Una dintre ele, bacteria Prochlorococcus, este probabil cel mai abundent organism fotosintetic de pe planetă. Despre această „pădure invizibilă” vorbim pe larg în capitolul 12.

Mai puțin cunoscut decât Luna

Avem hărți detaliate ale întregii suprafețe a Lunii și a lui Marte. Despre fundul oceanului nu putem spune același lucru. Apa oprește undele radar și lumina, așa că sateliții nu pot „vedea” direct fundul mării. Hărțile fine se fac cu sonarul navelor, metru cu metru. Până în iunie 2025, proiectul internațional Seabed 2030 anunța că doar aproximativ 27% din fundul oceanului fusese cartografiat la rezoluție înaltă. Restul îl cunoaștem doar în linii mari.

Asta face din ocean ultima mare frontieră de pe Pământ. Aproape fiecare expediție în adâncuri găsește specii necunoscute, munți submarini fără nume sau fenomene pe care nu le înțelegem încă. Vom coborî în aceste adâncuri în capitolul 6 și în capitolul 11.

De ce contează pentru noi

Chiar dacă locuiești departe de țărm — în Timișoara, de exemplu, la câteva sute de kilometri de Marea Neagră — oceanul îți influențează viața în fiecare zi. Apa care cade ca ploaie a fost, în mare parte, evaporată din mări și oceane. Oceanul absoarbe căldură și dioxid de carbon, încetinind încălzirea globală. Pe mare circulă majoritatea mărfurilor lumii.

În capitolele următoare vom afla de unde vine toată această apă, de ce e sărată, cum se mișcă, ce trăiește în ea și ce putem face ca să o protejăm.

Apa pare cel mai obișnuit lucru din lume. Și totuși, întrebarea „de unde a venit apa Pământului?” e una dintre cele mai mari enigme ale științei planetare — iar răspunsul nu e încă complet.

Un început fierbinte

Pământul s-a format acum aproximativ 4,54 miliarde de ani, din praf și roci care se roteau în jurul Soarelui tânăr. Primele sale zeci de milioane de ani au fost un iad: ciocniri uriașe, oceane de rocă topită și, după ipoteza cea mai acceptată, impactul gigantic din care s-a născut Luna. Orice apă de la suprafață ar fi trebuit să se evapore.

Problema e că, aproape de Soare, acolo unde s-a format Pământul, era prea cald ca gheața să rămână solidă. Linia dincolo de care apa putea îngheța — „linia zăpezii” — se afla mai departe, aproximativ în zona centurii de asteroizi. Atunci, cum a ajuns pe planeta noastră suficientă apă cât să umple oceanele?

Două ipoteze mari

1. Apa venea din interior

Rocile din care s-a format Pământul nu erau complet uscate. Unele minerale țin apa „închisă” în structura lor cristalină. Când planeta s-a încălzit și s-a diferențiat, vulcanii au eliberat gaze din interior — vapori de apă, dioxid de carbon, azot. Procesul se numește degazare. Vaporii s-au adunat în atmosferă, iar când planeta s-a răcit, au căzut ca ploi care au durat foarte mult timp.

2. Apa a venit din cer

A doua ipoteză spune că o parte importantă din apă a fost adusă mai târziu de corpuri bogate în gheață sau minerale hidratate, formate dincolo de linia zăpezii: asteroizi de tipul condritelor carbonacee și, poate, comete. Gravitația lui Jupiter și a lui Saturn ar fi aruncat multe dintre ele spre interiorul Sistemului Solar.

Cel mai probabil, răspunsul combină cele două: apă moștenită din materialul de construcție al planetei, plus apă adusă de asteroizi.

Cristale mai vechi decât orice rocă

Cum știm când a apărut apa lichidă? Din Jack Hills, în vestul Australiei, geologii au extras cristale minuscule de zircon, un mineral extrem de rezistent. Unele au circa 4,4 miliarde de ani — cele mai vechi fragmente de material terestru cunoscute. Compoziția lor chimică (în special izotopii de oxigen) sugerează că s-au format din roci care intraseră în contact cu apă lichidă, la temperaturi relativ scăzute.

Oceanele timpurii erau foarte diferite de cele de azi. Atmosfera nu avea oxigen liber, ziua era mai scurtă, Luna era mult mai aproape, iar mareele, mult mai puternice. Unele studii sugerează că, la început, continentele erau puține și mici, iar planeta semăna cu o lume aproape în întregime acoperită de apă. Viața a apărut, cel mai probabil, tot în ocean, cu peste 3,5 miliarde de ani în urmă.

De ce și-a păstrat Pământul apa

Venus și Marte au avut, probabil, și ele apă la suprafață. Venus a pierdut-o: prea aproape de Soare, s-a încălzit, apa s-a evaporat, iar radiația ultravioletă a rupt moleculele, lăsând hidrogenul să scape în spațiu. Marte, mai mic și mai rece, și-a pierdut cea mai mare parte din atmosferă, iar apa rămasă a înghețat sau s-a ascuns în subsol.

Pământul a avut noroc, sau mai degrabă o combinație potrivită de factori:

• Distanța față de Soare — destul de departe ca apa să nu fiarbă, destul de aproape ca să nu înghețe complet.
• O „capcană rece” în atmosferă — la circa 10–15 km altitudine, aerul e atât de rece încât vaporii condensează și cad înapoi, înainte să ajungă sus, unde ar fi descompuși.
• Masa planetei — destulă gravitație pentru a ține o atmosferă groasă.
• Ciclul rocilor — tectonica plăcilor reglează pe termen lung dioxidul de carbon și, astfel, temperatura; câmpul magnetic ar putea ajuta și el, deși rolul lui exact e încă dezbătut.

Apa nu a stat pe loc nici de atunci. Ea circulă necontenit între ocean, atmosferă, uscat și chiar interiorul planetei, coborând odată cu plăcile tectonice și revenind prin vulcani. Despre compoziția ei — și despre sarea care a ajuns în ea — aflăm în capitolul 3. Iar despre oceanele altor lumi, în capitolul 21.

Gustul mării îl recunoaștem din prima înghițitură scăpată în valuri. Dar de unde vine sarea, câtă e și de ce contează atât de mult pentru felul în care se mișcă oceanul?

Cât de sărat e oceanul

În medie, un litru de apă de ocean conține circa 35 de grame de săruri dizolvate. Oceanografii spun că salinitatea este de aproximativ 35‰ (la mie), adică 3,5%. Cam o linguriță rasă de sare la fiecare pahar mare de apă.

Cea mai mare parte din această „sare” sunt ioni de clorură și de sodiu — ingredientele sării de bucătărie. Alături de ei se găsesc sulfați, magneziu, calciu, potasiu și urme din aproape toate elementele chimice cunoscute, inclusiv aur, în concentrații infime.

Salinitatea nu e aceeași peste tot. Marea Roșie, caldă și înconjurată de deșert, unde evaporarea e puternică, ajunge la circa 40‰. Marea Baltică, alimentată de multe râuri, e atât de puțin sărată încât în unele golfuri apa e aproape dulce. Marea Neagră, cu o salinitate de suprafață de circa 18‰, e și ea „îndulcită” de Dunăre și de celelalte fluvii (vezi capitolul 5).

De unde vine sarea

Sarea vine, în mare parte, de pe uscat. Apa de ploaie este ușor acidă, pentru că dizolvă puțin dioxid de carbon din aer. Când cade pe roci, le macină încet, chimic, și eliberează ioni. Râurile duc acești ioni spre mare. Apa de râu are atât de puține săruri încât nu le simțim gustul, dar, în milioane de ani, ele se acumulează.

A doua sursă e sub mare. Pe fundul oceanului, apa pătrunde în crăpăturile scoarței, se încălzește lângă magmă și iese prin izvoarele hidrotermale, încărcată cu minerale. Vulcanii submarini contribuie și ei.

Densitate: de ce unele ape se scufundă

Apa sărată e mai grea decât apa dulce. Un metru cub de apă de mare cântărește în jur de 1.025 kg, față de circa 1.000 kg pentru apa dulce. De aceea plutești mai ușor în mare decât într-un lac, iar în Marea Moartă, cu o salinitate de aproape 10 ori mai mare decât a oceanului, plutești aproape fără efort.

Densitatea depinde de două lucruri: temperatura și salinitatea. Apa rece și sărată e grea și coboară. Apa caldă sau mai dulce e ușoară și rămâne sus. Această regulă simplă pune în mișcare marii curenți de adâncime ai planetei (vezi capitolul 9). Încearcă singur în simularea de mai jos: alege o temperatură și o salinitate și vezi dacă apa se scufundă.

Oceanul în straturi

Oceanul nu e amestecat uniform. Soarele încălzește doar stratul de sus, pe care vântul îl agită și îl amestecă. Dedesubt, temperatura scade brusc într-o zonă numită termoclină. Mai jos, în întunericul adâncului, apa are aproape peste tot doar câteva grade peste zero, chiar și la ecuator.

La fel se întâmplă cu sarea: zona în care salinitatea se schimbă rapid cu adâncimea se numește haloclină. Aceste „podele” invizibile separă apele ca niște straturi de ulei și oțet într-o sticlă și împiedică amestecul dintre suprafață și adânc.

Când îngheață marea

Sarea coboară punctul de îngheț. Apa dulce îngheață la 0 °C, dar apa de ocean obișnuită abia la aproximativ −1,9 °C. Când se formează gheață pe mare, cristalele „împing” sarea afară. Saramura rămasă e foarte rece și densă și coboară spre fund, ajutând la formarea apelor adânci ale planetei.

De ce e marea albastră

Apa nu e chiar incoloră. Ea absoarbe mai ales lumina roșie, portocalie și galbenă și lasă să treacă și să se împrăștie lumina albastră. Într-un pahar, efectul e prea slab ca să-l vezi. Dar în zeci de metri de apă limpede, albastrul devine intens. Reflexia cerului adaugă și ea un strat de culoare la suprafață.

Când marea pare verde sau turcoaz, de vină sunt de obicei planctonul, care conține clorofilă, sau sedimentele aduse de râuri. Sateliții folosesc tocmai aceste nuanțe ca să urmărească viața din ocean de la sute de kilometri altitudine.

Pacific, Atlantic, Indian, Arctic, Austral. Cinci nume pentru un singur ocean planetar, în care apa circulă liber de la un capăt la altul al lumii.

Un singur ocean, cinci bazine

Dacă te-ai urca într-o barcă în Marea Neagră, ai putea ajunge, fără să pui piciorul pe uscat, în orice port maritim de pe glob. Toate oceanele sunt legate între ele. Oceanografii vorbesc adesea despre Oceanul Planetar, un singur corp de apă împărțit, din motive practice și istorice, în cinci bazine mari.

Granițele dintre ele urmează continentele acolo unde se poate și linii convenționale acolo unde nu. De aceea, cifrele pentru suprafață diferă puțin de la o sursă la alta, în funcție de ce mări sunt incluse în fiecare ocean. Valorile de mai jos sunt rotunjite.

Pacificul, gigantul

Oceanul Pacific este, de departe, cel mai mare: acoperă aproape o treime din suprafața Pământului și are o suprafață mai mare decât toate continentele la un loc. Aici se află Groapa Marianelor, cu punctul cel mai adânc cunoscut, Challenger Deep, la circa 10.935 m. Muntele Everest ar încăpea în ea cu peste doi kilometri de apă deasupra vârfului.

Pacificul e mărginit de un lanț de vulcani și zone cu cutremure puternice numit Inelul de Foc. Navigatorul Magellan i-a dat numele de „pacific”, adică liniștit, după ce a avut noroc de vreme bună la traversare — un nume ironic pentru oceanul taifunurilor și al tsunamiurilor.

Atlanticul, oceanul care se lărgește

Atlanticul este al doilea ca mărime și un ocean relativ tânăr, după standardele geologice. S-a deschis când supercontinentul Pangeea s-a rupt, iar procesul continuă: America și Europa se îndepărtează cu câțiva centimetri pe an, cam cât cresc unghiile. Pe mijlocul lui trece Dorsala Medio-Atlantică, un lanț muntos submarin care iese la suprafață în Islanda (vezi capitolul 6).

Atlanticul e legat de Mediterana prin Strâmtoarea Gibraltar, lată de doar circa 14 km în punctul cel mai îngust. Prin această poartă au loc două curgeri în sensuri opuse: apa atlantică, mai puțin sărată, intră pe la suprafață, iar apa mediteraneeană, mai sărată și mai densă, iese pe dedesubt și coboară în adâncul Atlanticului.

Indianul, Australul și Arcticul

Oceanul Indian este cel mai cald dintre cele cinci. E mărginit la nord de Asia, iar musonul — vântul care își schimbă direcția de la un anotimp la altul — aduce ploi de care depind sute de milioane de oameni.

Oceanul Austral (sau Oceanul de Sud) înconjoară Antarctica, aproximativ la sud de paralela de 60°. Mult timp nu a fost recunoscut oficial peste tot. În iunie 2021, National Geographic l-a adăugat pe hărțile sale ca al cincilea ocean. Ce îl definește nu e un țărm, ci un curent: Curentul Circumpolar Antarctic, cel mai puternic de pe planetă, care curge în jurul continentului fără să întâlnească vreun uscat (vezi capitolul 17).

Oceanul Arctic este cel mai mic și cel mai puțin adânc, aproape complet înconjurat de Eurasia și America de Nord. Iarna, cea mai mare parte a lui e acoperită de gheață marină, iar întinderea ei de la sfârșitul verii scade de la an la an.

Mări și oceane: care e diferența?

O mare este, de regulă, o parte mai mică a oceanului, înconjurată parțial de uscat: Marea Mediterană, Marea Caraibilor, Marea Nordului. Unele sunt aproape închise, legate de ocean doar printr-o strâmtoare îngustă — cum e Marea Neagră, despre care vorbim în capitolul 5. Pe de altă parte, Marea Caspică, deși se numește „mare”, este de fapt cel mai mare lac de pe Pământ.

Compară acum cele cinci oceane și Marea Neagră în simularea de mai jos: suprafață, adâncime medie și adâncime maximă.

Pentru români, marea înseamnă Marea Neagră: Constanța, Vama Veche, Delta Dunării. Dar sub valurile ei familiare se ascunde una dintre cele mai ciudate mări ale planetei.

O mare aproape închisă

Marea Neagră are o suprafață de circa 436.000 km² — aproape dublul suprafeței României — și o adâncime maximă de aproximativ 2.200 m. România are în jur de 245 km de țărm, între brațul Chilia al Dunării și Vama Veche. Alături de noi, marea scaldă Bulgaria, Turcia, Georgia, Rusia și Ucraina.

Legătura ei cu oceanul planetar e un fir subțire: Strâmtoarea Bosfor, lungă de circa 30 km și îngustă, pe alocuri, de doar câteva sute de metri, care traversează Istanbulul. Bosforul duce în Marea Marmara, de acolo strâmtoarea Dardanele duce în Marea Egee, apoi în Mediterana și, prin Gibraltar, în Atlantic.

Două mări suprapuse

Prin Bosfor au loc două curgeri în sensuri opuse. La suprafață, apa Mării Negre, mai dulce, iese spre Marmara. Pe dedesubt, apa mediteraneeană, mai sărată și mai grea, intră și coboară spre adânc. Dunărea, Nistrul, Niprul și celelalte fluvii aduc atâta apă dulce încât salinitatea de la suprafață e de doar circa 17–18‰, cam jumătate din cea a oceanului.

Rezultatul e o mare împărțită în două straturi care aproape nu se amestecă: deasupra, apă mai dulce și mai ușoară; dedesubt, apă mai sărată și mai densă. Între ele, o haloclină puternică (vezi capitolul 3) acționează ca un capac.

Adâncul fără oxigen

Pentru că straturile nu se amestecă, oxigenul de la suprafață nu ajunge în adânc. Sub circa 150–200 m, apa nu mai are oxigen dizolvat. În schimb, bacteriile care descompun materia moartă produc hidrogen sulfurat — gazul cu miros de ou stricat. Aproximativ 90% din volumul Mării Negre este astfel lipsit de oxigen, ceea ce o face cel mai mare bazin de apă anoxică din lume.

Viața animală obișnuită se oprește la această limită. Dedesubt trăiesc doar microorganisme adaptate. Pentru pești, delfini și meduze, Marea Neagră are, practic, doar un „etaj” locuibil, de câteva sute de metri grosime.

Delta Dunării și viața mării

Dunărea se varsă în Marea Neagră printr-una dintre cele mai mari și mai bine păstrate delte din Europa. Delta Dunării este rezervație a biosferei și, din 1991, sit al patrimoniului mondial UNESCO, cu sute de specii de păsări, stufărișuri întinse și lacuri. Apele încărcate de sedimente și nutrienți ale fluviului se văd clar din spațiu, ca o pată maronie care se amestecă cu albastrul mării.

În Marea Neagră trăiesc trei specii de cetacee, toate subspecii proprii acestei mări: delfinul comun, delfinul cu bot gros (afalinul) și marsuinul, cel mai mic dintre ei. Toate sunt protejate. Pe lângă ele, marea găzduiește hamsii, stavrizi, calcani și sturioni, care urcă pe Dunăre ca să depună icre — deși sturionii sunt azi pe cale de dispariție.

Înfloriri și mucilagiu

Nutrienții aduși de râuri — inclusiv îngrășămintele scurse de pe câmpuri — pot hrăni explozii de plancton. Când aceste „înfloriri” mor și se descompun, consumă oxigenul din apă. În anii 1970–1990, nord-vestul Mării Negre a suferit astfel de episoade grave. În 2021, vecina Mare Marmara a fost acoperită de mucilagiu, o substanță gelatinoasă produsă de plancton în ape calde și poluate.

Potopul Mării Negre: o ipoteză disputată

În ultima eră glaciară, nivelul oceanului era mult mai jos, iar Marea Neagră era un lac de apă dulce, separat de Mediterana. În 1997, geologii americani William Ryan și Walter Pitman au propus că, în urmă cu circa 7.500–9.000 de ani, Mediterana a străpuns Bosforul și a umplut rapid lacul, inundând țărmurile locuite. Ipoteza a fost legată chiar de legenda potopului.

Oamenii mării noastre

Studiul științific al Mării Negre în România se leagă de Grigore Antipa, biologul care a cercetat pescăriile Dunării și ale mării și care a pus bazele oceanografiei românești. Muzeul de istorie naturală din București și institutul național de cercetări marine de la Constanța îi poartă numele. În 1926, profesorul Ioan Borcea a înființat Stațiunea Zoologică Marină de la Agigea, care a împlinit în 2026 un secol.

Dacă am scoate apa din ocean, am descoperi un peisaj mai spectaculos decât orice de pe continente: câmpii nesfârșite, munți cât Alpii, văi mai adânci decât Everestul e de înalt.

De la țărm spre adânc

Pornind de pe plajă, fundul mării coboară mai întâi lin, pe platforma continentală. Aceasta e, de fapt, marginea scufundată a continentului, cu adâncimi de obicei sub 200 m. În unele locuri are doar câțiva kilometri lățime, în altele — ca în nordul Siberiei — se întinde pe sute de kilometri. Aici trăiește cea mai mare parte a peștilor pe care îi pescuim, aici sunt multe zăcăminte de petrol și gaze.

La marginea platformei, terenul se înclină brusc: urmează panta continentală, un abrupt brăzdat de canioane submarine, unele comparabile cu Marele Canion. La baza ei, sedimentele adunate formează glacisul continental, care face trecerea spre adâncurile oceanului.

Câmpiile abisale

La adâncimi de circa 3.000–6.000 m se întind câmpiile abisale, cele mai netede suprafețe de pe Pământ. Ele acoperă o mare parte din fundul oceanului. Netezimea lor vine dintr-o ploaie nesfârșită de particule fine — praf adus de vânt, resturi de plancton, argilă — care cad încet și îngroapă orice denivelare. Stratul crește cu doar câțiva milimetri sau centimetri la mia de ani.

Dorsala: coloana vertebrală a planetei

Prin mijlocul oceanelor șerpuiește dorsala medio-oceanică, un lanț de munți submarini lung de circa 65.000 km — cel mai lung lanț muntos de pe Pământ. Peste 90% din el e sub apă. În Islanda, iese la suprafață și poți merge, la propriu, pe granița dintre plăcile tectonice nord-americană și eurasiatică.

Dorsala e locul unde se naște fundul oceanului. Pe axa ei, magma urcă din manta, se răcește și formează scoarță nouă, care se îndepărtează încet în ambele părți. Tot aici apar izvoarele hidrotermale, unde apă fierbinte și încărcată de minerale țâșnește din fund, hrănind ecosisteme care nu depind de lumina Soarelui (vezi capitolul 16).

