Hav

Hav er det store, sammenhengende saltvannmassen som omgir jordens fastland, i noen sammenhenger kalt verdenshavet. Havet består av Atlanterhavet, Stillehavet, Indiahavet, Sørishavet og Polhavet. Jordens 1 335 000 km³ med sjøvann utgjør rundt 97 % av det kjente vannet på jorden og dekker omtrent 71 % av jordoverflaten. Havet er unikt ved at jorden er den eneste kjente planeten som har flytende vann på overflaten.
Saliniteten til sjøvann varierer mye, og er lavere nær overflaten og ved munningen til store elver, og høyere i havdypet. Imidlertid varierer de relative andelene av oppløste salter lite mellom havene. Det faste stoffet som det finnes mest av oppløst i sjøvann er natriumklorid. Sjøvann inneholder også salter av magnesium, kalsium, kalium og kvikksølv, og flere andre stoffer, noen i små konsentrasjoner. Et bredt spekter av organismer, som bakterier, protoktister, alger, planter, sopper, fisk og dyr lever i havet. Havet tilbyr et bredt spekter av marine habitater og økosystemer, som strekker seg vertikalt fra den solbelyste overflaten og kystlinjen til de store dypene på de kalde, mørke avgrunnssonene. Fra ekvator og mot polene endres forholdene fra kalde vannet under de polare iskappene til varmt vann i korallrevene i tropiske områder. Mange av hovedgruppene av organismer utviklet seg i havet og livet kan ha startet der.
Havet modererer jordens klima og har viktige roller i vann-, karbon- og nitrogenkretsløpene. Vannoverflaten samhandler med atmosfæren og utveksler gasser og varme. Overflatestrømmer i havet skapes av atmosfærens strømmer og vinder som blåser over vannoverflaten gir bølger. Bølgene setter opp saktegående, men stabile sirkulasjoner av vannmasser som er med på å opprettholde havstrømer. Dyphavsstrømmer, kjent som det globale transportbåndet (termohalin sirkulasjon), fører kaldt vann fra polområdene til alle hav og påvirker jordens klima betydelig. Tidevannet skaper endringer av havnivået to ganger i døgnet og er forårsaket av jordens rotasjon og gravitasjonen til månen og, i mindre grad, av solen. Undersjøiske jordskjelv som oppstår på grunn av tektoniske platebevegelser under havet kan føre til ødeleggende tsunamier, det samme kan vulkaner, skred eller nedslag av store meteoritter.
Havet har vært viktig for menneskene gjennom historien og i forskjellige kulturer. Mennesker som utnytter og studerer havet har blitt beskrevet siden antikken og dokumentert langt bakover i forhistorien. Den moderne vitenskapelige studie av havet kalles oseanografi og de maritime områdene er styrt av havloven, med sjøretten som regulerer menneskelig handlinger til sjøs. Havene gir betydelige forsyninger av mat hovedsakelig fisk, men også skalldyr, dyr og tang, enten de er fanget av fiskere eller skaffet via oppdrettet under vann. Andre menneskelige bruksområder av havet er transport, reise, mineralutvinning, kraftproduksjon, sjøkrig og fritidsaktiviteter som svømming, seiling og dykking. Mange av disse aktivitetene skaper marin forurensning og miljøproblemer.
Ordet «hav» kommer av det norrøne ordet «haf». Havet er det sammenkoblede systemet av alle jordens marine vannmasser og innbefatter Atlanterhavet, Stillehavet, Indiahavet, Sørishavet og Polhavet. Imidlertid er det også vanlig å bare dele havet inn de tre store hav: Atlanterhavet, Stillehavet og Indiahavet. En har tidligere talt om de syv hav og definisjonen av disse har variert siden oldtiden.
Ordet «sjø» kan også brukes om hav, men da om mer spesifikke og mindre havområder, som Nordsjøen eller Rødehavet. Det er ingen skarp forskjell mellom sjø og hav, selv om sjøer generelt er mindre, og de er ofte delvis eller helt omsluttet av land, samt direkte koblet til havet. Et unntak fra dette er imidlertid Sargassohavet som ikke har noen kystlinje og ligger innenfor en sirkulær strøm, den nordatlantiske gyre. Hav er generelt større enn innsjøer og inneholder saltvann, men Genesaretsjøen er en ferskvannssjø.
På engelsk brukes ordet «ocean» i betydningen verdenshav på norsk. Det tilsvarende norske ordet «osean» brukes også en del, men da helst i litterære sammenhenger.
Et bihav er et avgrenset havområde nær en kyst og som utgjør en del av et større hav. Et bihav kan være i en av kategoriene innhav eller randhav. Et Randhav er et havområde mot kysten som er avgrenset av det åpne havet av øyer eller en halvøy. Store bukter uten klar grense mot åpent hav, som eksempelvis Beauforthavet. Et innhav er et hav forbundet med det åpne havet med et smalt strede. Stredet skal være så smalt at en kan se land på den andre siden. Østersjøen og Rødehavet er eksempeler på et innhav.