Gropi, munți și insule ascunse

Acolo unde o placă tectonică alunecă sub alta, fundul oceanului formează gropi abisale lungi și înguste. Cea mai adâncă este Groapa Marianelor, în Pacific, cu punctul Challenger Deep la circa 10.935 m. Aici, presiunea e de peste o mie de ori mai mare decât la suprafață.

Fundul oceanului e presărat și cu munți submarini — vulcani, mulți stinși, care nu ajung la suprafață. Cercetătorii estimează că există zeci de mii de munți submarini mai înalți de 1.000 m, iar marea majoritate nu au fost niciodată vizitați. Unii au vârful turtit, tăiat de valuri pe vremea când erau insule, înainte să se scufunde. Pe versanții lor cresc adesea păduri de corali de adâncime.

Cum se desenează o hartă a întunericului

Expediția navei britanice HMS Challenger (1872–1876) măsura adâncimea coborând o frânghie cu greutate până atingea fundul — uneori ore întregi pentru un singur punct. În secolul XX a apărut sonarul: nava trimite un sunet în jos și măsoară cât durează până se întoarce ecoul. Cum sunetul străbate apa cu circa 1.500 m pe secundă, timpul devine adâncime.

În anii 1950, la Universitatea Columbia din New York, geologul și cartografa Marie Tharp a transformat mii de astfel de măsurători, adunate de pe nave de colegul ei Bruce Heezen, în hărți ale fundului Atlanticului. Ea a observat o vale adâncă de-a lungul crestei dorsalei — o ruptură prin care scoarța se desface. Heezen a fost inițial sceptic, dar descoperirea a devenit una dintre dovezile cheie ale tectonicii plăcilor. Ani de zile, Tharp nu a avut voie pe navele de cercetare, pentru că era femeie.

Un val pare apă care aleargă spre țărm. În realitate, este energie care trece prin apă, așa cum trece un fior printr-o frânghie scuturată.

Cum se naște un val

Aproape toate valurile pe care le vezi la plajă au fost făcute de vânt. Când aerul suflă peste mare, freacă suprafața și o încrețește. Încrețiturile oferă vântului ceva de „împins”, iar valurile cresc. Cât de mari devin depinde de trei lucruri: cât de tare bate vântul, cât timp bate și pe ce distanță de apă liberă — distanță numită fetch.

De aceea, cele mai mari valuri obișnuite se formează în Oceanul Sudic, unde vânturile de vest bat aproape fără oprire în jurul planetei, fără niciun continent în cale. Pe o mare mică și închisă, valurile nu au loc să crească la fel de mult.

Un lucru surprinzător: apa dintr-un val nu înaintează. Fiecare picătură descrie un cerc mic și revine aproape în același loc. Un pescăruș care plutește pe valuri doar urcă și coboară. Mișcarea se stinge cu adâncimea: la o adâncime egală cu jumătate din lungimea valului, apa e aproape liniștită.

Când valul ajunge la țărm

Lângă țărm, fundul mării „frânează” partea de jos a valului. Valul încetinește, se strânge și se înalță, până când creasta o ia înaintea bazei și se prăbușește: așa apare spargerea valului, pe care o caută surferii. Forma fundului decide totul: un recif sau un canion submarin pot concentra energia și pot ridica valuri uriașe. La Nazaré, în Portugalia, un canion adânc din fața plajei produce unele dintre cele mai mari valuri surfate vreodată, de peste 20 de metri.

Valurile ucigașe

Marinarii au povestit secole la rând despre „ziduri de apă” apărute din senin. Oamenii de știință i-au crezut abia când un instrument a măsurat unul. Pe 1 ianuarie 1995, platforma petrolieră Draupner din Marea Nordului, în largul Norvegiei, a înregistrat un val de circa 25,6 metri, într-o mare în care valurile obișnuite aveau în jur de 12 metri.

Un val ucigaș (în engleză, rogue wave) este un val de peste două ori mai înalt decât valurile din jurul lui. Apare când mai multe valuri se întâlnesc „în fază” sau când un curent puternic le comprimă. Astăzi știm că sunt rare, dar mult mai frecvente decât se credea.

Valuri pe care nu le vezi

Oceanul are straturi de densitate diferită: apă caldă și ușoară deasupra, apă rece și sărată dedesubt (vezi capitolul 3). La granița dintre ele pot circula valuri interne, care pot avea zeci sau chiar peste o sută de metri înălțime, dar abia se simt la suprafață. Le trădează doar dungile fine de apă mai netedă sau mai aspră, vizibile din orbită în lumina soarelui.

Tsunami: valul care traversează oceanul

Un tsunami nu e făcut de vânt. Se naște când un cutremur sub mare, o alunecare de teren sau o erupție vulcanică ridică ori coboară brusc o coloană uriașă de apă — de la fund până la suprafață. Cuvântul vine din japoneză și înseamnă „val de port”.

Viteza unui tsunami depinde doar de adâncime: aproximativ √(g·d), unde g este accelerația gravitațională și d adâncimea. Într-un ocean adânc de 4.000 de metri, asta înseamnă circa 700 km/h — viteza unui avion de linie. În larg, valul are adesea sub un metru înălțime și o lungime de sute de kilometri; un vapor nici nu-l simte. Abia lângă țărm încetinește, se strânge și crește amenințător.

Încearcă mai jos: compară un val de vânt cu un tsunami și vezi cum se schimbă viteza cu adâncimea.

Pe 26 decembrie 2004, un cutremur cu magnitudinea de aproximativ 9,1 în largul insulei Sumatra a declanșat un tsunami care a lovit coastele a peste zece țări din jurul Oceanului Indian și a ucis în jur de 230.000 de oameni. Pe 11 martie 2011, cutremurul de magnitudine 9 din Tōhoku, Japonia, a produs valuri care au urcat pe alocuri la peste 30–40 de metri pe țărm și au avariat centrala nucleară de la Fukushima.

Pe unele țărmuri, marea pleacă la sute de metri în larg și apoi se întoarce, de două ori pe zi, cu precizia unui ceas. Motorul acestui du-te-vino se află la 384.000 de kilometri de noi.

Luna trage de ocean

Gravitația scade cu distanța. Partea Pământului îndreptată spre Lună e trasă puțin mai tare decât centrul planetei, iar partea opusă — puțin mai slab. Diferența aceasta, numită forță mareică, întinde oceanul ușor, ca pe o minge strânsă între palme. Rezultatul: două „umflături” de apă, una spre Lună și una exact în partea opusă.

Pământul se rotește pe sub aceste umflături. Un loc de pe coastă trece, așadar, prin două ape mari (flux) și două ape mici (reflux) pe zi. Dar Luna înaintează și ea pe orbită, așa că „ziua lunară” durează circa 24 de ore și 50 de minute. De aceea, o maree durează în medie aproximativ 12 ore și 25 de minute, iar ora fluxului se mută în fiecare zi cu aproape o oră.

Soarele intră în joc

Soarele e mult mai masiv decât Luna, dar e de circa 390 de ori mai departe. Efectul lui mareic este cam pe jumătate din cel al Lunii. Când Soarele, Pământul și Luna sunt aliniate — la Lună nouă și la Lună plină — forțele se adună și avem mareele de sizigie (în engleză, spring tides), cu flux foarte înalt și reflux foarte jos. Când Soarele și Luna trag în unghi drept — la primul și ultimul pătrar — se anulează parțial, iar mareele sunt slabe: mareele de cuadratură (neap tides).

Mută Luna pe orbită în simularea de mai jos și urmărește cum se schimbă înălțimea mareei.

De la câțiva centimetri la 16 metri

Teoria celor două umflături e doar începutul. Continentele blochează mișcarea apei, așa că în fiecare bazin oceanic marea se „leagănă” în felul ei, rotindu-se în jurul unor puncte unde înălțimea mareei e aproape zero. Forma coastei poate amplifica enorm acest legănat.

Recordul mondial îl deține Golful Fundy, între provinciile canadiene New Brunswick și Nova Scotia: diferența dintre flux și reflux ajunge la circa 16 metri, cât o clădire de cinci etaje. Golful are exact lungimea potrivită ca apa să intre „în rezonanță” cu ritmul mareei, ca un copil împins pe leagăn exact la momentul potrivit.

La celălalt capăt stă Marea Neagră (vezi capitolul 5). Fiind aproape închisă și legată de ocean doar prin strâmtori înguste, are maree de doar câțiva centimetri. La Constanța, nimeni nu ține cont de ele; nivelul mării se schimbă mai mult din cauza vântului și a apei aduse de Dunăre.

Viața între ape și energia mareelor

Fâșia de țărm care e acoperită și descoperită de maree, zona intertidală, e unul dintre cele mai grele locuri de trăit: de două ori pe zi, animalele de aici trec de la viață sub apă la soare, vânt și uneori ploaie. Scoicile se închid ermetic, melcii se lipesc de stânci, iar crabii se ascund în bălțile rămase între pietre.

Mareele sunt și o sursă de energie previzibilă, spre deosebire de vânt sau soare. Centrala de la La Rance, în Franța, funcționează din 1966 cu un baraj peste un estuar, iar cea de la lacul Sihwa, în Coreea de Sud, este azi cea mai puternică de acest tip. Turbinele subacvatice, ca niște mori de vânt sub apă, sunt testate în strâmtori cu curenți de maree puternici, de exemplu în Scoția.

Aceeași forță care mișcă apa în porturile noastre încălzește, pe alte lumi, oceane întregi ascunse sub gheață — ca pe Europa, luna lui Jupiter (vezi capitolul 21).

Oceanul nu stă niciodată pe loc. Prin el curg râuri uriașe, unele la suprafață, altele în adânc, care mută apă, căldură, hrană și viață în jurul întregii planete.

Vântul pune apa în mișcare

Curenții de suprafață sunt împinși mai ales de vânturile dominante: alizeele, care bat dinspre est lângă Ecuator, și vânturile de vest, la latitudini medii. Dar apa nu merge exact încotro o împinge vântul. Pentru că Pământul se rotește, curenții sunt deviați — spre dreapta în emisfera nordică și spre stânga în cea sudică. Fenomenul se numește efectul Coriolis.

Vântul, rotația Pământului și forma continentelor fac ca apa de suprafață să se rotească în bucle imense, numite giruri. Există cinci giruri mari: două în Pacific, două în Atlantic și unul în Oceanul Indian. În emisfera nordică se rotesc în sensul acelor de ceasornic, în cea sudică invers. În mijlocul girului din Atlanticul de Nord se află Marea Sargaselor, singura mare fără niciun țărm, recunoscută după covoarele de alge plutitoare.

Gulf Stream, caloriferul Europei

Pe latura vestică a girului nord-atlantic curge Gulf Stream, unul dintre cei mai puternici curenți de pe Pământ. Pornește din Golful Mexic, iese printre Florida și Bahamas, urcă de-a lungul coastei Americii de Nord și apoi traversează Atlanticul spre Europa. Transportă de zeci de ori mai multă apă decât toate râurile lumii la un loc. Încă din jurul anului 1770, Benjamin Franklin a publicat una dintre primele hărți ale lui, ca navele poștale să-l poată folosi sau ocoli.

Gulf Stream și prelungirea lui, Curentul Nord-Atlantic, aduc căldură spre nord-vestul Europei. Nu sunt singurul motiv pentru care Londra e mai blândă decât orașele canadiene de la aceeași latitudine — contează mult și vânturile —, dar contribuția lor e importantă. Curentul nu e un râu liniștit: se încolăcește, formează meandre și desprinde vârtejuri de zeci de kilometri, care se văd superb în vizualizarea de mai jos.

Banda transportoare globală

Sub curenții de suprafață există o circulație lentă, condusă nu de vânt, ci de temperatură și salinitate — de aceea se numește circulație termohalină. În nordul Atlanticului și în jurul Antarcticii, apa de suprafață se răcește puternic, iar când marea îngheață, sarea rămâne în apa din jur. Apa devine rece, sărată și grea, și se scufundă până la fundul oceanului (am văzut de ce în capitolul 3).

Odată ajunsă jos, apa pornește într-o călătorie lentă prin toate oceanele, urcă din nou la suprafață în Indian și Pacific, apoi se întoarce. Oamenii de știință o numesc banda transportoare globală. O picătură de apă poate avea nevoie de aproximativ o mie de ani pentru un tur complet.

El Niño și La Niña

În mod normal, alizeele împing apa caldă de suprafață din Pacific spre Asia și Australia, iar în largul Perului urcă apă rece din adânc. La câțiva ani o dată — de obicei la 2–7 ani — alizeele slăbesc, iar apa caldă se întoarce spre America de Sud. Pescarii peruani au observat fenomenul de secole, adesea în jurul Crăciunului, și l-au numit El Niño, „Pruncul”.

El Niño schimbă vremea pe jumătate de planetă: ploi torențiale în Peru, secetă în Australia și Indonezia, iar anii cu El Niño puternic tind să fie printre cei mai calzi la nivel global. Faza opusă, cu ape mai reci decât de obicei în estul Pacificului, se numește La Niña.

Apa care urcă din adânc

Acolo unde vântul îndepărtează apa de suprafață de țărm, apa rece din adânc urcă să-i ia locul. Fenomenul se numește upwelling și aduce la suprafață nutrienți — „îngrășământul” mării. Zonele cu upwelling, ca cele din largul Perului, al Californiei sau al Africii de Sud-Vest, ocupă o parte foarte mică din ocean, dar dau o parte disproporționat de mare din peștele pescuit în lume. Fără curenți, oceanul ar fi mult mai sărac în viață — iar în capitolul 12 vom vedea cine se hrănește primul cu acești nutrienți.

Dacă atmosfera ar fi primit singură toată căldura adunată de Pământ în ultimele decenii, am trăi deja pe o planetă mult mai fierbinte. Oceanul a luat cea mai mare parte asupra lui — dar asta are un preț.

Bateria de căldură a planetei

Apa are nevoie de foarte multă energie ca să se încălzească. Primii câțiva metri de ocean pot stoca la fel de multă căldură cât toată atmosfera de deasupra. De aceea, oceanul a absorbit peste 90% din căldura în plus prinsă de gazele cu efect de seră de la mijlocul secolului trecut încoace. Aerul s-a încălzit doar cu restul.

Asta ne-a protejat, dar a schimbat oceanul. În 2023 și 2024, temperatura medie a suprafeței oceanelor a bătut record după record. Căldura nu rămâne doar la suprafață: coboară încet spre adânc, unde va rămâne sute de ani, chiar dacă emisiile s-ar opri mâine.

Marea urcă

Nivelul oceanului crește din două motive. Primul: apa caldă ocupă mai mult loc — se dilată. Al doilea: ghețarii de munte și calotele de gheață din Groenlanda și Antarctica se topesc și varsă apă în mare (vezi capitolul 17). Ponderea fiecărei cauze variază de la an la an.

Sateliții măsoară continuu nivelul mării din 1993. De atunci, media globală a urcat cu aproximativ 10 centimetri, potrivit NASA. Mai îngrijorător este ritmul: viteza de creștere aproape s-a dublat față de începutul anilor ’90. Câțiva centimetri par puțin, dar pe o coastă joasă fiecare centimetru împinge valurile de furtună mai departe pe uscat.

Un ocean mai acid

Oceanul absoarbe și aproximativ un sfert până la aproape o treime din dioxidul de carbon pe care îl eliberăm prin arderea combustibililor fosili. Fără asta, încălzirea ar fi mult mai rapidă. Dar CO₂-ul dizolvat formează acid carbonic, iar apa mării își schimbă chimia.

Înainte de epoca industrială, pH-ul mediu al suprafeței oceanului era de aproximativ 8,2. Astăzi este în jur de 8,05. Pare o schimbare mică, dar scara pH-ului este logaritmică: înseamnă că oceanul a devenit cu circa 30–40% mai acid. Pentru scoici, stridii, corali și melcii marini minusculi numiți pteropode, construirea cochiliei de carbonat de calciu devine mai grea.

Joacă-te cu simularea: alege cât CO₂ va ajunge în atmosferă și vezi cum s-ar schimba pH-ul oceanului până în 2100.

Valuri de căldură sub apă

Ca și pe uscat, în ocean apar perioade de câteva zile sau luni în care apa e mult mai caldă decât normal: valuri de căldură marine. Au devenit mult mai frecvente în ultimele decenii. Pot albi recifele de corali (vezi capitolul 13), pot alunga bancurile de pești și pot distruge pădurile de alge brune de pe coastele reci.

Uragane hrănite de apa caldă

Un uragan este un motor alimentat de apa caldă: are nevoie de o suprafață a mării de peste circa 26 °C. Cu cât apa e mai caldă și mai adâncă stratul cald, cu atât mai multă energie are furtuna la dispoziție. Oamenii de știință observă tot mai des intensificarea rapidă — furtuni care cresc de la o categorie mică la una devastatoare în doar o zi-două. În octombrie 2024, uraganul Milton a urcat în Golful Mexic de la categoria 1 la categoria 5, cea mai înaltă, în aproximativ o zi.

Oceanul nu e un singur loc, ci mai multe lumi suprapuse. Coboară câteva sute de metri și soarele dispare; coboară câțiva kilometri și intri într-un univers rece, întunecat și strivitor, unde viața a găsit totuși o cale.

Cinci etaje ale oceanului

Oceanografii împart coloana de apă în zone, după cât de multă lumină ajunge până acolo. Granițele sunt aproximative, dar dau o hartă simplă a adâncului:

• Zona luminată (0–200 m) — aici e destulă lumină pentru fotosinteză. Trăiesc aici planctonul vegetal, recifele de corali și majoritatea peștilor pe care îi cunoaștem.
• Zona crepusculară (200–1.000 m) — lumină slabă, albăstruie, prea puțină pentru plante.
• Zona de miezul nopții (1.000–4.000 m) — întuneric total; singura lumină e cea făcută de animale.
• Zona abisală (4.000–6.000 m) — câmpiile întinse de pe fundul oceanului, la doar câteva grade peste zero.
• Zona hadală (peste 6.000 m) — gropile oceanice, numite după Hades, lumea subterană din mitologia greacă.

Coboară chiar tu, de la suprafață până la 11.000 de metri, și urmărește cum se schimbă lumina, temperatura și presiunea:

Lumina se stinge pe culori

Apa nu absoarbe toate culorile la fel. Roșul dispare primul, în primii metri; de aceea, un scafandru rănit la 20 de metri vede sângele aproape verde-închis. Urmează portocaliul, galbenul și verdele. Albastrul pătrunde cel mai adânc — de aici culoarea mării. Pe la 200 de metri rămâne prea puțină lumină pentru fotosinteză, iar sub circa 1.000 de metri nu mai ajunge nicio rază de soare.

Multe animale din adânc sunt roșii tocmai din acest motiv: într-o lume fără lumină roșie, roșul arată ca negrul și le face invizibile.

Presiunea: un elefant pe un timbru

La suprafață, aerul apasă cu o atmosferă. În apă, presiunea crește cu aproximativ o atmosferă la fiecare 10 metri. La 1.000 de metri e de circa 100 de ori mai mare decât la suprafață; pe fundul gropii Marianelor, la aproape 11.000 de metri, depășește 1.000 de atmosfere — ca și cum ai avea peste o tonă sprijinită pe fiecare centimetru pătrat.

Viața în zona crepusculară

Zona crepusculară ascunde probabil cea mai mare cantitate de pești de pe Pământ. Unele estimări sugerează că aici trăiesc mai mulți pești, ca masă totală, decât în tot restul oceanului — deși cifrele sunt încă foarte nesigure. Peștii numiți bristlemouth, lungi de câțiva centimetri, sunt considerați printre cele mai numeroase vertebrate de pe planetă.

Multe dintre aceste animale urcă noaptea spre suprafață ca să mănânce și coboară din nou în zori, ca să se ascundă de prădători — cea mai mare migrație de pe Pământ, despre care vorbim în capitolul 12. Pe drum, duc cu ele carbon spre adânc și ajută oceanul să stocheze CO₂.

Abisul și gropile

Mai jos, în zona de miezul nopții, singura lumină o fac animalele înseși, prin bioluminiscență (vezi capitolul 16). Apa are 1–4 °C, iar hrana vine mai ales de sus, ca o „zăpadă marină” de resturi care cad încet din straturile luminate.

În gropile hadale trăiesc crustacee mici, viermi și castraveți de mare. Cel mai adânc pește filmat vreodată este un pește-melc (din familia Liparidae), surprins de o cameră la 8.336 de metri în groapa Izu-Ogasawara, la sud de Japonia, în 2022. Biologii cred că, sub circa 8.200–8.400 de metri, peștii nu mai pot supraviețui: substanța care le protejează celulele de presiune ar ajunge la concentrații pe care corpul nu le mai poate tolera.

Ia o gură de aer. O parte din oxigenul din ea a fost făcut de ființe atât de mici încât nu le-ai putea vedea nici cu o lupă. Ele plutesc cu miliardele în fiecare litru de apă de mare.

Rătăcitorii

Cuvântul plancton vine din grecescul planktos, „rătăcitor”. Nu desemnează un grup de specii, ci un mod de viață: plancton este orice vietate care nu poate înota împotriva curentului și se lasă purtată de apă. Unele sunt microscopice, altele — ca meduzele — pot avea peste un metru.

Planctonul are două mari familii. Fitoplanctonul e partea „vegetală”: alge și bacterii microscopice care fac fotosinteză, folosind lumina soarelui ca să transforme dioxidul de carbon și apa în hrană, eliberând oxigen. Zooplanctonul e partea „animală”: crustacee minuscule, larve de pești și de crabi, meduze — toate se hrănesc cu fitoplancton sau unele cu altele.

Jumătate din oxigenul planetei

Fitoplanctonul face aproximativ jumătate din fotosinteza de pe Pământ și, odată cu ea, cam jumătate din oxigenul produs în fiecare an. Iar asta în ciuda faptului că, la un moment dat, toată masa lui e mică în comparație cu cea a plantelor de pe uscat: celulele lui trăiesc doar câteva zile, dar se înmulțesc foarte repede.

Unul dintre cei mai importanți producători e și unul dintre cei mai mici: bacteria Prochlorococcus, descoperită abia în 1988. Are sub o miime de milimetru și este cel mai numeros organism fotosintetic de pe planetă. După unele estimări, produce singur aproape o cincime din oxigenul biosferei.

Bijuterii de sticlă și cretă

Diatomeele sunt alge unicelulare închise într-o cutiuță de sticlă — dioxid de siliciu — cu două jumătăți care se potrivesc ca un capac pe o cutie. Văzute la microscop, arată ca niște bijuterii: discuri, stele, bărcuțe, toate perforate cu modele fine.

Cocolitoforidele se acoperă cu plăcuțe de carbonat de calciu. Când mor, plăcuțele lor cad pe fundul mării. În milioane de ani, din ele s-au format straturi groase de cretă — faimoasele faleze albe de la Dover, în Anglia, sunt în mare parte făcute din astfel de schelete microscopice.

Înfloriri văzute din spațiu

Primăvara și vara, când apa are destui nutrienți și lumină, fitoplanctonul se înmulțește exploziv. Aceste înfloriri colorează marea pe sute de kilometri în verde, turcoaz sau maroniu și se văd perfect din orbită. Vârtejurile și curenții (vezi capitolul 9) le desenează în spirale și dâre.

Și Marea Neagră are astfel de înfloriri, vizibile din spațiu la sfârșitul primăverii. Uneori însă, când apa primește prea mulți nutrienți din agricultură și din orașe, înfloririle devin prea mari: când algele mor și se descompun, consumă oxigenul din apă și pot asfixia peștii și scoicile de pe fund.

Krill și marea migrație

Zooplanctonul este legătura dintre plancton și restul vieții din ocean. Krillul antarctic, un crustaceu de mărimea unui deget mic, trăiește în roiuri atât de dese încât colorează apa în roșu. Masa lui totală se măsoară în sute de milioane de tone, iar balenele, pinguinii, focile și peștii din Oceanul Sudic depind de el (vezi capitolul 17). O balenă albastră poate mânca, într-o singură zi, câteva tone de krill.

În fiecare seară, nenumărate animale mici urcă din zona crepusculară spre suprafață ca să se hrănească în întuneric, apoi coboară din nou la sute de metri în zori. Este migrația verticală zilnică — cea mai mare migrație de pe Pământ, repetată în fiecare zi, în toate oceanele.

Această migrație face parte din pompa biologică: planctonul fixează carbon la suprafață, iar animalele care îl mănâncă și resturile care cad ca „zăpadă marină” îl duc în adânc, unde poate rămâne sute de ani.

Recifele de corali ocupă o fărâmă din fundul oceanului, dar adăpostesc o parte uriașă din viața lui. Sunt cele mai mari construcții făcute de ființe vii pe Pământ — și printre cele mai fragile.

Un animal care se crede plantă

La prima vedere, un coral pare o piatră sau o plantă. De fapt, este o colonie de animale minuscule numite polipi, rude cu meduzele și anemonele. Fiecare polip are un corp moale, în formă de tub, cu o coroană de tentacule în jurul gurii. Noaptea, tentaculele ies afară și prind plancton cu ajutorul unor celule urticante.

Secretul coralilor de recif este un parteneriat. În țesuturile lor trăiesc alge microscopice numite zooxantele. Algele fac fotosinteză și îi dau coralului cea mai mare parte din hrana lui — zaharuri și alte substanțe —, iar în schimb primesc adăpost și nutrienți. Tot algele dau coralilor culorile lor vii.

Polipii extrag calciu și carbonat din apa de mare și își construiesc sub corp un mic schelet de calcar. Generație după generație, scheletele se adună unele peste altele. Așa cresc, în mii de ani, recifele întregi — câțiva milimetri sau centimetri pe an.

Pădurile tropicale ale mării

Recifele acoperă mai puțin de 1% din fundul oceanului, dar adăpostesc în jur de 25% din speciile marine cunoscute. Pești, crabi, caracatițe, broaște țestoase, rechini și nenumărate nevertebrate își găsesc aici hrană, ascunzișuri și locuri de depus icrele. De aceea recifele sunt adesea numite „pădurile tropicale ale mării”.

Coralii constructori de recif au nevoie de apă caldă, limpede și puțin adâncă, unde ajunge lumina pentru algele lor. Din acest motiv, marile recife se găsesc în zona tropicală, aproximativ între cele două tropice. Marea Neagră, prea rece și prea tulbure, nu are recife de corali.

Recifele sunt utile și oamenilor: protejează coastele de valuri și furtuni, hrănesc comunități întregi de pescari și atrag turiști. Unele substanțe găsite în organismele de recif sunt studiate pentru medicamente noi.

Marea Barieră de Corali

În largul Australiei se întinde cel mai mare sistem de recife de pe planetă: Marea Barieră de Corali, lung de peste 2.000 de km și format din aproape 3.000 de recife separate și sute de insule. Este atât de mare încât poate fi văzut din spațiu și este înscris în Patrimoniul Mondial UNESCO.

Albirea: când coralii rămân fără culoare

Coralii trăiesc foarte aproape de limita lor de temperatură. Când apa devine prea caldă câteva săptămâni la rând — chiar și cu doar 1 °C peste maximul obișnuit de vară —, parteneriatul se rupe: coralii își expulzează algele. Rămâne țesutul transparent, prin care se vede scheletul alb. Acesta este fenomenul de albire (în engleză, bleaching).

Un coral albit nu este încă mort, dar flămânzește. Dacă apa se răcește la timp, algele se pot întoarce și coralul își revine. Dacă stresul durează prea mult, coralul moare, iar recifele sunt acoperite de alge filamentoase.

Albirile în masă sunt un fenomen nou: primul eveniment global a fost observat în 1998, iar următoarele în 2010 și 2014–2017. Pe măsură ce oceanul se încălzește (capitolul 10), pauzele dintre ele devin tot mai scurte, iar acidifierea apei îngreunează și construirea scheletelor.

Cum ajutăm recifele

Cel mai important pas este limitarea încălzirii globale. Pe lângă asta, oamenii de știință și voluntarii încearcă să câștige timp. În „pepiniere” subacvatice se cresc fragmente de corali pe structuri suspendate, apoi sunt replantate pe recife. În laboratoare se cresc larve de corali și caută soiuri mai rezistente la căldură. Zonele marine protejate reduc pescuitul excesiv și poluarea, ca recifele să se poată reface mai ușor.

Chiar și jucătorii pot ajuta. Proiectul NASA NeMO-Net a transformat cartografierea coralilor într-un joc: participanții colorează imagini de recife, iar răspunsurile lor antrenează un program de inteligență artificială care recunoaște tipurile de corali din imagini.

Peștii sunt cei mai numeroși vertebrați de pe Pământ. De la peștișori mai mici decât un bob de orez până la rechinul-balenă cât un autobuz, ei au cucerit fiecare colț al apei.

O lume de peste 36.000 de specii

Oamenii de știință au descris până acum peste 36.000 de specii de pești — mai multe decât toate speciile de mamifere, păsări, reptile și amfibieni la un loc. Aproape jumătate trăiesc în apă dulce, restul în mări și oceane. În fiecare an se adaugă încă sute de specii noi, multe din adâncuri.

Majoritatea sunt pești osoși, cu schelet din os, solzi și, de obicei, o vezică înotătoare plină cu gaz, care îi ajută să plutească fără efort. Rechinii, rajele și chimerele formează un grup separat: peștii cartilaginoși, al căror schelet e făcut din cartilaj, materialul flexibil din urechea și nasul nostru.

Peștii respiră prin branhii, care extrag oxigenul dizolvat în apă. Mulți au și un simț pe care noi nu îl avem: linia laterală, un șir de senzori de-a lungul corpului care simt mișcarea și vibrațiile apei din jur.

Bancurile: siguranță în număr

Aproximativ un sfert dintre speciile de pești trăiesc în bancuri pe toată durata vieții, iar multe altele doar o parte din ea. Un banc de sardine sau de hering poate număra milioane de indivizi care se întorc deodată, ca un singur organism. Pentru un prădător e greu să aleagă o țintă dintr-un nor sclipitor care se schimbă în fiecare clipă. Bancul ajută și la găsirea hranei și la economisirea energiei la înot.

Rechinii, supraviețuitori de 450 de milioane de ani

Primii rechini (sau rudele lor apropiate) au apărut acum aproximativ 450 de milioane de ani. Primii copaci au apărut abia în urmă cu circa 385 de milioane de ani. Rechinii au supraviețuit tuturor marilor extincții, inclusiv celei care a pus capăt dinozaurilor.

Astăzi există peste 500 de specii de rechini. Cei mai mulți sunt de talie medie sau mică; unii, ca rechinul-lanternă pitic, încap în palmă. Rechinii au simțuri extraordinare: pot detecta urme de sânge în apă, vibrații de la distanță și chiar câmpurile electrice slabe produse de mușchii prăzii, cu ajutorul unor pori speciali de pe bot.

Rechinul de Groenlanda deține un record uimitor. Un studiu din 2016, care a datat cristalinul ochilor unor exemplare, a estimat că poate trăi cel puțin circa 270 de ani și, posibil, aproape 500 — cel mai longeviv vertebrat cunoscut. Crește doar aproximativ un centimetru pe an în apele reci ale Arcticii.

Uriașii blânzi

Cel mai mare pește din lume este rechinul-balenă. Adulții au de obicei în jur de 12 m, iar unele exemplare ar putea ajunge, după estimări, până la circa 18 m. Și totuși, acest uriaș se hrănește cu plancton și pești mici, filtrând apa prin branhii. E inofensiv pentru oameni, iar scafandrii înoată adesea alături de el.

Tot filtratoare sunt și mantele, rude ale rechinilor cu „aripi” care la manta oceanică uriașă pot depăși 7 m de la un vârf la altul. Mantele au unul dintre cele mai mari creiere dintre pești, raportat la corp, și par să se recunoască în oglindă, după unele experimente.

Cât de mari sunt de fapt acești giganți? Compară-i în simularea de mai jos cu alți uriași ai oceanului — și cu un om.

Pentru comparație, cele mai mari animale din simulare nu sunt pești, ci mamifere: balenele, despre care citești în capitolul următor.

De ce avem nevoie de rechini

Rechinii sunt prădători de vârf: elimină animalele bolnave și slabe și țin în echilibru populațiile din care se hrănesc. Când rechinii dispar dintr-o zonă, efectele se pot propaga în tot lanțul trofic, până la recifele de corali și pajiștile de iarbă de mare. Protejarea lor înseamnă protejarea întregului ocean.

Balenele, delfinii, focile și lamantinii respiră aer, nasc pui vii și îi hrănesc cu lapte, la fel ca noi. Strămoșii lor au trăit pe uscat, apoi, de-a lungul a milioane de ani, s-au întors în ocean.

Înapoi în apă

Acum aproximativ 50 de milioane de ani, niște mamifere cu patru picioare, rude îndepărtate ale hipopotamilor, au început să-și caute hrana în apele de mică adâncime. Generație după generație, picioarele din față au devenit înotătoare, cele din spate au dispărut, iar nările au migrat în creștetul capului, devenind orificiul respirator. Așa au apărut cetaceele: balenele, delfinii și marsuinii.

Alte grupuri au făcut, separat, același drum: pinipedele (foci, lei de mare și morse), sirenidele (lamantini și dugongi), vidrele de mare și chiar ursul polar, care e considerat mamifer marin pentru că își petrece cea mai mare parte a vieții pe gheața mării și vânează foci.

Balena albastră, cel mai mare animal din istorie

Balena albastră poate ajunge la aproximativ 30 m lungime și la peste 150 de tone — mai mult decât orice dinozaur cunoscut. Doar limba ei poate cântări cât un elefant, iar inima, cât un automobil mic. Și totuși, se hrănește cu unele dintre cele mai mici animale ale oceanului: krill, crustacee lungi de câțiva centimetri. În sezonul de hrănire, o balenă albastră poate înghiți câteva tone de krill pe zi.

Balenele albastre au fanoane în loc de dinți: plăci flexibile care atârnă din maxilarul de sus ca o perie. Balena ia o gură uriașă de apă, apoi o împinge afară prin fanoane, iar krillul rămâne prins înăuntru.

Cântece și scufundări

Masculii de balenă cu cocoașă cântă. Cântecele lor sunt formate din teme care se repetă și pot continua ore întregi. Toți masculii dintr-o populație cântă aproape același cântec, care se schimbă treptat de la un an la altul — iar uneori un cântec nou se răspândește de la o populație la alta, de-a lungul unui ocean întreg. Înregistrările acestor cântece, publicate la începutul anilor 1970, au contribuit la nașterea mișcării „Salvați balenele”.

În apă, sunetul circulă de aproape 4,5 ori mai repede decât în aer — cam 1.500 m/s — și se stinge mult mai greu. Chemările de joasă frecvență ale balenelor mari pot fi auzite de la sute de kilometri. Ascultă diferența în simulare:

Cașalotul, cel mai mare prădător cu dinți de pe Pământ, are cel mai mare creier din regnul animal. Coboară frecvent la peste 1.000 m, uneori la circa 2.000 m, ca să vâneze calmari, și poate sta sub apă mai bine de o oră. Recordul îl deține însă o rudă mai mică: balena cu cioc a lui Cuvier, înregistrată la aproape 3.000 m adâncime și la peste trei ore și jumătate sub apă.

Delfini, orci și delfinii Mării Negre

Orca, sau balena ucigașă, este de fapt cel mai mare delfin. Trăiește în familii conduse de femele bătrâne și are „dialecte” proprii fiecărui grup. Unele grupuri vânează doar pești, altele doar foci sau alte balene, cu tehnici transmise de la o generație la alta.

Marea Neagră are trei specii de cetacee, toate cu subspecii proprii: delfinul comun, delfinul cu bot gros (afalinul) și marsuinul, cel mai mic dintre ele. În secolul XX au fost vânate intens pentru grăsime și piele; vânătoarea a fost interzisă în toată Marea Neagră din 1983. Astăzi sunt specii protejate, amenințate mai ales de plasele de pescuit în care se încurcă. Pe litoralul românesc pot fi zăriți uneori chiar de pe țărm.

Foci, lamantini și ursul polar

Focile și leii de mare vânează în apă, dar se odihnesc și nasc pe uscat sau pe gheață. Și Marea Neagră a avut foci: foca-călugăr mediteraneană trăia odinioară pe coastele ei, dar a dispărut de aici în a doua jumătate a secolului XX.

Lamantinii și dugongii sunt singurele mamifere marine vegetariene; pasc iarbă de mare în ape calde și puțin adânci. Ruda lor uriașă, vaca de mare a lui Steller, lungă de circa 8 m, a fost vânată până la dispariție în doar 27 de ani după ce a fost descoperită, în 1741.

Despre ursul polar și gheața de care depinde afli mai multe în capitolul 17.

Vânătoarea de balene și revenirea lor

Odată cu tunurile cu harpon și navele-fabrică, secolul XX a devenit cel mai crunt din istoria balenelor: aproape 3 milioane au fost ucise. Unele populații de balene albastre au scăzut cu peste 95%. În 1982, Comisia Internațională a Vânătorii de Balene a votat un moratoriu asupra vânătorii comerciale, aplicat din 1986.

Rezultatul se vede: multe populații de balene cu cocoașă și-au revenit spectaculos, iar balenele franche sudice și balenele cenușii din Pacificul de Est au crescut și ele la loc. Balenele albastre se refac însă mult mai încet. Revenirea balenelor e una dintre cele mai frumoase povești de succes ale protecției naturii (capitolul 20).

Adâncurile oceanului sunt cel mai mare spațiu locuibil de pe planetă — și cel mai puțin cunoscut. Întuneric total, frig, presiuni zdrobitoare. Și totuși, viața a găsit aici soluții mai ciudate decât orice film științifico-fantastic.

Lumina vie

Sub circa 1.000 m, lumina Soarelui dispare complet (capitolul 11). Singura lumină de acolo e cea produsă de animale: bioluminescența. O reacție chimică între o substanță numită luciferină și o enzimă, luciferaza, produce lumină rece, de obicei albastră sau verde — culorile care se propagă cel mai departe prin apă.

Un studiu al Institutului de Cercetare al Acvariului din Monterey (MBARI) a arătat că aproximativ trei sferturi dintre animalele observate în coloana de apă, de la suprafață până la circa 4.000 m, pot produce lumină. Bioluminescența este, probabil, cea mai răspândită formă de comunicare de pe Pământ.

Animalele o folosesc în multe feluri: ca să atragă prada, să-și găsească partenerul, să sperie un prădător cu un fulger brusc sau să se ascundă. Multe au pe burtă organe luminoase care imită lumina slabă venită de sus, astfel încât silueta lor să nu se vadă de dedesubt — un camuflaj numit contra-iluminare.

Vânători cu felinar

Peștele-pescar de adâncime poartă pe cap o „undiță”: o țeapă a înotătoarei dorsale terminată cu un bulb luminos, în care trăiesc bacterii bioluminescente. Prada curioasă se apropie de lumină — și dispare într-o gură plină de dinți ascuțiți. La unele specii, masculul, mult mai mic, se prinde de femelă cu dinții și se contopește cu ea pentru tot restul vieții.

În abis, hrana e rară. De aceea multe animale au guri uriașe și stomacuri elastice, ca să nu rateze nicio ocazie, iar corpurile lor sunt adesea moi, apoase și consumă puțină energie.

Oaze în întuneric: izvoarele hidrotermale

În 1977, cercetătorii care explorau cu submersibilul Alvin rifturile de lângă Insulele Galápagos căutau izvoare de apă caldă pe fundul oceanului. Le-au găsit — dar au găsit și ceva la care nu se aștepta nimeni: oaze pline de viață. Viermi tubulari cu pene roșii, scoici uriașe, crabi albi și creveți se înghesuiau în jurul crăpăturilor prin care ieșea apă fierbinte, la peste 2.000 m adâncime.

Doi ani mai târziu, pe dorsala Pacificului de Est, au fost descoperite fumarolele negre: coșuri minerale prin care țâșnește apă încărcată cu minerale, la temperaturi de până la circa 400 °C. Apa nu fierbe pentru că presiunea uriașă o împiedică. Când întâlnește apa rece a adâncului, mineralele dizolvate precipită instantaneu, ca un fum negru.

Viață fără Soare

Descoperirea a schimbat biologia. Până atunci se credea că aproape orice lanț trofic de pe Pământ pornește de la fotosinteză, adică de la lumina Soarelui. La izvoarele hidrotermale, baza lanțului sunt bacterii care obțin energie din substanțe chimice, mai ales hidrogen sulfurat — procesul se numește chemosinteză.

Viermii tubulari gigantici (Riftia), care pot depăși 2 m, nu au gură și nici stomac. Trăiesc în parteneriat cu bacterii adăpostite în corpul lor, care le produc hrana. Pana roșie de la capăt își trage culoarea din hemoglobină, care transportă oxigenul și hidrogenul sulfurat către bacterii.

Grădini de corali în beznă

Nu toți coralii trăiesc în ape tropicale luminoase. Pe munții submarini și pe pantele continentale cresc corali de adâncime, care nu au alge și se hrănesc cu particule aduse de curenți. Cresc extrem de încet: unele colonii de corali negri din largul insulelor Hawaii au peste 4.000 de ani, printre cele mai vechi animale vii cunoscute.

Aceste ecosisteme sunt fragile: o plasă de pescuit târâtă pe fund poate distruge în câteva minute ce a crescut timp de milenii. De aceea, cercetătorii cer prudență înainte ca adâncurile să fie deschise mineritului.

În nord, un ocean înconjurat de continente. În sud, un continent înconjurat de ocean. Cele două oceane polare par asemănătoare — gheață, frig, nopți lungi —, dar sunt lumi foarte diferite. Și amândouă se schimbă repede.

Două poluri, două lumi

Oceanul Arctic este cel mai mic și cel mai puțin adânc dintre cele cinci oceane. Este aproape închis de uscat — Europa, Asia, America de Nord și Groenlanda — și acoperit, mare parte din an, de un strat plutitor de gheață marină, gros de obicei de unul până la câțiva metri. La Polul Nord nu există uscat: doar gheață care plutește pe ocean.

La celălalt capăt, Antarctica este un continent acoperit de o calotă de gheață groasă, în medie, de aproape 2 km. În jurul ei se întinde Oceanul Austral, recunoscut ca al cincilea ocean de mulți geografi și, din 2021, și de National Geographic (capitolul 4). Iarna, gheața marină din jurul Antarcticii ajunge să acopere aproape 18 milioane de km² — mai mult decât suprafața Rusiei —, iar vara se retrage până la câteva milioane.

Gheața Arcticii se micșorează

Din 1979, sateliții măsoară zilnic întinderea gheții marine. Fiecare an are un maxim, în martie, și un minim, în septembrie. Minimul de septembrie a scăzut în medie cu aproximativ 12–13% pe deceniu față de media anilor 1981–2010. Recordul negativ este din 2012, când gheața a coborât la circa 3,4 milioane de km². Gheața este și mai subțire decât înainte: gheața veche, groasă, care rezista mai mulți ani, a devenit rară.

De ce contează? Gheața albă reflectă înapoi în spațiu cea mai mare parte din lumina Soarelui. Apa întunecată a oceanului o absoarbe. Cu cât se topește mai multă gheață, cu atât oceanul se încălzește mai mult — și se topește și mai multă gheață. Este una dintre explicațiile pentru care Arctica se încălzește de câteva ori mai repede decât media planetei.

Ursul polar, vânătorul de pe gheață

Ursul polar este cel mai mare carnivor de uscat — dar își petrece cea mai mare parte a vieții pe gheața mării, așa că e considerat mamifer marin. Vânează mai ales foci, pândindu-le la găurile de respirație din gheață. Înoată excelent și poate parcurge zeci de kilometri în apă. Fără gheață, însă, nu are de unde să-și prindă hrana. De aceea viitorul lui depinde direct de gheața Arcticii.

Oceanul Austral și cel mai puternic curent

În jurul Antarcticii curge Curentul Circumpolar Antarctic, singurul curent care înconjoară întreaga planetă fără să fie oprit de vreun continent. Este cel mai puternic curent oceanic: transportă de peste o sută de ori mai multă apă decât toate râurile lumii la un loc. Curentul ține apele reci în jurul Antarcticii și ajută la izolarea continentului de căldura din nord.

Tot aici, lângă Antarctica, apa de mare foarte rece și sărată se scufundă până pe fundul oceanului și pornește spre nord. Este unul dintre „motoarele” marii benzi transportoare oceanice despre care ai citit în capitolul 9.

Krill, pinguini și aisberguri

Viața Oceanului Austral se sprijină pe un animal lung de doar câțiva centimetri: krillul antarctic. Biomasa lui totală se estimează la sute de milioane de tone, una dintre cele mai mari ale unei singure specii de animale de pe Pământ. Din krill trăiesc balenele, focile, peștii, păsările marine și pinguinii.

Pinguinul imperial este singurul care își clocește oul în plină iarnă antarctică, la temperaturi de −40 °C. Masculul ține oul pe labe, sub o cută de piele, timp de aproximativ două luni, fără să mănânce. Pentru a vâna, pinguinii imperiali se pot scufunda la peste 500 m.

Când marginea gheții de pe continent se rupe, se nasc aisbergurile. Cele tabulare, plate ca o masă, pot fi uriașe: aisbergul B-15, desprins în anul 2000, avea în jur de 11.000 km², mai mult decât suprafața județului Timiș. Doar o mică parte dintr-un aisberg se vede deasupra apei; aproape 90% stă sub suprafață.

Timp de milenii, oamenii au navigat pe suprafața oceanului fără să aibă idee ce se află dedesubt. Abia în ultimii 150 de ani am început să coborâm în adâncuri — mai întâi cu frânghii și greutăți, apoi cu sonare, submersibile, roboți și sateliți.

Challenger: nașterea oceanografiei

Pe 21 decembrie 1872, nava britanică HMS Challenger pleca din Portsmouth într-o călătorie de aproape patru ani. Era o fostă navă de război, cu cele mai multe tunuri scoase ca să facă loc laboratoarelor. Echipajul a parcurs circa 127.000 de km prin toate oceanele, cu excepția Arcticii, și a măsurat adâncimea, temperatura și chimia apei în sute de stații.

Adâncimea se măsura cu o frânghie lungă, cu o greutate la capăt, lăsată să coboare până atingea fundul — uneori ore întregi. În 1875, în Pacificul de Vest, frânghia a coborât peste 8.000 m: era prima măsurătoare a zonei care avea să poarte numele navei, Challenger Deep, cel mai adânc punct de pe Pământ. Expediția a descris aproximativ 4.700 de specii noi, iar raportul ei final a umplut 50 de volume.

Coborârea în adânc

În 1934, americanii William Beebe și Otis Barton au coborât, într-o sferă de oțel atârnată de un cablu, la 923 m — primii oameni care au văzut cu ochii lor lumea întunecată a adâncurilor. Câțiva ani mai târziu, Jacques-Yves Cousteau și Émile Gagnan au inventat aparatul de respirat sub apă, care a deschis oceanul scafandrilor din toată lumea.

Pe 23 ianuarie 1960, batiscaful Trieste, cu elvețianul Jacques Piccard și locotenentul american Don Walsh la bord, a atins fundul gropii Challenger Deep, la aproape 11.000 m. Coborârea a durat aproape cinci ore. În timpul ei, un hublou exterior a crăpat cu un pocnet, dar cei doi au continuat. Au stat pe fund doar circa 20 de minute, iar praful ridicat de la fund i-a împiedicat să facă fotografii.

Alvin, Titanicul și izvoarele hidrotermale

Submersibilul american Alvin, intrat în serviciu în 1964, a devenit „calul de povară” al explorării adâncurilor, cu peste 5.000 de scufundări. Cu el s-au descoperit, în 1977, izvoarele hidrotermale și oazele lor de viață (capitolul 16). În 1985, o echipă americano-franceză condusă de Robert Ballard și Jean-Louis Michel a găsit epava Titanicului, la circa 3.800 m, cu ajutorul unei sănii-robot cu camere video. În 1986, Alvin a coborât până la epavă.

Din nou la fund: Cameron și Vescovo

După Trieste, nimeni nu s-a mai întors în Challenger Deep timp de 52 de ani. Pe 26 martie 2012, regizorul James Cameron a coborât singur, în submersibilul Deepsea Challenger, aproape 11.000 m, și a filmat fundul gropii. În 2018–2019, exploratorul american Victor Vescovo a ajuns, cu submersibilul Limiting Factor, pe fundul celor mai adânci puncte din toate cele cinci oceane — expediția „Five Deeps”. De atunci, același submersibil a dus în Challenger Deep zeci de oameni, între care și pe Kathy Sullivan, fost astronaut NASA, prima femeie care a ajuns acolo, în 2020.

Roboți, flotoare și sateliți

Astăzi, aproximativ 4.000 de flotoare Argo plutesc liber prin oceanele lumii. Fiecare coboară la 2.000 m, apoi urcă încet, măsurând temperatura și salinitatea, și trimite datele prin satelit cam o dată la zece zile. Nava NOAA Okeanos Explorer transmite în direct, pe internet, scufundările roboților ei, astfel încât oricine poate privi de acasă descoperirea unor specii noi.

Din spațiu, sateliții măsoară înălțimea suprafeței mării cu precizie de centimetri, temperatura și culoarea apei. Cel mai nou, SWOT, a surprins în 2025 chiar valul unui tsunami traversând Pacificul (capitolul 7). Și totuși, doar circa un sfert din fundul oceanului a fost cartografiat la rezoluție mare (capitolul 6).

Parcurge mai jos marile momente ale explorării oceanului:

Chiar dacă locuiești la sute de kilometri de țărm, ca la Timișoara, oceanul e prezent în viața ta de zi cu zi: în farfurie, în telefonul adus cu vaporul, în aerul pe care îl respiri. Iar urmele noastre ajung, la rândul lor, până în cele mai adânci gropi ale lui.

Hrană pentru miliarde de oameni

Peștii, scoicile, crustaceele și algele sunt una dintre cele mai importante surse de hrană ale omenirii. Potrivit Organizației ONU pentru Alimentație și Agricultură (FAO), aproximativ 3,2 miliarde de oameni își iau cel puțin o cincime din proteinele de origine animală din „hrana acvatică”. În multe țări insulare și de coastă, peștele nu e un lux, ci baza mesei zilnice.

Lumea produce astăzi peste 220 de milioane de tone de animale și alge acvatice pe an. O schimbare istorică a avut loc recent: acvacultura — creșterea peștilor, a midiilor sau a algelor în ferme — a depășit pescuitul sălbatic la animalele acvatice. Fermele pot ușura presiunea asupra mării, dar numai dacă sunt bine administrate: unele folosesc ca hrană tot pește prins din ocean sau poluează apele din jur.

Pescuitul excesiv

Un „stoc” de pește este o populație dintr-o anumită zonă — de exemplu, hamsia din Marea Neagră. Când pescarii scot mai mult decât poate reface natura, stocul este suprapescuit. Cea mai detaliată evaluare a FAO, publicată în iunie 2025, arată că aproximativ 35% dintre stocurile marine sunt suprapescuite, adică cam unul din trei. Vestea bună: stocurile sănătoase sunt și cele mai mari, astfel încât circa trei sferturi din peștele debarcat provine din stocuri exploatate sustenabil.

Pe lângă peștele căutat, plasele prind și animale nedorite — delfini, broaște țestoase, rechini, păsări marine. Această „captură accidentală” este una dintre principalele amenințări pentru delfinii din Marea Neagră.

Autostrada comerțului mondial

Aproximativ 80% din comerțul mondial, măsurat în volum, călătorește pe mare. Petrol, cereale, minereu, mașini, haine și electronice traversează oceanele în containere stivuite pe nave lungi cât patru terenuri de fotbal. Strâmtorile înguste devin astfel puncte vitale: prin Bosfor, care leagă Marea Neagră de restul lumii, trec în fiecare an zeci de mii de nave. Portul Constanța este cel mai mare port de la Marea Neagră.

Navele aduc însă și probleme: emisii de gaze, specii invazive transportate în apa de balast și zgomot. Elicele și motoarele umplu oceanul cu un huruit de frecvență joasă, exact în gama în care comunică balenele. Pentru animale care „văd” cu sunetul, oceanul a devenit un loc mai gălăgios.

Plasticul

Un studiu publicat în 2020 de organizația Pew a estimat că aproximativ 11 milioane de tone de plastic ajung în ocean în fiecare an — în medie, peste 30.000 de tone pe zi. Fără schimbări, cantitatea ar putea aproape să se tripleze până în 2040. Plasticul nu dispare: se fărâmițează în bucăți tot mai mici, microplasticele, care au fost găsite de la gheața arctică până în stomacul animalelor din gropile oceanice.

Petrol, nutrienți și „zone moarte”

Accidentele petroliere sunt cele mai vizibile dezastre. În 1989, petrolierul Exxon Valdez a deversat zeci de milioane de litri de țiței în Alaska. În 2010, explozia platformei Deepwater Horizon din Golful Mexic a eliberat, timp de 87 de zile, circa 780 de milioane de litri — cea mai mare scurgere marină accidentală din istorie.

Mai puțin spectaculoase, dar mai răspândite, sunt îngrășămintele și apele uzate duse de râuri în mare. Ele „hrănesc” explozii de alge care, când mor și putrezesc, consumă oxigenul din apă și lasă în urmă zone moarte. Marea Neagră a trecut printr-o asemenea criză în anii 1970–1990, când nutrienții aduși de Dunăre și de alte râuri au sufocat platforma de nord-vest; situația s-a îmbunătățit după 1990, odată cu scăderea poluării agricole. Despre ce putem face concret vorbim în capitolul următor.

După un capitol plin de probleme, iată vestea bună: oceanul are o capacitate uimitoare de refacere. Acolo unde oamenii au încetat să-l exploateze, peștii, balenele și țestoasele s-au întors, uneori mai repede decât se aștepta oricine.

Ariile marine protejate

O arie marină protejată este o zonă de mare în care activitățile umane sunt limitate prin lege. Regulile diferă foarte mult: în unele se poate pescui aproape normal, în altele e interzis doar trolerul de fund, iar în rezervațiile „complet protejate” nu se scoate nimic din apă.

În ultimii ani, suprafața protejată a crescut rapid. Datele din baza mondială a ariilor protejate (gestionată de UNEP și IUCN) arătau, la începutul lui 2026, că circa 10% din oceanul planetei se află în arii protejate. Doar aproximativ 3% este însă protejat complet sau strict — restul are reguli mai blânde sau există mai mult pe hârtie.

Ținta „30 până în 2030”

În decembrie 2022, la Montreal, aproape toate țările lumii au adoptat Cadrul global pentru biodiversitate Kunming–Montreal. Una dintre țintele sale, cunoscută ca „30x30”, cere ca până în 2030 cel puțin 30% din uscat și 30% din mări să fie conservate eficient. Pentru ocean, drumul e încă lung: am ajuns cam la o treime din obiectiv, iar zonele cu adevărat protejate sunt și mai puține.

Tratatul pentru marea liberă

Peste 60% din suprafața oceanului este marea liberă — ape care nu aparțin niciunei țări, aflate dincolo de 200 de mile marine (circa 370 km) de țărm. Până de curând, acolo nu exista niciun mecanism prin care să se creeze arii protejate. De aceea, sub 2% din marea liberă era protejată.

După aproape două decenii de negocieri, ONU a adoptat în 2023 Acordul privind biodiversitatea din afara jurisdicției naționale (BBNJ), numit pe scurt „Tratatul pentru marea liberă”. În septembrie 2025, a fost atins pragul de 60 de ratificări, iar tratatul a intrat în vigoare pe 17 ianuarie 2026. Pentru prima dată, statele pot crea împreună arii protejate în largul oceanului, trebuie să evalueze impactul asupra mediului al activităților de acolo și să împartă mai echitabil beneficiile resurselor genetice marine.

Povești de succes

Vânătoarea industrială de balene a dus multe specii aproape de dispariție în secolul XX. În 1982, Comisia Internațională a Vânătorii de Balene a votat un moratoriu asupra vânătorii comerciale, aplicat din 1986. Rezultatele se văd: populația de balene cu cocoașă din vestul Atlanticului de Sud, redusă la circa 450 de exemplare în anii 1950, ajunsese la aproximativ 25.000 conform unui studiu din 2019 — aproape de nivelul de dinaintea vânătorii.

În octombrie 2025, Uniunea Internațională pentru Conservarea Naturii (IUCN) a mutat țestoasa verde din categoria „pe cale de dispariție” în categoria „risc scăzut” la nivel mondial, datorită protejării plajelor de cuibărit și a reducerii capturilor. Nu toate populațiile o duc bine, dar e dovada că eforturile de zeci de ani dau roade.

Ce poți face tu

• Mai puțin plastic de unică folosință. Sticla reutilizabilă și sacoșa din rucsac contează: o mare parte din plasticul din mare vine de pe uscat, inclusiv de departe de țărm, prin râuri.
• Fructe de mare alese cu grijă. Întreabă de unde vine peștele și caută etichete de pescuit sau acvacultură certificată.
• Fără suveniruri din corali, scoici sau carapace. Lasă-le în mare.
• Pe plajă și în apă, cu respect. Nu atinge coralii, nu hrăni animalele, ia-ți gunoiul cu tine — și, dacă poți, participă la o acțiune de ecologizare.
• Mai puțin carbon. Încălzirea și acidifierea (capitolul 10) sunt cele mai mari amenințări pe termen lung; orice reducere a emisiilor ajută.
• Curiozitate. Cu cât știm mai multe despre ocean, cu atât îl apărăm mai bine. Ai început deja, citind această carte.

Timp de secole am crezut că apa lichidă e o raritate cosmică, un privilegiu al Pământului. Sondele trimise spre planetele exterioare ne-au arătat altceva: în Sistemul Solar există mai multe oceane ascunse sub gheață, iar unele ar putea conține mai multă apă decât toate mările noastre la un loc.

Europa, oceanul de sub crustă

Europa, unul dintre sateliții mari ai lui Jupiter, e puțin mai mică decât Luna noastră. Suprafața ei albă, brăzdată de crăpături roșiatice, este o crustă de gheață care, după estimările NASA, are probabil 15–25 km grosime. Dedesubt se află un ocean global de apă sărată, adânc de zeci până la peste o sută de kilometri. Chiar dacă Europa e mică, oceanul ei ar putea conține de circa două ori mai multă apă decât toate oceanele Pământului.

De unde știm? Sonda Galileo a observat în anii 1990 că Europa perturbă câmpul magnetic al lui Jupiter exact cum ar face-o un strat conductor de apă sărată. Iar crăpăturile și „haosurile” de pe suprafață arată că gheața a fost ruptă și reînghețată de multe ori. Căldura care ține oceanul lichid provine din „frământarea” mareică: pe orbita ei, Europa este strânsă și relaxată continuu de gravitația uriașă a lui Jupiter — un fel de maree, ca cele din capitolul 8, dar mult mai puternice.

Pe 14 octombrie 2024 a pornit spre Jupiter sonda NASA Europa Clipper, cea mai mare navă construită de NASA pentru explorarea unei planete. Ea va ajunge în 2030 și va survola Europa de zeci de ori, ca să măsoare grosimea gheții, salinitatea oceanului și să caute ingredientele necesare vieții.

Encelad, luna care stropește spațiul

În 2005, sonda Cassini a descoperit ceva neașteptat la Encelad, un satelit al lui Saturn de doar circa 500 km diametru: jeturi de vapori și cristale de gheață țâșnind din crăpături de lângă polul sud, poreclite „dungile de tigru”. Cassini a zburat chiar prin aceste jeturi și le-a „gustat”. A găsit apă sărată, compuși organici, hidrogen molecular și, conform unui studiu din 2023, fosfați — una dintre substanțele esențiale pentru viață, așa cum o cunoaștem.

Hidrogenul și firicelele de silice găsite în jeturi sugerează că pe fundul oceanului lui Encelad au loc reacții între apa caldă și rocă — foarte asemănătoare cu cele din izvoarele hidrotermale de pe Pământ.

Titan, lumea cu două feluri de mări

Titan, cel mai mare satelit al lui Saturn, este singurul corp din Sistemul Solar, în afară de Pământ, cu lichid stabil la suprafață. Doar că mările lui nu sunt din apă, ci din metan și etan lichide, la circa −180 °C. Pe Titan plouă cu metan, iar râurile de metan sapă văi și se varsă în mări mari cât lacurile noastre uriașe. Sonda europeană Huygens a aterizat acolo pe 14 ianuarie 2005.

Datele Cassini au sugerat că sub crusta de gheață a lui Titan s-ar afla și un ocean de apă. Un studiu publicat la sfârșitul lui 2025 a pus însă la îndoială această idee, propunând un strat gros de gheață și „nămol” cu buzunare de apă, nu un ocean deschis. Răspunsul ar putea veni de la Dragonfly, o dronă NASA cu elice care urmează să fie lansată în 2028 și să ajungă pe Titan în 2034.

Ganimede și ceilalți

Ganimede, satelitul lui Jupiter, este cea mai mare lună din Sistemul Solar — mai mare decât planeta Mercur. Observațiile telescopului spațial Hubble asupra aurorelor sale, publicate în 2015, au arătat că și el ascunde un ocean sărat sub gheață. Sonda europeană JUICE, lansată în 2023, va ajunge la Jupiter în 2031 și va deveni prima navă care orbitează un satelit al altei planete. Și Callisto, sau chiar îndepărtatul Pluto, ar putea avea straturi de apă lichidă în adânc.

Oceanul pierdut al lui Marte

Pe Marte, apa a curs cândva liber la suprafață: albii de râuri secate, delte și lacuri vechi se văd clar din orbită. Roverul Perseverance explorează din 2021 craterul Jezero, un fost lac cu deltă. Mult mai dezbătută este ideea unui ocean nordic care ar fi acoperit câmpiile din emisfera nordică acum peste trei miliarde de ani. În 2025, datele radar ale roverului chinez Zhurong au arătat straturi îngropate asemănătoare plajelor terestre, un argument nou în favoarea lui — dar subiectul nu este încă închis. Astăzi, cea mai mare parte a apei de pe Marte e înghețată la poli și sub suprafață.

Despre fiecare dintre aceste lumi — Jupiter și sateliții lui, Saturn, Titan, Marte — poți citi pe larg în cartea-soră a acestei enciclopedii.

Ai ajuns la capătul călătoriei prin oceanele lumii. Aici sunt adunate toate uneltele interactive din carte și, la final, un test cu paisprezece întrebări din toate capitolele.

Cum se folosesc simulările

Fiecare simulare din această carte este un mic laborator. Nu e un film, ci un model: tu alegi valorile — adâncimea apei, temperatura, salinitatea, poziția Lunii, cantitatea de CO₂ — iar pagina calculează pe loc ce se întâmplă, pe baza acelorași formule și date pe care le folosesc oceanografii. Modelele sunt simplificate ca să încapă pe un ecran, dar cifrele importante sunt reale.

Încearcă să le folosești ca un cercetător: pune-ți întâi o întrebare („Ce se întâmplă cu apa dacă o răcesc, dar o fac și mai sărată?”), fă o predicție, apoi verifică. Când rezultatul te surprinde, înseamnă că ai învățat ceva.

Toate simulările din carte

Testul final

Paisprezece întrebări din toată cartea, de la apa planetei până la oceanele de pe alte lumi. După fiecare răspuns vezi explicația. Mult succes!

Abis

Zona oceanului dintre circa 4.000 și 6.000 m: întuneric total, apă aproape de 0 °C și presiune de sute de ori mai mare decât la suprafață.

Acidifierea oceanului

Scăderea pH-ului apei de mare pe măsură ce oceanul absoarbe dioxid de carbon din aer; îngreunează construirea cochiliilor și scheletelor de calcar.

Acvacultură

Creșterea peștilor, a moluștelor, a crustaceelor sau a algelor în ferme, în apă dulce sau sărată.

Albirea coralilor

Fenomen în care coralii stresați de apa prea caldă își expulzează algele simbionte și rămân albi; dacă stresul durează, pot muri.

AMOC

Circulația meridională de răsturnare din Atlantic: sistemul de curenți care duce apă caldă spre nord la suprafață și apă rece spre sud în adânc; include Curentul Golfului.

Anoxic

Lipsit de oxigen. Apele adânci ale Mării Negre sunt anoxice.

Argo

Rețea internațională de circa 4.000 de flotoare robotice care urcă și coboară prin ocean, măsurând temperatura și salinitatea.

Arie marină protejată

Zonă de mare în care activitățile umane sunt limitate prin lege, pentru a proteja natura.

Batiscaf

Vehicul de scufundare la mare adâncime, cu o cabină sferică rezistentă la presiune sub un flotor umplut cu benzină; Trieste a atins fundul Gropii Marianelor în 1960.

Bioluminescență

Lumina produsă de organisme vii prin reacții chimice; foarte răspândită printre animalele din adânc.

Captură accidentală

Animalele prinse în plase fără să fie căutate: delfini, țestoase, rechini, păsări marine.

Chemosinteză

Producerea hranei din energia unor reacții chimice (de exemplu cu hidrogen sulfurat), nu din lumina Soarelui; baza vieții de lângă izvoarele hidrotermale.

Circulație termohalină

Mișcarea lentă, la scară globală, a apelor oceanului, pusă în mișcare de diferențele de temperatură și salinitate; numită și „banda transportoare”.

Curent oceanic

Deplasare continuă a apei de mare într-o anumită direcție, produsă de vânt, de rotația Pământului și de diferențele de densitate.

Dorsală medio-oceanică

Lanț muntos submarin de circa 65.000 km, unde plăcile tectonice se depărtează și se formează fund oceanic nou.

El Niño

Încălzirea periodică a apelor de suprafață din Pacificul ecuatorial central și estic, care schimbă vremea în multe regiuni ale lumii; opusul său este La Niña.

Fetch

Distanța pe care vântul suflă neîntrerupt peste apă; cu cât e mai mare, cu atât valurile pot crește mai mult.

Fitoplancton

Alge și bacterii microscopice care plutesc în apă și fac fotosinteză; produc circa jumătate din oxigenul planetei.

Gheață marină

Gheață formată prin înghețarea apei de mare; diferită de aisberguri, care provin din ghețarii de pe uscat.

Gir oceanic

Sistem uriaș de curenți care se rotesc în cerc într-un bazin oceanic; în centrul girurilor se adună resturile plutitoare.

Groapă oceanică

Depresiune lungă și îngustă, foarte adâncă, formată acolo unde o placă tectonică se scufundă sub alta; cea mai adâncă este Groapa Marianelor.

Haloclină

Strat al oceanului în care salinitatea se schimbă brusc cu adâncimea.

Hidrogen sulfurat

Gaz toxic, cu miros de ou stricat, prezent în apele adânci ale Mării Negre și la unele izvoare hidrotermale.

Izvor hidrotermal

Loc de pe fundul oceanului din care țâșnește apă fierbinte, bogată în minerale, încălzită de magma din adânc; „fumătorii negri” sunt un tip de izvor hidrotermal.

Krill

Crustacee mici, asemănătoare creveților, care trăiesc în roiuri uriașe; hrana principală a multor balene, foci și pinguini din Oceanul de Sud.

Marea liberă

Apele oceanului aflate dincolo de 200 de mile marine de țărm, care nu aparțin niciunei țări; acoperă peste 60% din suprafața oceanului.

Maree

Urcarea și coborârea periodică a nivelului mării, produse de atracția Lunii și a Soarelui; un ciclu durează circa 12 ore și 25 de minute.

Maree moartă

Maree cu amplitudine mică, atunci când Luna și Soarele trag în unghi drept unul față de celălalt (la primul și ultimul pătrar).

Maree vie

Maree cu amplitudine mare, atunci când Soarele, Luna și Pământul sunt aliniate (la Lună nouă și Lună plină).

Microplastice

Particule de plastic mai mici de 5 mm, provenite din fărâmițarea obiectelor mari sau din fibre și granule.

Migrație verticală diurnă

Călătoria zilnică a miliarde de animale mici din adânc spre suprafață noaptea și înapoi în adânc ziua; cea mai mare migrație de pe Pământ.

Munte submarin

Munte, de obicei de origine vulcanică, care se ridică de pe fundul oceanului fără să ajungă la suprafață.

Platformă continentală

Marginea scufundată, puțin adâncă, a unui continent, care coboară lin până la circa 200 m; aici se află cele mai bogate zone de pescuit.

Polip

Animalul mic și moale, înrudit cu meduzele, care alcătuiește coloniile de corali.

ROV

Vehicul subacvatic fără echipaj, comandat de la distanță de pe navă, legat de aceasta printr-un cablu.

Salinitate

Cantitatea de sare dizolvată în apă; în ocean este în medie de circa 3,5% (35 g la litru).

Sonar

Metodă de a „vedea” sub apă cu ajutorul sunetului: se trimite un semnal și se măsoară cât durează ecoul să se întoarcă.

Termoclină

Strat al oceanului în care temperatura scade brusc cu adâncimea, între apa caldă de la suprafață și apa rece din adânc.

Tsunami

Serie de valuri foarte lungi produse de deplasarea bruscă a unei mase mari de apă, de obicei de un cutremur submarin.

Upwelling

Urcarea apei reci și bogate în nutrienți din adânc spre suprafață, de obicei împinsă de vânt; hrănește unele dintre cele mai bogate ape de pescuit.

Val ucigaș

Val neobișnuit de mare, de peste două ori mai înalt decât valurile din jur, apărut aparent din senin; primul măsurat cu instrumente a fost valul Draupner, în 1995.

Zona crepusculară

Stratul oceanului dintre circa 200 și 1.000 m, unde lumina slăbește până dispare.

Zooplancton

Animale mici, adesea microscopice, care plutesc purtate de curenți: larve, crustacee, meduze mici.

Zooxantele

Alge microscopice care trăiesc în țesuturile coralilor, le dau culoarea și le furnizează cea mai mare parte din hrană prin fotosinteză.

Surse principale

Datele despre ocean — suprafețe, adâncimi, salinitate, curenți, maree, zonele de adâncime și viața marină — provin în principal de la NOAA (Administrația Națională Oceanică și Atmosferică a SUA), prin paginile NOAA Ocean Service și NOAA Ocean Exploration, și de la NASA, prin NASA Earth Science, Earth Observatory și Scientific Visualization Studio. Cifrele despre nivelul mării, căldura oceanului și gheața marină provin din măsurătorile satelitare NASA și NOAA. Stadiul cartografierii fundului oceanic provine de la proiectul Seabed 2030 (Nippon Foundation – GEBCO).

Datele despre pescuit, acvacultură și starea stocurilor de pește provin din rapoartele FAO (Organizația ONU pentru Alimentație și Agricultură) — The State of World Fisheries and Aquaculture (2024) și evaluarea stocurilor marine publicată în iunie 2025. Statutul speciilor amenințate provine din Lista Roșie IUCN, iar suprafața ariilor marine protejate din baza mondială a ariilor protejate (UNEP-WCMC și IUCN) și din MPAtlas. Estimarea privind plasticul provine din raportul Breaking the Plastic Wave (The Pew Charitable Trusts și SYSTEMIQ, 2020). Informațiile despre Tratatul pentru marea liberă (BBNJ) și despre Deceniul ONU al științelor oceanului provin de la ONU și UNESCO.

Pentru descoperirile și evenimentele recente (2023–2026) — al patrulea episod global de albire a coralilor, intrarea în vigoare a Tratatului pentru marea liberă, măsurarea unui tsunami de către satelitul SWOT, noile studii despre Marte și Titan — au fost folosite comunicatele oficiale ale agențiilor și relatările presei științifice. Valorile rotunjite sunt aproximative; unele cifre (procentul de fund oceanic cartografiat, suprafața protejată, numărul de specii cunoscute) se schimbă de la an la an.

Imagini și video

Fotografiile și video-urile din carte provin, în cea mai mare parte, din arhivele publice ale NASA și NOAA. Conform politicilor acestor agenții guvernamentale americane, materialele produse de ele nu sunt, în general, protejate de drepturi de autor; creditul fiecărei imagini apare sub ea. O parte dintre imagini sunt preluate prin Wikimedia Commons, care le găzduiește împreună cu informațiile despre autor și licență. Fotografia peștelui-clovn este o imagine aflată în domeniul public. Gravura navei HMS Challenger (1872) este, de asemenea, în domeniul public. Video-ul YouTube „Perpetual Ocean” aparține canalului NASA Goddard și este redat prin playerul oficial YouTube. NASA și NOAA nu sponsorizează și nu girează această carte.

Simulările (sfera cu toată apa Pământului, densitatea, oceanele comparate, valurile, mareele, acidifierea, scufundarea, giganții, sunetul și cronologia) sunt desenate în timp real în pagină, pe baza datelor din sursele de mai sus; unele scări sunt comprimate ca să încapă pe ecran.

Despre această ediție

Ediția din noiembrie 2026. Conținutul reflectă cunoștințele științifice disponibile la această dată. Oceanul este una dintre cele mai puțin explorate părți ale planetei noastre: în fiecare an sunt descrise peste o mie de specii marine noi și sunt cartografiate noi bucăți de fund oceanic. Dacă ceva s-a schimbat de atunci, înseamnă că am mai aflat ceva despre lumea albastră — iar asta e cea mai bună veste posibilă.

Autor

Concepție, design și realizare: Horațiu Hot.

Seen from far away, our planet is neither brown nor green. It is blue. Salt water covers most of its surface and hides the least-known world within our reach.

A planet covered in water

The ocean covers about 71% of Earth’s surface. Pick a random spot on the globe and you would have almost three chances in four of landing in water. Dry land — all the continents and islands put together — is only a small part of the picture.

And it isn’t only about surface. Roughly 97% of all the planet’s water is in the ocean. The remaining 3% or so is fresh water, and most of that is locked in the ice sheets of Antarctica and Greenland or hidden underground. The rivers and lakes we drink from, swim in and write poems about are just a drop in the total.

How much is “a lot”?

The ocean’s average depth is about 3,700 metres — almost one and a half times the height of Moldoveanu Peak, Romania’s highest mountain. Its volume exceeds 1.3 billion cubic kilometres. That number is hard to picture, so let’s turn it into an image.

If you gathered all of Earth’s water — oceans, ice, rivers, lakes, groundwater and the moisture in the air — into a single sphere, it would be about 1,385 km across, roughly the distance from Timișoara to Paris on a map. Next to our globe it would look like a bead. The simulation below shows you this comparison.

The surprise works both ways: the water seems enormous when you stand on the shore, yet it is a thin film compared with the planet. And still, this thin film controls the climate, feeds billions of people and is home to a large share of life on Earth.

The blue lung

We think of forests when we talk about oxygen. But scientists estimate that roughly half of the oxygen produced on Earth comes from the ocean. The producers are beings we cannot see with the naked eye: phytoplankton, microscopic algae that photosynthesise in the sunlit layer. One of them, the bacterium Prochlorococcus, is probably the most abundant photosynthetic organism on the planet. We explore this “invisible forest” in Chapter 12.

Less known than the Moon

We have detailed maps of the entire surface of the Moon and of Mars. We can’t say the same about the ocean floor. Water blocks radar waves and light, so satellites cannot “see” the seabed directly. Fine-detail maps are made with ships’ sonar, metre by metre. As of June 2025, the international Seabed 2030 project reported that only about 27% of the ocean floor had been mapped at high resolution. The rest we know only in broad strokes.

That makes the ocean the last great frontier on Earth. Almost every expedition into the deep finds unknown species, unnamed seamounts or phenomena we don’t yet understand. We will descend into these depths in Chapter 6 and Chapter 11.

Why it matters to us

Even if you live far from the coast — in Timișoara, say, several hundred kilometres from the Black Sea — the ocean shapes your life every day. Most of the water that falls as rain was evaporated from seas and oceans. The ocean soaks up heat and carbon dioxide, slowing global warming. Most of the world’s goods travel by sea.

In the chapters ahead we will find out where all this water came from, why it is salty, how it moves, what lives in it and what we can do to protect it.

Water seems like the most ordinary thing in the world. Yet the question “where did Earth’s water come from?” is one of the great puzzles of planetary science — and the answer is not yet complete.

A scorching start

Earth formed about 4.54 billion years ago, from dust and rock circling the young Sun. Its first tens of millions of years were hellish: giant collisions, oceans of molten rock and, according to the most widely accepted idea, the colossal impact that gave birth to the Moon. Any water at the surface should have boiled away.

The trouble is that close to the Sun, where Earth formed, it was too warm for ice to stay solid. The line beyond which water could freeze — the “snow line” — lay farther out, roughly in the region of the asteroid belt. So how did our planet end up with enough water to fill its oceans?

Two big ideas

1. The water came from within

The rocks that built Earth were not completely dry. Some minerals hold water “locked” inside their crystal structure. As the planet heated up and separated into layers, volcanoes released gases from the interior — water vapour, carbon dioxide, nitrogen. This process is called outgassing. The vapour collected in the atmosphere, and once the planet cooled, it fell as rain for a very long time.

2. The water came from the sky

The second idea says that an important share of the water was delivered later by bodies rich in ice or water-bearing minerals that formed beyond the snow line: asteroids of the carbonaceous chondrite type and, perhaps, comets. The gravity of Jupiter and Saturn would have flung many of them into the inner Solar System.

Most likely, the answer combines the two: water inherited from the planet’s building blocks, plus water delivered by asteroids.

Crystals older than any rock

How do we know when liquid water appeared? At Jack Hills, in Western Australia, geologists have recovered tiny crystals of zircon, an extremely tough mineral. Some are about 4.4 billion years old — the oldest known fragments of Earth material. Their chemistry (especially their oxygen isotopes) suggests they formed from rocks that had been in contact with liquid water at relatively low temperatures.

The early oceans were very different from today’s. The atmosphere had no free oxygen, days were shorter, the Moon was much closer and tides were far stronger. Some studies suggest that at first continents were few and small, and the planet looked like a world almost entirely covered by water. Life most likely began in the ocean too, more than 3.5 billion years ago.

Why Earth kept its water

Venus and Mars probably had surface water too. Venus lost it: too close to the Sun, it overheated, the water evaporated, and ultraviolet light broke the molecules apart, letting the hydrogen escape into space. Mars, smaller and colder, lost most of its atmosphere, and the water that remained froze or hid underground.

Earth was lucky — or rather, it had the right combination of factors:

• Distance from the Sun — far enough for water not to boil, close enough for it not to freeze completely.
• A “cold trap” in the atmosphere — at an altitude of about 10–15 km, the air is so cold that vapour condenses and falls back before it can rise high enough to be broken apart.
• The planet’s mass — enough gravity to hold on to a thick atmosphere.
• The rock cycle — plate tectonics regulates carbon dioxide, and therefore temperature, over long timescales; the magnetic field may help too, although its exact role is still debated.

Water has never stood still since. It circulates endlessly between ocean, atmosphere, land and even the planet’s interior, sinking with tectonic plates and returning through volcanoes. We look at its make-up — and at the salt that ended up in it — in Chapter 3. And at the oceans of other worlds in Chapter 21.

We recognise the taste of the sea from the first mouthful swallowed in the waves. But where does the salt come from, how much of it is there, and why does it matter so much for the way the ocean moves?

How salty is the ocean?

On average, a litre of ocean water holds about 35 grams of dissolved salts. Oceanographers say its salinity is about 35‰ (parts per thousand), or 3.5%. That’s roughly a level teaspoon of salt in every large glass of water.

Most of this “salt” is chloride and sodium ions — the ingredients of table salt. Alongside them are sulphate, magnesium, calcium, potassium and traces of almost every known chemical element, including gold, in vanishingly small concentrations.

Salinity is not the same everywhere. The Red Sea, warm and surrounded by desert, where evaporation is strong, reaches about 40‰. The Baltic Sea, fed by many rivers, is so slightly salty that in some gulfs the water is almost fresh. The Black Sea, with a surface salinity of about 18‰, is also “sweetened” by the Danube and other rivers (see Chapter 5).

Where the salt comes from

The salt comes mostly from land. Rainwater is slightly acidic because it dissolves a little carbon dioxide from the air. When it falls on rocks, it slowly wears them down chemically and releases ions. Rivers carry these ions to the sea. River water holds so few salts that we can’t taste them, but over millions of years they add up.

The second source lies beneath the sea. On the ocean floor, water seeps into cracks in the crust, is heated near magma and gushes out of hydrothermal vents, loaded with minerals. Underwater volcanoes contribute as well.

Density: why some water sinks

Salt water is heavier than fresh water. A cubic metre of seawater weighs around 1,025 kg, compared with about 1,000 kg for fresh water. That’s why you float more easily in the sea than in a lake — and in the Dead Sea, almost ten times saltier than the ocean, you float with hardly any effort.

Density depends on two things: temperature and salinity. Cold, salty water is heavy and sinks. Warm or fresher water is light and stays on top. This simple rule drives the planet’s great deep currents (see Chapter 9). Try it yourself in the simulation below: pick a temperature and a salinity and see whether the water sinks.

An ocean in layers

The ocean is not evenly mixed. The Sun warms only the top layer, which the wind stirs and mixes. Below it, temperature drops sharply in a zone called the thermocline. Deeper still, in the darkness of the deep, the water is almost everywhere just a few degrees above zero, even at the equator.

The same goes for salt: the zone where salinity changes quickly with depth is called the halocline. These invisible “floors” separate the waters like layers of oil and vinegar in a bottle and hold back mixing between the surface and the deep.

When the sea freezes

Salt lowers the freezing point. Fresh water freezes at 0 °C, but ordinary ocean water only at about −1.9 °C. When ice forms on the sea, the crystals push the salt out. The leftover brine is very cold and dense and sinks towards the bottom, helping to form the planet’s deep waters.

Why the sea is blue

Water isn’t quite colourless. It absorbs mostly red, orange and yellow light and lets blue light pass through and scatter. In a glass, the effect is too weak to notice. But through tens of metres of clear water, the blue becomes intense. The reflection of the sky adds a layer of colour at the surface too.

When the sea looks green or turquoise, the cause is usually plankton, which contains chlorophyll, or sediment carried by rivers. Satellites use exactly these shades to track ocean life from hundreds of kilometres up.

Pacific, Atlantic, Indian, Arctic, Southern. Five names for a single world ocean, in which water flows freely from one end of the globe to the other.

One ocean, five basins

If you set off in a boat from the Black Sea, you could reach any seaport on Earth without ever setting foot on land. All the oceans are connected. Oceanographers often speak of the World Ocean, a single body of water divided, for practical and historical reasons, into five large basins.

The boundaries between them follow the continents where possible and agreed lines where not. That’s why area figures vary slightly from source to source, depending on which seas are counted as part of each ocean. The values below are rounded.

The Pacific, the giant

The Pacific Ocean is by far the largest: it covers almost a third of Earth’s surface and is bigger than all the continents put together. It holds the Mariana Trench, with the deepest known point, Challenger Deep, at about 10,935 m. Mount Everest would fit inside with more than two kilometres of water above its summit.

The Pacific is ringed by a chain of volcanoes and earthquake zones called the Ring of Fire. The navigator Magellan named it “pacific”, meaning peaceful, after enjoying fair weather on his crossing — an ironic name for the ocean of typhoons and tsunamis.

The Atlantic, the widening ocean

The Atlantic is the second largest and, by geological standards, a relatively young ocean. It opened when the supercontinent Pangaea broke apart, and the process continues: the Americas and Europe are drifting apart by a few centimetres a year, about as fast as your fingernails grow. Down its middle runs the Mid-Atlantic Ridge, an undersea mountain chain that breaks the surface in Iceland (see Chapter 6).

The Atlantic is linked to the Mediterranean through the Strait of Gibraltar, only about 14 km wide at its narrowest. Two flows pass through this gateway in opposite directions: less salty Atlantic water flows in at the surface, while saltier, denser Mediterranean water flows out underneath and sinks into the depths of the Atlantic.

The Indian, the Southern and the Arctic

The Indian Ocean is the warmest of the five. It is bounded by Asia to the north, and the monsoon — a wind that reverses direction with the seasons — brings rains on which hundreds of millions of people depend.

The Southern Ocean surrounds Antarctica, roughly south of 60° latitude. For a long time it was not officially recognised everywhere. In June 2021, National Geographic added it to its maps as the fifth ocean. What defines it is not a coastline but a current: the Antarctic Circumpolar Current, the strongest on the planet, which flows around the continent without meeting any land (see Chapter 17).

The Arctic Ocean is the smallest and shallowest, almost entirely enclosed by Eurasia and North America. In winter most of it is covered by sea ice, and the extent of that ice at the end of summer is shrinking over the years.

Seas and oceans: what’s the difference?

A sea is usually a smaller part of the ocean, partly enclosed by land: the Mediterranean, the Caribbean, the North Sea. Some are almost closed off, linked to the ocean only by a narrow strait — like the Black Sea, which we explore in Chapter 5. On the other hand, the Caspian Sea, despite its name, is actually the largest lake on Earth.

Now compare the five oceans and the Black Sea in the simulation below: area, average depth and maximum depth.

For Romanians, “the sea” means the Black Sea: Constanța, Vama Veche, the Danube Delta. But beneath its familiar waves lies one of the strangest seas on the planet.

An almost enclosed sea

The Black Sea covers about 436,000 km² — almost twice the area of Romania — and reaches a maximum depth of roughly 2,200 m. Romania has around 245 km of coastline, between the Chilia branch of the Danube and Vama Veche. Alongside Romania, the sea washes the shores of Bulgaria, Turkey, Georgia, Russia and Ukraine.

Its link to the world ocean is a thin thread: the Bosphorus Strait, about 30 km long and in places only a few hundred metres wide, which runs through Istanbul. The Bosphorus leads into the Sea of Marmara; from there the Dardanelles lead to the Aegean, then the Mediterranean and, through Gibraltar, the Atlantic.

Two seas stacked on top of each other

Two flows pass through the Bosphorus in opposite directions. At the surface, the fresher water of the Black Sea flows out towards Marmara. Underneath, saltier and heavier Mediterranean water flows in and sinks into the depths. The Danube, Dniester, Dnieper and other rivers bring in so much fresh water that surface salinity is only about 17–18‰, roughly half that of the ocean.

The result is a sea split into two layers that barely mix: fresher, lighter water on top; saltier, denser water below. Between them, a strong halocline (see Chapter 3) works like a lid.

The oxygen-free deep

Because the layers don’t mix, oxygen from the surface doesn’t reach the deep. Below about 150–200 m, the water holds no dissolved oxygen. Instead, bacteria breaking down dead matter produce hydrogen sulphide — the gas that smells of rotten eggs. Around 90% of the Black Sea’s volume is oxygen-free in this way, making it the largest body of anoxic water in the world.

Ordinary animal life stops at this boundary. Below it live only specially adapted microorganisms. For fish, dolphins and jellyfish, the Black Sea effectively has a single habitable “floor”, a few hundred metres thick.

The Danube Delta and life in the sea

The Danube flows into the Black Sea through one of the largest and best-preserved deltas in Europe. The Danube Delta is a biosphere reserve and, since 1991, a UNESCO World Heritage Site, with hundreds of bird species, vast reed beds and lakes. The river’s sediment- and nutrient-laden waters are clearly visible from space, as a brownish plume blending into the blue of the sea.

Three species of cetaceans live in the Black Sea, each represented by its own local subspecies: the common dolphin, the bottlenose dolphin and the harbour porpoise, the smallest of them. All are protected. The sea is also home to anchovies, horse mackerel, turbot and sturgeon, which swim up the Danube to spawn — though sturgeon are now critically endangered.

Blooms and mucilage

Nutrients carried by rivers — including fertiliser washed off fields — can feed explosions of plankton. When these “blooms” die and decay, they use up the oxygen in the water. From the 1970s to the 1990s, the northwestern Black Sea suffered serious episodes of this kind. In 2021, the neighbouring Sea of Marmara was smothered in mucilage, a slimy substance produced by plankton in warm, polluted water.

The Black Sea flood: a disputed idea

During the last ice age, sea level was much lower and the Black Sea was a freshwater lake, cut off from the Mediterranean. In 1997, American geologists William Ryan and Walter Pitman proposed that some 7,500–9,000 years ago the Mediterranean broke through the Bosphorus and rapidly filled the lake, flooding inhabited shores. The idea was even linked to the legend of the Flood.

The people of our sea

Scientific study of the Black Sea in Romania is tied to Grigore Antipa, the biologist who studied the fisheries of the Danube and the sea and laid the foundations of Romanian oceanography. The natural history museum in Bucharest and the national marine research institute in Constanța both bear his name. In 1926, Professor Ioan Borcea founded the Marine Zoological Station at Agigea, which turned one hundred in 2026.

If we drained the ocean, we would discover a landscape more spectacular than anything on the continents: endless plains, mountains as big as the Alps, valleys deeper than Everest is tall.

From the shore to the deep

Starting from the beach, the seabed first slopes gently down across the continental shelf. This is really the drowned edge of the continent, usually less than 200 m deep. In some places it is only a few kilometres wide; in others — as off northern Siberia — it stretches for hundreds of kilometres. Most of the fish we catch live here, and many oil and gas deposits lie here too.

At the edge of the shelf, the ground tilts sharply: next comes the continental slope, a steep drop scored by submarine canyons, some comparable to the Grand Canyon. At its foot, piled-up sediment forms the continental rise, which leads down into the ocean depths.

The abyssal plains

At depths of about 3,000–6,000 m lie the abyssal plains, the flattest surfaces on Earth. They cover a large part of the ocean floor. Their smoothness comes from an endless rain of fine particles — wind-blown dust, plankton remains, clay — that settle slowly and bury every bump. The layer grows by just a few millimetres or centimetres every thousand years.

The ridge: the planet’s backbone

Winding through the middle of the oceans is the mid-ocean ridge, a chain of undersea mountains about 65,000 km long — the longest mountain range on Earth. More than 90% of it is underwater. In Iceland it rises above the sea, and you can literally walk along the boundary between the North American and Eurasian tectonic plates.

The ridge is where the ocean floor is born. Along its axis, magma rises from the mantle, cools and forms new crust, which slowly moves away on both sides. This is also where hydrothermal vents appear, where hot, mineral-laden water gushes from the seabed, feeding ecosystems that don’t depend on sunlight (see Chapter 16).

Trenches, seamounts and hidden islands

Where one tectonic plate slides beneath another, the ocean floor forms long, narrow trenches. The deepest is the Mariana Trench in the Pacific, with Challenger Deep at about 10,935 m. Down there, the pressure is more than a thousand times greater than at the surface.

The ocean floor is also dotted with seamounts — volcanoes, many of them extinct, that don’t reach the surface. Scientists estimate there are tens of thousands of seamounts taller than 1,000 m, and the vast majority have never been visited. Some have flattened tops, planed off by waves when they were islands, before they sank. Their slopes are often covered with deep-sea coral forests.

How to map the dark

The British HMS Challenger expedition (1872–1876) measured depth by lowering a weighted rope until it hit bottom — sometimes taking hours for a single point. In the 20th century came sonar: a ship sends a sound downwards and times how long the echo takes to return. Since sound travels through water at about 1,500 m per second, time becomes depth.

In the 1950s, at Columbia University in New York, geologist and cartographer Marie Tharp turned thousands of these measurements, gathered at sea by her colleague Bruce Heezen, into maps of the Atlantic floor. She noticed a deep valley running along the crest of the ridge — a rift where the crust is pulling apart. Heezen was sceptical at first, but the discovery became one of the key pieces of evidence for plate tectonics. For years, Tharp was not allowed on research ships because she was a woman.

A wave looks like water racing towards the shore. In reality, it is energy passing through the water, the way a ripple runs along a shaken rope.

How a wave is born

Almost every wave you see at the beach was made by the wind. As air blows across the sea, it rubs the surface and wrinkles it. The wrinkles give the wind something to push against, and the waves grow. How big they get depends on three things: how hard the wind blows, how long it blows, and over what distance of open water — a distance called the fetch.

That is why the biggest ordinary waves form in the Southern Ocean, where the westerly winds blow almost without pause around the planet, with no continent in the way. On a small, enclosed sea, waves simply have no room to grow as much.

Here is the surprise: the water in a wave does not move forward. Each drop traces a small circle and returns to nearly the same spot. A gull floating on the waves just rises and falls. The motion fades with depth: at a depth equal to half the wavelength, the water is almost still.

When the wave reaches the shore

Near the coast, the seabed “brakes” the bottom of the wave. The wave slows, bunches up and grows taller, until the crest outruns the base and topples over: that is the breaking wave surfers look for. The shape of the seabed decides everything: a reef or an underwater canyon can focus the energy and raise enormous waves. At Nazaré, in Portugal, a deep canyon just offshore produces some of the biggest waves ever surfed, more than 20 metres high.

Rogue waves

For centuries, sailors told stories of “walls of water” appearing out of nowhere. Scientists believed them only once an instrument measured one. On 1 January 1995, the Draupner platform in the North Sea, off Norway, recorded a wave about 25.6 metres high, in a sea where typical waves were around 12 metres.

A rogue wave is a wave more than twice as tall as the waves around it. It appears when several waves line up “in step”, or when a strong current squeezes them together. Today we know they are rare, but far more common than once thought.

Waves you cannot see

The ocean is layered by density: warm, light water on top, cold, salty water below (see chapter 3). Along the boundary between layers travel internal waves, which can be tens or even more than a hundred metres tall, yet barely show at the surface. They give themselves away only as faint bands of smoother or rougher water, visible from orbit in the sunlight.

Tsunami: the wave that crosses an ocean

A tsunami is not made by wind. It is born when an undersea earthquake, a landslide or a volcanic eruption suddenly lifts or drops a huge column of water — from the seabed all the way to the surface. The word is Japanese and means “harbour wave”.

A tsunami’s speed depends only on depth: roughly √(g·d), where g is gravitational acceleration and d is the depth. In an ocean 4,000 metres deep, that means about 700 km/h — the speed of an airliner. Out at sea, the wave is often less than a metre high and hundreds of kilometres long; a ship won’t even notice it. Only near the coast does it slow down, bunch up and grow menacingly.

Try it below: compare a wind wave with a tsunami and see how speed changes with depth.

On 26 December 2004, an earthquake of magnitude about 9.1 off the island of Sumatra set off a tsunami that struck the coasts of more than ten countries around the Indian Ocean and killed around 230,000 people. On 11 March 2011, the magnitude-9 Tōhoku earthquake in Japan sent waves that ran up more than 30–40 metres onshore in places and damaged the Fukushima nuclear power plant.

On some coasts, the sea retreats hundreds of metres and then returns, twice a day, with clockwork precision. The engine behind this coming and going is 384,000 kilometres away.

The Moon pulls on the ocean

Gravity weakens with distance. The side of Earth facing the Moon is pulled slightly harder than the planet’s centre, and the far side slightly less. This difference, called the tidal force, gently stretches the ocean, like a ball squeezed between two palms. The result: two “bulges” of water, one towards the Moon and one on the exact opposite side.

Earth rotates beneath these bulges. A spot on the coast therefore passes through two high tides and two low tides a day. But the Moon is also moving along its orbit, so a “lunar day” lasts about 24 hours and 50 minutes. That is why a tidal cycle lasts on average about 12 hours and 25 minutes, and high tide arrives almost an hour later each day.

The Sun joins in

The Sun is far more massive than the Moon, but about 390 times farther away. Its tidal effect is roughly half the Moon’s. When the Sun, Earth and Moon line up — at new Moon and full Moon — the forces add together and we get spring tides (nothing to do with the season), with very high highs and very low lows. When the Sun and Moon pull at right angles — at first and last quarter — they partly cancel out, and the tides are weak: neap tides.

Move the Moon around its orbit in the simulation below and watch how the height of the tide changes.

From a few centimetres to 16 metres

The two-bulge picture is just the start. Continents block the water’s motion, so in each ocean basin the tide “sloshes” in its own way, rotating around points where the tidal range is almost zero. The shape of the coast can amplify this sloshing enormously.

The world record belongs to the Bay of Fundy, between the Canadian provinces of New Brunswick and Nova Scotia: the difference between high and low tide reaches about 16 metres, the height of a five-storey building. The bay is just the right length for the water to resonate with the rhythm of the tide, like a child on a swing pushed at exactly the right moment.

At the other extreme is the Black Sea (see chapter 5). Almost enclosed and linked to the ocean only through narrow straits, it has tides of just a few centimetres. In Constanța, Romania, nobody pays them any attention; the sea level changes more because of wind and the water brought in by the Danube.

Life between the tides, and tidal power

The strip of shore covered and uncovered by the tide, the intertidal zone, is one of the toughest places to live: twice a day, its animals switch from life underwater to sun, wind and sometimes rain. Mussels clamp shut, snails cling to the rocks and crabs hide in the pools left between the stones.

Tides are also a predictable source of energy, unlike wind or sunshine. The La Rance power station in France has run since 1966, using a barrage across an estuary, and the one at Sihwa Lake in South Korea is now the most powerful of its kind. Underwater turbines, like windmills beneath the sea, are being tested in straits with strong tidal currents, for example in Scotland.

The same force that moves the water in our harbours heats entire oceans hidden beneath ice on other worlds — such as Europa, Jupiter’s moon (see chapter 21).

The ocean is never still. Huge rivers flow through it, some at the surface, others in the depths, moving water, heat, food and life around the entire planet.

The wind sets the water moving

Surface currents are driven mainly by the prevailing winds: the trade winds, which blow from the east near the Equator, and the westerlies at mid-latitudes. But the water doesn’t go exactly where the wind pushes it. Because Earth rotates, currents are deflected — to the right in the Northern Hemisphere and to the left in the Southern. This is called the Coriolis effect.

Wind, Earth’s rotation and the shape of the continents make surface water turn in immense loops called gyres. There are five major gyres: two in the Pacific, two in the Atlantic and one in the Indian Ocean. In the Northern Hemisphere they turn clockwise, in the Southern anticlockwise. At the heart of the North Atlantic gyre lies the Sargasso Sea, the only sea with no coastline at all, known for its mats of floating seaweed.

The Gulf Stream, Europe’s radiator

Along the western edge of the North Atlantic gyre flows the Gulf Stream, one of the most powerful currents on Earth. It starts in the Gulf of Mexico, squeezes out between Florida and the Bahamas, runs up the coast of North America and then crosses the Atlantic towards Europe. It carries dozens of times more water than all the world’s rivers combined. As early as around 1770, Benjamin Franklin published one of the first charts of it, so that mail ships could ride it or avoid it.

The Gulf Stream and its extension, the North Atlantic Current, carry heat towards north-western Europe. They aren’t the only reason London is milder than Canadian cities at the same latitude — the winds matter a lot too — but their contribution is important. The current is no calm river: it twists, forms meanders and sheds eddies tens of kilometres across, which look stunning in the visualization below.

The global conveyor belt

Beneath the surface currents there is a slow circulation driven not by wind but by temperature and salinity — which is why it is called thermohaline circulation. In the North Atlantic and around Antarctica, surface water cools sharply, and when the sea freezes, the salt stays behind in the surrounding water. The water becomes cold, salty and heavy, and sinks to the ocean floor (we saw why in chapter 3).

Once at the bottom, the water sets off on a slow journey through all the oceans, rises to the surface again in the Indian and Pacific Oceans, then returns. Scientists call it the global conveyor belt. A drop of water may need around a thousand years to complete a full circuit.

El Niño and La Niña

Normally, the trade winds push warm surface water across the Pacific towards Asia and Australia, while cold water rises from the depths off Peru. Every few years — usually every 2 to 7 — the trade winds weaken and the warm water sloshes back towards South America. Peruvian fishermen noticed this for centuries, often around Christmas, and called it El Niño, “the Child”.

El Niño changes the weather across half the planet: torrential rain in Peru, drought in Australia and Indonesia, and years with a strong El Niño tend to be among the warmest globally. The opposite phase, with cooler-than-usual water in the eastern Pacific, is called La Niña.

Water rising from the deep

Where the wind pushes surface water away from the coast, cold water from below rises to take its place. This is called upwelling, and it brings nutrients — the sea’s fertiliser — up to the surface. Upwelling zones, such as those off Peru, California or south-western Africa, cover a tiny share of the ocean but yield a disproportionately large share of the world’s fish catch. Without currents, the ocean would be far poorer in life — and in chapter 12 we will meet the first to feast on those nutrients.

If the atmosphere alone had taken in all the heat Earth has gathered over recent decades, we would already be living on a much hotter planet. The ocean has shouldered most of the load — but that comes at a price.

The planet’s heat battery

Water needs a great deal of energy to warm up. The top few metres of the ocean can store as much heat as the entire atmosphere above them. That is why the ocean has absorbed more than 90% of the extra heat trapped by greenhouse gases since the middle of the last century. The air has warmed with only what was left.

This has protected us, but it has changed the ocean. In 2023 and 2024, the average temperature of the ocean surface broke record after record. The heat doesn’t stay at the surface: it slowly sinks into the depths, where it will remain for centuries, even if emissions stopped tomorrow.

The sea is rising

Sea level rises for two reasons. First, warm water takes up more space — it expands. Second, mountain glaciers and the ice sheets of Greenland and Antarctica are melting and pouring water into the sea (see chapter 17). The share of each cause varies from year to year.

Satellites have measured sea level continuously since 1993. Since then, the global average has risen by about 10 centimetres, according to NASA. More worrying is the pace: the rate of rise has nearly doubled since the early 1990s. A few centimetres may sound small, but on a low-lying coast every centimetre pushes storm surges further inland.

A more acidic ocean

The ocean also absorbs roughly a quarter to nearly a third of the carbon dioxide we release by burning fossil fuels. Without that, warming would be much faster. But dissolved CO₂ forms carbonic acid, and seawater’s chemistry changes.

Before the industrial era, the average pH of the ocean surface was about 8.2. Today it is around 8.05. That sounds like a small change, but the pH scale is logarithmic: it means the ocean has become roughly 30–40% more acidic. For clams, oysters, corals and the tiny sea snails called pteropods, building a shell of calcium carbonate gets harder.

Play with the simulation: choose how much CO₂ reaches the atmosphere and see how ocean pH could change by 2100.

Heatwaves under water

Just as on land, the ocean has spells of days or months when the water is far warmer than normal: marine heatwaves. They have become much more frequent in recent decades. They can bleach coral reefs (see chapter 13), drive away schools of fish and wipe out the kelp forests of cool coasts.

Hurricanes fed by warm water

A hurricane is an engine powered by warm water: it needs a sea surface above about 26 °C. The warmer the water, and the deeper the warm layer, the more energy the storm has to draw on. Scientists are seeing more and more rapid intensification — storms that grow from a low category to a devastating one in just a day or two. In October 2024, Hurricane Milton in the Gulf of Mexico climbed from Category 1 to Category 5, the highest, in about a day.

The ocean is not a single place but several worlds stacked on top of each other. Go down a few hundred metres and the Sun disappears; go down a few kilometres and you enter a cold, dark, crushing universe where life has nonetheless found a way.

Five floors of the ocean

Oceanographers divide the water column into zones according to how much light reaches them. The boundaries are approximate, but they give a simple map of the deep:

• Sunlight zone (0–200 m) — enough light for photosynthesis. Home to plant plankton, coral reefs and most of the fish we know.
• Twilight zone (200–1,000 m) — faint, bluish light, too little for plants.
• Midnight zone (1,000–4,000 m) — total darkness; the only light is made by animals.
• Abyssal zone (4,000–6,000 m) — the vast plains of the ocean floor, just a few degrees above freezing.
• Hadal zone (below 6,000 m) — the ocean trenches, named after Hades, the underworld of Greek mythology.

Make the descent yourself, from the surface to 11,000 metres, and watch how light, temperature and pressure change:

Light fades colour by colour

Water doesn’t absorb all colours equally. Red goes first, within the top few metres; that’s why a diver cut at 20 metres sees blood looking dark greenish. Orange, yellow and green follow. Blue penetrates deepest — hence the colour of the sea. By about 200 metres there is too little light for photosynthesis, and below about 1,000 metres not a single ray of sunlight arrives.

Many deep-sea animals are red for exactly this reason: in a world without red light, red looks black and makes them invisible.

Pressure: an elephant on a postage stamp

At the surface, the air presses down with one atmosphere. In water, pressure rises by about one atmosphere every 10 metres. At 1,000 metres it is around 100 times greater than at the surface; at the bottom of the Mariana Trench, almost 11,000 metres down, it exceeds 1,000 atmospheres — as if more than a tonne were resting on every square centimetre.

Life in the twilight zone

The twilight zone probably hides the largest amount of fish on Earth. Some estimates suggest more fish live here, by total mass, than in all the rest of the ocean — though the numbers are still highly uncertain. Small fish called bristlemouths, just a few centimetres long, are thought to be among the most numerous vertebrates on the planet.

Many of these animals rise towards the surface at night to feed and sink again at dawn to hide from predators — the largest migration on Earth, which we explore in chapter 12. Along the way, they carry carbon into the depths and help the ocean store CO₂.

The abyss and the trenches

Further down, in the midnight zone, the only light is made by the animals themselves, through bioluminescence (see chapter 16). The water is 1–4 °C, and food arrives mostly from above, as a “marine snow” of debris drifting slowly down from the sunlit layers.

The hadal trenches are home to small crustaceans, worms and sea cucumbers. The deepest fish ever filmed is a snailfish (family Liparidae), caught on camera at 8,336 metres in the Izu-Ogasawara Trench, south of Japan, in 2022. Biologists think fish cannot survive below about 8,200–8,400 metres: the substance that shields their cells from pressure would reach concentrations their bodies can no longer tolerate.

Take a breath. Some of the oxygen in it was made by living things so small you couldn’t see them even with a magnifying glass. They drift by the billions in every litre of seawater.

The wanderers

The word plankton comes from the Greek planktos, “wanderer”. It doesn’t name a group of species but a way of life: plankton is any living thing that cannot swim against the current and lets the water carry it. Some are microscopic; others — like jellyfish — can be more than a metre across.

Plankton comes in two big families. Phytoplankton is the “plant” side: microscopic algae and bacteria that photosynthesise, using sunlight to turn carbon dioxide and water into food while releasing oxygen. Zooplankton is the “animal” side: tiny crustaceans, fish and crab larvae, jellyfish — all feeding on phytoplankton or on each other.

Half the planet’s oxygen

Phytoplankton carries out roughly half of all photosynthesis on Earth and, with it, about half the oxygen produced each year. That’s despite its total mass at any moment being small compared with land plants: its cells live only a few days, but they multiply very fast.

One of the most important producers is also one of the smallest: the bacterium Prochlorococcus, discovered only in 1988. It is less than a thousandth of a millimetre across and is the most abundant photosynthetic organism on the planet. By some estimates, it alone produces nearly a fifth of the biosphere’s oxygen.

Jewels of glass and chalk

Diatoms are single-celled algae enclosed in a little box of glass — silicon dioxide — made of two halves that fit together like a lid on a box. Under the microscope they look like jewellery: discs, stars, tiny boats, all pierced with delicate patterns.

Coccolithophores armour themselves with plates of calcium carbonate. When they die, the plates sink to the seabed. Over millions of years, they built up thick layers of chalk — the famous White Cliffs of Dover, in England, are largely made of such microscopic skeletons.

Blooms seen from space

In spring and summer, when the water has enough nutrients and light, phytoplankton multiplies explosively. These blooms tint the sea green, turquoise or brownish over hundreds of kilometres and are easy to see from orbit. Eddies and currents (see chapter 9) draw them into spirals and streaks.

The Black Sea has such blooms too, visible from space in late spring. Sometimes, though, when the water receives too many nutrients from farms and cities, blooms grow too large: as the algae die and decay, they use up the oxygen in the water and can suffocate the fish and shellfish on the bottom.

Krill and the great migration

Zooplankton is the link between plankton and the rest of ocean life. Antarctic krill, a crustacean the size of a little finger, lives in swarms so dense they turn the water red. Its total mass is measured in hundreds of millions of tonnes, and the whales, penguins, seals and fish of the Southern Ocean depend on it (see chapter 17). A blue whale can eat several tonnes of krill in a single day.

Every evening, countless small animals rise from the twilight zone towards the surface to feed under cover of darkness, then sink back hundreds of metres at dawn. This is diel vertical migration — the largest migration on Earth, repeated every day, in every ocean.

This migration is part of the biological pump: plankton captures carbon at the surface, and the animals that eat it, along with debris falling as “marine snow”, carry it into the depths, where it can stay for centuries.

Coral reefs cover a sliver of the ocean floor, yet they shelter a huge share of its life. They are the largest structures built by living things on Earth — and among the most fragile.

An animal that looks like a plant

At first glance, a coral looks like a rock or a plant. In fact, it is a colony of tiny animals called polyps, relatives of jellyfish and sea anemones. Each polyp has a soft, tube-shaped body with a crown of tentacles around its mouth. At night the tentacles come out and catch plankton with stinging cells.

The secret of reef-building corals is a partnership. Living inside their tissues are microscopic algae called zooxanthellae. The algae photosynthesise and give the coral most of its food — sugars and other compounds — and in return they get shelter and nutrients. The algae also give corals their vivid colours.

Polyps draw calcium and carbonate from seawater and build a small limestone skeleton beneath their bodies. Generation after generation, the skeletons pile up. That is how entire reefs grow over thousands of years — a few millimetres to a few centimetres a year.

Rainforests of the sea

Reefs cover less than 1% of the ocean floor, yet they are home to around 25% of all known marine species. Fish, crabs, octopuses, turtles, sharks and countless invertebrates find food, hiding places and spawning grounds here. That is why reefs are often called the “rainforests of the sea”.

Reef-building corals need warm, clear, shallow water, where light reaches their algae. So the great reefs lie in the tropics, roughly between the Tropic of Cancer and the Tropic of Capricorn. The Black Sea, too cold and too murky, has no coral reefs.

Reefs matter to people too: they shield coastlines from waves and storms, feed whole fishing communities and draw tourists. Some compounds found in reef organisms are being studied for new medicines.

The Great Barrier Reef

Off the coast of Australia lies the largest reef system on the planet: the Great Barrier Reef, more than 2,000 km long and made up of nearly 3,000 separate reefs and hundreds of islands. It is so large that it can be seen from space, and it is a UNESCO World Heritage Site.

Bleaching: when corals lose their colour

Corals live very close to their temperature limit. When the water stays too warm for several weeks — even just 1 °C above the usual summer maximum — the partnership breaks down: corals expel their algae. What is left is transparent tissue over a white skeleton. This is coral bleaching.

A bleached coral is not dead yet, but it is starving. If the water cools in time, the algae can return and the coral recovers. If the stress lasts too long, the coral dies and the reef becomes overgrown with stringy algae.

Mass bleaching is a new phenomenon: the first global event was observed in 1998, followed by others in 2010 and 2014–2017. As the ocean warms (Chapter 10), the gaps between them grow shorter, and acidifying water makes building skeletons harder too.

How we help reefs

The most important step is limiting global warming. Beyond that, scientists and volunteers are trying to buy time. In underwater “nurseries”, coral fragments are grown on suspended frames, then replanted on reefs. Laboratories raise coral larvae and search for strains that tolerate heat better. Marine protected areas reduce overfishing and pollution so reefs can recover more easily.

Even gamers can help. NASA’s NeMO-Net project turned coral mapping into a game: players colour in images of reefs, and their answers train an artificial-intelligence program to recognise coral types in images.

Fish are the most numerous vertebrates on Earth. From fish smaller than a grain of rice to the whale shark, as long as a bus, they have conquered every corner of the water.

A world of more than 36,000 species

Scientists have so far described more than 36,000 species of fish — more than all species of mammals, birds, reptiles and amphibians combined. Almost half live in fresh water, the rest in seas and oceans. Hundreds of new species are added every year, many of them from the deep.

Most are bony fish, with skeletons of bone, scales and usually a gas-filled swim bladder that helps them float without effort. Sharks, rays and chimaeras form a separate group: the cartilaginous fish, whose skeletons are made of cartilage, the flexible material in our ears and nose.

Fish breathe through gills, which pull dissolved oxygen out of the water. Many also have a sense we lack: the lateral line, a row of sensors along the body that feels movement and vibrations in the surrounding water.

Schools: safety in numbers

About a quarter of fish species live in schools for their whole lives, and many others for part of them. A school of sardines or herring can number millions of individuals that turn at once, like a single organism. For a predator, picking one target out of a shimmering cloud that changes every instant is hard. Schooling also helps fish find food and save energy while swimming.

Sharks, 450-million-year survivors

The first sharks (or their close relatives) appeared around 450 million years ago. The first trees appeared only about 385 million years ago. Sharks have survived every mass extinction, including the one that ended the dinosaurs.

Today there are more than 500 species of shark. Most are medium-sized or small; some, like the dwarf lanternshark, fit in your hand. Sharks have extraordinary senses: they can detect traces of blood in the water, vibrations from far away and even the weak electric fields produced by their prey’s muscles, using special pores on their snouts.

The Greenland shark holds an astonishing record. A 2016 study that dated the eye lenses of several specimens estimated that it can live at least about 270 years, and possibly close to 500 — the longest-lived vertebrate known. In the cold waters of the Arctic, it grows only about a centimetre a year.

Gentle giants

The largest fish in the world is the whale shark. Adults are usually around 12 m long, and some individuals may reach, by estimate, about 18 m. Yet this giant feeds on plankton and small fish, filtering water through its gills. It is harmless to people, and divers often swim alongside it.

Manta rays, relatives of sharks, are filter feeders too; the giant oceanic manta’s “wings” can span more than 7 m from tip to tip. Mantas have one of the largest brains among fish relative to body size, and some experiments suggest they may recognise themselves in a mirror.

How big are these giants really? Compare them in the simulation below with other ocean giants — and with a human.

For comparison, the biggest animals in the simulation are not fish but mammals: the whales you will meet in the next chapter.

Why we need sharks

Sharks are top predators: they remove sick and weak animals and keep the populations they feed on in balance. When sharks disappear from an area, the effects can ripple through the entire food web, all the way to coral reefs and seagrass meadows. Protecting sharks means protecting the whole ocean.

Whales, dolphins, seals and manatees breathe air, give birth to live young and feed them milk, just like us. Their ancestors lived on land, then, over millions of years, returned to the ocean.

Back into the water

About 50 million years ago, some four-legged mammals, distant relatives of the hippopotamus, began looking for food in shallow water. Generation after generation, their front legs became flippers, their hind legs disappeared and their nostrils moved to the top of the head, becoming the blowhole. That is how the cetaceans arose: whales, dolphins and porpoises.

Other groups made the same journey separately: the pinnipeds (seals, sea lions and walruses), the sirenians (manatees and dugongs), sea otters and even the polar bear, which is considered a marine mammal because it spends most of its life on sea ice, hunting seals.

The blue whale, the largest animal in history

The blue whale can reach about 30 m in length and more than 150 tonnes — more than any known dinosaur. Its tongue alone can weigh as much as an elephant, and its heart as much as a small car. Yet it feeds on some of the ocean’s smallest animals: krill, crustaceans a few centimetres long. In feeding season, a blue whale can swallow several tonnes of krill a day.

Blue whales have baleen instead of teeth: flexible plates hanging from the upper jaw like a brush. The whale takes a gigantic gulp of water, then pushes it out through the baleen, and the krill stay trapped inside.

Songs and dives

Male humpback whales sing. Their songs are built from repeating themes and can go on for hours. All the males in a population sing nearly the same song, which changes gradually from year to year — and sometimes a new song spreads from one population to another across an entire ocean. Recordings of these songs, published in the early 1970s, helped spark the “Save the Whales” movement.

In water, sound travels almost 4.5 times faster than in air — about 1,500 m/s — and fades far more slowly. The low-frequency calls of the great whales can be heard hundreds of kilometres away. Hear the difference in the simulation:

The sperm whale, the largest toothed predator on Earth, has the biggest brain in the animal kingdom. It regularly dives below 1,000 m, sometimes to about 2,000 m, to hunt squid, and can stay underwater for more than an hour. The record, however, belongs to a smaller relative: Cuvier’s beaked whale, tracked at almost 3,000 m deep and for more than three and a half hours underwater.

Dolphins, orcas and the dolphins of the Black Sea

The orca, or killer whale, is actually the largest dolphin. It lives in families led by older females, and each group has its own “dialect”. Some groups hunt only fish, others only seals or other whales, using techniques passed down from one generation to the next.

The Black Sea has three cetacean species, each with its own subspecies: the common dolphin, the bottlenose dolphin and the harbour porpoise, the smallest of the three. In the 20th century they were hunted heavily for blubber and skin; hunting was banned across the whole Black Sea from 1983. Today they are protected, threatened mostly by fishing nets in which they get entangled. On the Romanian coast they can sometimes be spotted from the shore.

Seals, manatees and the polar bear

Seals and sea lions hunt in the water but rest and give birth on land or ice. The Black Sea once had seals too: the Mediterranean monk seal used to live along its coasts, but disappeared from there in the second half of the 20th century.

Manatees and dugongs are the only vegetarian marine mammals; they graze on seagrass in warm, shallow waters. Their giant relative, Steller’s sea cow, about 8 m long, was hunted to extinction just 27 years after it was discovered in 1741.

You will learn more about the polar bear and the ice it depends on in Chapter 17.

Whaling and the whales’ return

With harpoon cannons and factory ships, the 20th century became the cruellest in whale history: nearly 3 million were killed. Some blue whale populations fell by more than 95%. In 1982 the International Whaling Commission voted for a moratorium on commercial whaling, which took effect in 1986.

The results are visible: many humpback populations have made a spectacular comeback, and southern right whales and eastern Pacific grey whales have grown back too. Blue whales, however, are recovering much more slowly. The return of the whales is one of conservation’s finest success stories (Chapter 20).

The deep ocean is the largest living space on the planet — and the least known. Total darkness, cold, crushing pressure. And yet life has found solutions here stranger than any science-fiction film.

Living light

Below about 1,000 m, sunlight vanishes completely (Chapter 11). The only light down there is made by animals: bioluminescence. A chemical reaction between a substance called luciferin and an enzyme, luciferase, produces cold light, usually blue or green — the colours that travel farthest through water.

A study by the Monterey Bay Aquarium Research Institute (MBARI) found that roughly three quarters of the animals observed in the water column, from the surface down to about 4,000 m, can produce light. Bioluminescence is probably the most widespread form of communication on Earth.

Animals use it in many ways: to lure prey, find a mate, startle a predator with a sudden flash or hide. Many have light organs on their bellies that mimic the faint light coming from above, so their silhouette can’t be seen from below — a camouflage called counter-illumination.

Hunters with lanterns

The deep-sea anglerfish carries a “fishing rod” on its head: a spine of its dorsal fin tipped with a glowing bulb that houses bioluminescent bacteria. Curious prey swims towards the light — and disappears into a mouth full of needle-sharp teeth. In some species the much smaller male latches onto the female with his teeth and fuses with her for the rest of his life.

In the abyss, food is scarce. That is why many animals have enormous mouths and stretchy stomachs so they never miss a chance, and their bodies are often soft, watery and energy-saving.

Oases in the dark: hydrothermal vents

In 1977, researchers exploring the rifts near the Galápagos Islands with the submersible Alvin were looking for warm springs on the ocean floor. They found them — but they also found something no one expected: oases full of life. Tube worms with red plumes, giant clams, white crabs and shrimp crowded around cracks venting hot water, more than 2,000 m down.

Two years later, on the East Pacific Rise, black smokers were discovered: mineral chimneys gushing water loaded with minerals at temperatures of up to about 400 °C. The water doesn’t boil because the enormous pressure prevents it. When it meets the cold deep water, the dissolved minerals instantly precipitate, like black smoke.

Life without the Sun

The discovery changed biology. Until then, almost every food chain on Earth was thought to start with photosynthesis — that is, with sunlight. At hydrothermal vents, the base of the chain is bacteria that get their energy from chemicals, mainly hydrogen sulphide — a process called chemosynthesis.

Giant tube worms (Riftia), which can exceed 2 m, have no mouth and no stomach. They live in partnership with bacteria housed inside their bodies, which make their food. The red plume at the tip gets its colour from haemoglobin, which carries oxygen and hydrogen sulphide to the bacteria.

Coral gardens in the dark

Not all corals live in bright tropical waters. On seamounts and continental slopes grow deep-sea corals, which have no algae and feed on particles brought by currents. They grow extremely slowly: some black coral colonies off Hawaii are more than 4,000 years old, among the oldest living animals known.

These ecosystems are fragile: a fishing net dragged along the bottom can destroy in minutes what took millennia to grow. That is why researchers urge caution before the deep sea is opened up to mining.

In the north, an ocean surrounded by continents. In the south, a continent surrounded by ocean. The two polar oceans look alike — ice, cold, long nights — but they are very different worlds. And both are changing fast.

Two poles, two worlds

The Arctic Ocean is the smallest and shallowest of the five oceans. It is almost enclosed by land — Europe, Asia, North America and Greenland — and for much of the year it is covered by a floating layer of sea ice, usually one to a few metres thick. There is no land at the North Pole: only ice floating on the ocean.

At the other end, Antarctica is a continent covered by an ice sheet almost 2 km thick on average. Around it lies the Southern Ocean, recognised as the fifth ocean by many geographers and, since 2021, by National Geographic too (Chapter 4). In winter, the sea ice around Antarctica covers nearly 18 million km² — more than the area of Russia — and in summer it shrinks back to a few million.

The shrinking Arctic ice

Since 1979, satellites have measured the extent of sea ice every day. Each year has a maximum, in March, and a minimum, in September. The September minimum has fallen on average by about 12–13% per decade compared with the 1981–2010 average. The record low came in 2012, when the ice shrank to about 3.4 million km². The ice is also thinner than before: old, thick ice that survived several years has become rare.

Why does it matter? White ice reflects most sunlight back into space. Dark ocean water absorbs it. The more ice melts, the more the ocean warms — and the more ice melts. This is one reason the Arctic is warming several times faster than the planet as a whole.

The polar bear, hunter on the ice

The polar bear is the largest land carnivore — but it spends most of its life on sea ice, so it is classed as a marine mammal. It hunts mainly seals, waiting for them at breathing holes in the ice. It is an excellent swimmer and can cover tens of kilometres in water. Without ice, though, it has nowhere to catch its food. That is why its future depends directly on Arctic ice.

The Southern Ocean and the strongest current

Around Antarctica flows the Antarctic Circumpolar Current, the only current that circles the entire planet without being blocked by a continent. It is the strongest ocean current: it carries more than a hundred times as much water as all the world’s rivers combined. The current keeps cold water circling Antarctica and helps isolate the continent from the warmth to the north.

Here too, near Antarctica, very cold and salty seawater sinks to the ocean floor and sets off northwards. It is one of the “engines” of the great ocean conveyor belt you read about in Chapter 9.

Krill, penguins and icebergs

Life in the Southern Ocean rests on an animal just a few centimetres long: Antarctic krill. Its total biomass is estimated at hundreds of millions of tonnes, one of the largest of any single animal species on Earth. Whales, seals, fish, seabirds and penguins all live off krill.

The emperor penguin is the only one that incubates its egg in the depths of the Antarctic winter, at temperatures of −40 °C. The male holds the egg on his feet, under a fold of skin, for about two months without eating. To hunt, emperor penguins can dive deeper than 500 m.

When the edge of the ice on the continent breaks off, icebergs are born. Tabular ones, flat as a table, can be enormous: iceberg B-15, which broke away in 2000, measured around 11,000 km², about the size of Jamaica. Only a small part of an iceberg shows above the water; almost 90% lies below the surface.

For thousands of years, people sailed across the ocean’s surface with no idea of what lay beneath. Only in the last 150 years have we begun to descend into the deep — first with ropes and weights, then with sonar, submersibles, robots and satellites.

Challenger: the birth of oceanography

On 21 December 1872, the British ship HMS Challenger left Portsmouth on a voyage of almost four years. She was a former warship, with most of her guns removed to make room for laboratories. The crew sailed about 127,000 km through every ocean except the Arctic, measuring the depth, temperature and chemistry of the water at hundreds of stations.

Depth was measured with a long rope with a weight on the end, lowered until it hit the bottom — sometimes taking hours. In 1875, in the western Pacific, the rope ran out past 8,000 m: the first measurement of the area that would bear the ship’s name, the Challenger Deep, the deepest point on Earth. The expedition described about 4,700 new species, and its final report filled 50 volumes.

Going down

In 1934, the Americans William Beebe and Otis Barton descended in a steel sphere hanging from a cable to 923 m — the first people to see the dark world of the deep with their own eyes. A few years later, Jacques-Yves Cousteau and Émile Gagnan invented the underwater breathing apparatus that opened the ocean to divers all over the world.

On 23 January 1960, the bathyscaphe Trieste, with the Swiss Jacques Piccard and US Navy Lieutenant Don Walsh aboard, reached the bottom of the Challenger Deep, almost 11,000 m down. The descent took nearly five hours. On the way, an outer window cracked with a bang, but the two carried on. They stayed on the bottom for only about 20 minutes, and the silt they stirred up kept them from taking photographs.

Alvin, the Titanic and the hydrothermal vents

The American submersible Alvin, commissioned in 1964, became the workhorse of deep-sea exploration, with more than 5,000 dives. With it, scientists discovered hydrothermal vents and their oases of life in 1977 (Chapter 16). In 1985, a US–French team led by Robert Ballard and Jean-Louis Michel found the wreck of the Titanic, about 3,800 m down, using a robotic sled carrying video cameras. In 1986, Alvin dived to the wreck.

Back to the bottom: Cameron and Vescovo

After Trieste, no one returned to the Challenger Deep for 52 years. On 26 March 2012, film director James Cameron dived alone in the Deepsea Challenger submersible to almost 11,000 m and filmed the floor of the trench. In 2018–2019, American explorer Victor Vescovo reached, in the submersible Limiting Factor, the bottom of the deepest points in all five oceans — the “Five Deeps” expedition. Since then the same submersible has carried dozens of people into the Challenger Deep, among them former NASA astronaut Kathy Sullivan, the first woman to get there, in 2020.

Robots, floats and satellites

Today, about 4,000 Argo floats drift freely through the world’s oceans. Each one sinks to 2,000 m, then slowly rises, measuring temperature and salinity, and sends its data by satellite roughly every ten days. NOAA’s ship Okeanos Explorer livestreams its robots’ dives online, so anyone can watch new species being discovered from home.

From space, satellites measure the height of the sea surface to within centimetres, as well as water temperature and colour. The newest, SWOT, captured a tsunami wave crossing the Pacific in 2025 (Chapter 7). And yet only about a quarter of the ocean floor has been mapped at high resolution (Chapter 6).

Scroll through the great moments of ocean exploration below:

Even if you live hundreds of kilometres from the coast, as in Timișoara, the ocean is part of your everyday life: on your plate, in the phone that arrived by ship, in the air you breathe. And our traces, in turn, reach all the way down to its deepest trenches.

Food for billions

Fish, shellfish, crustaceans and seaweed are among humanity's most important sources of food. According to the UN Food and Agriculture Organization (FAO), about 3.2 billion people get at least one-fifth of their animal protein from “aquatic foods”. In many island and coastal countries, fish is not a luxury but the basis of the daily meal.

The world now produces more than 220 million tonnes of aquatic animals and algae a year. A historic shift happened recently: aquaculture — raising fish, mussels or seaweed on farms — has overtaken wild-capture fishing for aquatic animals. Farms can ease the pressure on the sea, but only if they are well run: some still feed their stock with fish caught in the ocean, or pollute the surrounding waters.

Overfishing

A fish “stock” is a population in a particular area — for example, the anchovy of the Black Sea. When fishers take out more than nature can replace, the stock is overfished. The FAO's most detailed assessment, published in June 2025, shows that about 35% of marine stocks are overfished — roughly one in three. The good news: the healthy stocks tend to be the largest ones, so about three-quarters of the fish landed comes from sustainably fished stocks.

Besides the target fish, nets also catch unwanted animals — dolphins, sea turtles, sharks, seabirds. This “bycatch” is one of the main threats to the dolphins of the Black Sea.

The highway of world trade

Around 80% of world trade, measured by volume, travels by sea. Oil, grain, ore, cars, clothes and electronics cross the oceans in containers stacked on ships as long as four football pitches. Narrow straits therefore become vital chokepoints: tens of thousands of ships a year pass through the Bosphorus, which links the Black Sea to the rest of the world. Romania's port of Constanța is the largest port on the Black Sea.

Ships also bring problems: exhaust emissions, invasive species carried in ballast water, and noise. Propellers and engines fill the ocean with a low-frequency rumble, right in the range that whales use to communicate. For animals that “see” with sound, the ocean has become a noisier place.

Plastic

A study published in 2020 by the Pew organization estimated that about 11 million tonnes of plastic enter the ocean every year — on average, more than 30,000 tonnes a day. Without change, that amount could nearly triple by 2040. Plastic does not disappear: it breaks into ever smaller pieces, microplastics, which have been found everywhere from Arctic ice to the stomachs of animals living in ocean trenches.

Oil, nutrients and “dead zones”

Oil spills are the most visible disasters. In 1989, the tanker Exxon Valdez spilled tens of millions of litres of crude oil in Alaska. In 2010, the explosion of the Deepwater Horizon rig in the Gulf of Mexico released about 780 million litres over 87 days — the largest accidental marine oil spill in history.

Less spectacular but more widespread are the fertilizers and wastewater that rivers carry into the sea. They “feed” algal blooms which, when they die and rot, use up the oxygen in the water and leave behind dead zones. The Black Sea went through such a crisis between the 1970s and the 1990s, when nutrients brought by the Danube and other rivers suffocated its north-western shelf; things improved after 1990 as farm pollution declined. What we can actually do about all this is the subject of the next chapter.

After a chapter full of problems, here is the good news: the ocean has an astonishing capacity to recover. Where people have stopped exploiting it, fish, whales and turtles have come back, sometimes faster than anyone expected.

Marine protected areas

A marine protected area is a stretch of sea where human activities are limited by law. The rules vary enormously: in some you can fish almost as usual, in others only bottom trawling is banned, and in “fully protected” reserves nothing may be taken out of the water.

In recent years the protected area has grown quickly. Data from the world database of protected areas (run by UNEP and IUCN) showed in early 2026 that about 10% of the planet's ocean lies within protected areas. Only around 3%, however, is fully or highly protected — the rest has looser rules or exists mostly on paper.

The “30 by 30” target

In December 2022, in Montreal, almost every country in the world adopted the Kunming–Montreal Global Biodiversity Framework. One of its targets, known as “30x30”, calls for at least 30% of land and 30% of the sea to be effectively conserved by 2030. For the ocean there is still a long way to go: we are about a third of the way there, and truly protected areas are even fewer.

The High Seas Treaty

More than 60% of the ocean's surface is high seas — waters that belong to no country, lying beyond 200 nautical miles (about 370 km) from the coast. Until recently there was no mechanism for creating protected areas there. As a result, less than 2% of the high seas was protected.

After almost two decades of negotiations, the UN adopted in 2023 the Agreement on Biodiversity Beyond National Jurisdiction (BBNJ), known for short as the “High Seas Treaty”. In September 2025 the threshold of 60 ratifications was reached, and the treaty entered into force on 17 January 2026. For the first time, countries can jointly create protected areas on the open ocean, must assess the environmental impact of activities there, and are to share the benefits of marine genetic resources more fairly.

Success stories

Industrial whaling pushed many species close to extinction in the twentieth century. In 1982 the International Whaling Commission voted for a moratorium on commercial whaling, applied from 1986. The results are visible: the population of humpback whales in the western South Atlantic, reduced to about 450 animals in the 1950s, had grown to around 25,000 according to a 2019 study — close to its pre-whaling level.

In October 2025, the International Union for Conservation of Nature (IUCN) moved the green sea turtle from “Endangered” to “Least Concern” globally, thanks to the protection of nesting beaches and fewer turtles being caught. Not every population is doing well, but it is proof that decades of effort pay off.

What you can do

• Less single-use plastic. A reusable bottle and a bag in your backpack do matter: much of the plastic in the sea comes from land, including from far inland, via rivers.
• Choose seafood carefully. Ask where the fish comes from and look for certified fisheries or aquaculture labels.
• No souvenirs made of coral, shells or turtle shell. Leave them in the sea.
• Respect the beach and the water. Don't touch corals, don't feed the animals, take your rubbish home — and, if you can, join a clean-up.
• Less carbon. Warming and acidification (chapter 10) are the biggest long-term threats; every cut in emissions helps.
• Curiosity. The more we know about the ocean, the better we protect it. By reading this book, you have already begun.

For centuries we thought liquid water was a cosmic rarity, a privilege of Earth. The probes sent to the outer planets showed us otherwise: the Solar System holds several oceans hidden beneath ice, and some may contain more water than all our seas put together.

Europa, the ocean under the crust

Europa, one of Jupiter's large moons, is slightly smaller than our own Moon. Its white surface, scored with reddish cracks, is a crust of ice that, according to NASA's estimates, is probably 15–25 km thick. Beneath it lies a global ocean of salt water, tens to more than a hundred kilometres deep. Small as Europa is, its ocean may hold about twice as much water as all of Earth's oceans.

How do we know? In the 1990s, the Galileo probe noticed that Europa disturbs Jupiter's magnetic field exactly as a conducting layer of salt water would. And the cracks and jumbled “chaos” terrain on its surface show that the ice has been broken and refrozen many times. The heat that keeps the ocean liquid comes from tidal “kneading”: along its orbit, Europa is constantly squeezed and relaxed by Jupiter's enormous gravity — a kind of tide, like those in chapter 8, but far stronger.

On 14 October 2024, NASA's Europa Clipper set off for Jupiter — the largest spacecraft NASA has ever built for a planetary mission. It will arrive in 2030 and fly past Europa dozens of times to measure the thickness of the ice and the saltiness of the ocean, and to look for the ingredients needed for life.

Enceladus, the moon that sprays into space

In 2005, the Cassini probe discovered something unexpected at Enceladus, a moon of Saturn only about 500 km across: jets of vapour and ice crystals shooting out of cracks near the south pole, nicknamed the “tiger stripes”. Cassini flew right through these plumes and “tasted” them. It found salt water, organic compounds, molecular hydrogen and, according to a 2023 study, phosphates — one of the substances essential to life as we know it.

The hydrogen and the tiny grains of silica found in the plumes suggest that on the floor of Enceladus's ocean, warm water is reacting with rock — very much like what happens at hydrothermal vents on Earth.

Titan, a world with two kinds of sea

Titan, Saturn's largest moon, is the only body in the Solar System besides Earth with stable liquid on its surface. But its seas are not made of water: they are liquid methane and ethane, at about −180 °C. On Titan it rains methane, and methane rivers carve valleys and flow into seas as big as our largest lakes. The European Huygens probe landed there on 14 January 2005.

Cassini's data suggested that beneath Titan's ice crust there might also be an ocean of water. A study published at the end of 2025, however, questioned this idea, proposing a thick layer of ice and “slush” with pockets of water rather than an open ocean. The answer may come from Dragonfly, a NASA rotorcraft drone due to launch in 2028 and reach Titan in 2034.

Ganymede and the others

Ganymede, a moon of Jupiter, is the largest moon in the Solar System — bigger than the planet Mercury. Hubble Space Telescope observations of its aurorae, published in 2015, showed that it too hides a salty ocean beneath its ice. The European JUICE probe, launched in 2023, will reach Jupiter in 2031 and become the first spacecraft to orbit a moon of another planet. Callisto, and even distant Pluto, may also have layers of liquid water deep inside.

The lost ocean of Mars

On Mars, water once flowed freely across the surface: dry riverbeds, deltas and ancient lakes are clearly visible from orbit. Since 2021, the Perseverance rover has been exploring Jezero crater, a former lake with a delta. Far more debated is the idea of a northern ocean that may have covered the plains of the northern hemisphere more than three billion years ago. In 2025, radar data from China's Zhurong rover revealed buried layers resembling beaches on Earth, a new argument in its favour — but the question is not yet settled. Today, most of Mars's water is frozen at the poles and below the surface.

You can read about each of these worlds — Jupiter and its moons, Saturn, Titan, Mars — in depth in this encyclopedia's companion book.

You have reached the end of the journey through the world's oceans. Gathered here are all the interactive tools in the book and, at the end, a quiz with fourteen questions from every part of it.

How to use the simulations

Every simulation in this book is a small laboratory. It is not a film but a model: you choose the values — water depth, temperature, salinity, the position of the Moon, the amount of CO₂ — and the page instantly works out what happens, using the same formulas and data that oceanographers use. The models are simplified to fit on a screen, but the important numbers are real.

Try to use them like a researcher: first ask a question (“What happens to the water if I cool it but also make it saltier?”), make a prediction, then check. When the result surprises you, it means you have learned something.

All the simulations in the book

The final quiz

Fourteen questions from across the whole book, from the planet's water to the oceans of other worlds. After each answer you'll see the explanation. Good luck!

Abyss

The ocean zone between about 4,000 and 6,000 m: total darkness, water close to 0 °C and pressure hundreds of times greater than at the surface.

AMOC

The Atlantic Meridional Overturning Circulation: the current system that carries warm water north at the surface and cold water south at depth; it includes the Gulf Stream.

Anoxic

Lacking oxygen. The deep waters of the Black Sea are anoxic.

Aquaculture

Farming fish, shellfish, crustaceans or seaweed, in fresh or salt water.

Argo

An international network of about 4,000 robotic floats that rise and sink through the ocean, measuring temperature and salinity.

Bathyscaphe

A deep-diving vessel with a pressure-resistant sphere hung beneath a petrol-filled float; Trieste reached the bottom of the Mariana Trench in 1960.

Bioluminescence

Light produced by living things through chemical reactions; very common among deep-sea animals.

Bycatch

Animals caught in fishing gear without being targeted: dolphins, turtles, sharks, seabirds.

Chemosynthesis

Making food from the energy of chemical reactions (for example with hydrogen sulfide) rather than sunlight; the basis of life around hydrothermal vents.

Continental shelf

The shallow, submerged edge of a continent, sloping gently to about 200 m deep; home to the richest fishing grounds.

Coral bleaching

When corals stressed by overly warm water expel their symbiotic algae and turn white; if the stress lasts, they can die.

Diel vertical migration

The daily journey of billions of small animals from the depths to the surface at night and back down by day; the largest migration on Earth.

El Niño

A periodic warming of surface waters in the central and eastern equatorial Pacific that changes the weather in many parts of the world; its opposite is La Niña.

Fetch

The distance over which wind blows uninterrupted across water; the longer it is, the bigger the waves can grow.

Gyre

A huge system of currents rotating in a circle across an ocean basin; floating debris collects at the centre of gyres.

Halocline

A layer of the ocean in which salinity changes sharply with depth.

High seas

Ocean waters beyond 200 nautical miles from the coast that belong to no country; they cover more than 60% of the ocean's surface.

Hydrogen sulfide

A toxic gas that smells of rotten eggs, found in the deep waters of the Black Sea and at some hydrothermal vents.

Hydrothermal vent

A spot on the seafloor where hot, mineral-rich water heated by magma gushes out; “black smokers” are one type of hydrothermal vent.

Krill

Small shrimp-like crustaceans that live in huge swarms; the main food of many whales, seals and penguins in the Southern Ocean.

Marine protected area

An area of sea where human activities are limited by law to protect nature.

Microplastics

Plastic particles smaller than 5 mm, from larger objects breaking apart or from fibres and pellets.

Mid-ocean ridge

An undersea mountain chain about 65,000 km long, where tectonic plates move apart and new ocean floor is formed.

Neap tide

A tide with a small range, occurring when the Moon and Sun pull at right angles to each other (at first and last quarter).

Ocean acidification

The fall in seawater pH as the ocean absorbs carbon dioxide from the air; it makes it harder for animals to build limestone shells and skeletons.

Ocean current

A continuous flow of seawater in a particular direction, driven by wind, Earth's rotation and differences in density.

Ocean trench

A long, narrow and very deep depression formed where one tectonic plate sinks beneath another; the deepest is the Mariana Trench.

Phytoplankton

Microscopic algae and bacteria that drift in the water and carry out photosynthesis; they produce about half of the planet's oxygen.

Polyp

The small, soft animal, related to jellyfish, that makes up coral colonies.

Rogue wave

An unusually large wave, more than twice the height of the surrounding waves, that seems to appear out of nowhere; the first measured by instruments was the Draupner wave in 1995.

ROV

A remotely operated vehicle: an uncrewed underwater robot controlled from a ship and linked to it by a cable.

Salinity

The amount of salt dissolved in water; in the ocean it averages about 3.5% (35 g per litre).

Sea ice

Ice formed when seawater freezes; different from icebergs, which break off land glaciers.

Seamount

A mountain, usually volcanic, that rises from the ocean floor without reaching the surface.

Sonar

A way of “seeing” underwater using sound: a signal is sent out and the time it takes for the echo to return is measured.

Spring tide

A tide with a large range, occurring when the Sun, Moon and Earth are lined up (at new and full Moon).

Thermocline

A layer of the ocean where temperature drops sharply with depth, between warm surface water and cold deep water.

Thermohaline circulation

The slow, global movement of ocean water driven by differences in temperature and salinity; also called the “conveyor belt”.

Tide

The regular rise and fall of sea level caused by the pull of the Moon and the Sun; one cycle lasts about 12 hours 25 minutes.

Tsunami

A series of very long waves caused by the sudden displacement of a large mass of water, usually by an undersea earthquake.

Twilight zone

The ocean layer between about 200 and 1,000 m, where light fades until it disappears.

Upwelling

The rise of cold, nutrient-rich deep water to the surface, usually driven by wind; it feeds some of the richest fishing waters.

Zooplankton

Small, often microscopic animals that drift with the currents: larvae, crustaceans, small jellyfish.

Zooxanthellae

Microscopic algae that live in coral tissues, give corals their colour and supply most of their food through photosynthesis.

Main sources

The data about the ocean — areas, depths, salinity, currents, tides, depth zones and marine life — come mainly from NOAA (the US National Oceanic and Atmospheric Administration), through NOAA Ocean Service and NOAA Ocean Exploration, and from NASA, through NASA Earth Science, Earth Observatory and the Scientific Visualization Studio. Figures on sea level, ocean heat and sea ice come from NASA and NOAA satellite measurements. The state of seafloor mapping comes from the Seabed 2030 project (Nippon Foundation – GEBCO).

Data on fisheries, aquaculture and the state of fish stocks come from FAO (the UN Food and Agriculture Organization) reports — The State of World Fisheries and Aquaculture (2024) and the assessment of marine stocks published in June 2025. The status of threatened species comes from the IUCN Red List, and the extent of marine protected areas from the World Database on Protected Areas (UNEP-WCMC and IUCN) and MPAtlas. The plastic estimate comes from the report Breaking the Plastic Wave (The Pew Charitable Trusts and SYSTEMIQ, 2020). Information about the High Seas Treaty (BBNJ) and the UN Decade of Ocean Science comes from the UN and UNESCO.

For recent discoveries and events (2023–2026) — the fourth global coral bleaching event, the High Seas Treaty entering into force, the SWOT satellite's measurement of a tsunami, new studies of Mars and Titan — official agency releases and reports in the science press were used. Rounded values are approximate; some figures (the share of the seafloor mapped, the protected area, the number of known species) change from year to year.

Images and video

The photographs and videos in this book come mostly from the public archives of NASA and NOAA. Under the policies of these US government agencies, material they produce is generally not protected by copyright; the credit for each image appears beneath it. Some of the images are served via Wikimedia Commons, which hosts them together with their author and licence information. The clownfish photograph is a public-domain image. The engraving of HMS Challenger (1872) is also in the public domain. The YouTube video “Perpetual Ocean” belongs to the NASA Goddard channel and is played through the official YouTube player. NASA and NOAA do not sponsor or endorse this book.

The simulations (the sphere of all Earth's water, density, the oceans compared, waves, tides, acidification, the dive, the giants, sound and the timeline) are drawn in real time on the page, based on data from the sources above; some scales are compressed to fit on the screen.

About this edition

November 2026 edition. The content reflects the scientific knowledge available as of this date. The ocean is one of the least explored parts of our planet: every year more than a thousand new marine species are described and new stretches of seafloor are mapped. If something has changed since then, it means we have learned something new about the blue world — and that is the best possible news.

Author

Concept, design and production: Horațiu Hot.