Et begrep i forbindelse med hav og sjø er vannmasse, som er en nokså ensartet vannmengde som defineres ut fra dens temperatur og saltholdighet.
En teori for havets opprinnelse er at vannet kom fra bergarter (mineraler) inne i jorden som var tilstede da den ble dannet. Etter hvert som de smeltede bergartene ble avkjølt, ble vanndamp og andre gasser frigjordt via vulkaner. Vanndampen kondenserte og dekket jordskorpen med et primitivt hav for rundt 3,8 milliarder år siden, i en prosess som antas å ha vart i millioner av år. Også nå fortsetter varme gasser fra jordens indre å produsere nytt vann som tilføres på havets bunn.
I realiteten er det ikke vann i fri form, men vannets bestanddeler, altså oksygen og hydrogen, som var tilstede ved solen og jordens dannelse som forskerne er opptatt av. Hydrogen og oksygen kan ha inngått i kjemiske sammensetninger som jordskorpens mineraler består av. Jordens mantel består for en stor del av mineraler som inneholde svært store mengder oksygen og hydrogen. Estimater tyder på at mantelen kan inneholde hydrogen og oksygen tilsvarende like mye vann som ti ganger alt vannet i havet.
En annen teori for vannets opphav går ut på at kalde kometer avga vann da de krasjet inn i den tidlige jorden. En tror også at denne og teorien om vann fra jordens indre, kan forklare vannets opphav. En tror også at en tredje hendelse kan ha vært en kollisjon med et stort legeme og at dette skapte månen. Uavhengig av hva som er havet og vannets opprinnelig er jordens plassering i solsystemet det ultimate stedet for at vann skal kunne eksistere i alle tre fasene, altså som is, væske og vanndamp. Hvis jorden var nærmere solen, ville det være for varmt til at flytende vann kan eksistere i havet og om avstanden var noe større ville ikke vanndamp ha eksistert.
Havets sammensetning endret seg etter at havet var dannet. Den tidlige atmosfæren hadde høyt innhold av karbon- og svoveldioksid noe som skapte svært sur nedbør. I tillegg tilførte vulkanutbrudd klor til atmosfæren. Dermed ble store mengder mineraler fra landjorden oppløst og rant ut i havet. Disse ble oppløst i havet og etter en tid oppstod balanse mellom stoffer inn og ut av havet, slik at havet fikk en kjemisk sammensetning lik dagens.
Jorden er den eneste kjente planeten med hav av flytende vann på overflaten, selv om Mars har iskapper og lignende planeter i andre solsystemer kan ha hav. Jordens 1 335 000 km³ med sjøvann utgjør 97,25 % av det kjente vannet på jorden, og dekker omtrent 71 % av jordoverflaten. Ytterligere 2,15 % av jordens vann er frosset, og inngår i havisen som dekker Polhavet, altså iskappen som dekker Antarktis og det tilstøtende havet, samt forskjellige isbreer og overflateavsetninger rundt om i verden. Resten (omtrent 0,65 % av hele vannbeholdningen) danner underjordiske reservoarer eller forskjellige stadier av vannets kretsløp, hvilket vil si damp i luften, skyene, regn og innsjøer og elver.
Den vitenskapelige studien av vann og jordens vannsyklus er hydrologi, mens fluiddynamikk studerer fysikken til vann i bevegelse. Studien av selve havet er oseanografi. Marinbiologi (biologisk oseanografi) studerer planter, dyr og andre organismer som holder til i marine økosystemer. Maring grafi kartlegger havets utforming, mens maringeologi (geologisk oseanografi) er opptatt av kontinentaldrift og jordens sammensetning og struktur.
Sjøvann inneholder salt og dets salinitet måles vanligvis i promille (‰). På det åpne havet har sjøvann et saltinnnhold på omtrent 35 ‰. Middelhavet er litt høyere med 38 ‰, mens saltholdigheten i det nordlige Rødehavet kan nå helt opp i 41 ‰. I motsetning til dette har noen landlåste hypersaltinnsjøer mye høyere saltholdighet, for eksempel har Dødehavet med 300 g oppløste faste stoffer per liter (300 ‰).
Mens bestanddelen av vanlig salt (natriumklorid) utgjør omtrent 85 % av de faste stoffene oppløst i sjøvann, er det også andre metallioner som magnesium og kalsium, og negative ioner som sulfat, karbonat og bromid. Til tross for variasjoner i nivåene av saltholdighet i ulike hav, er den relative sammensetningen av de oppløste saltene stabil i verdenshavene. Sjøvann inneholder for mye salt til at mennesker kan kunne drikke det fordi nyrene ikke greier å skille ut urin med høyt saltinnhold.
Selv om mengden salt i havet forblir relativt konstant innenfor en tidsskala av millioner av år, påvirker ulike faktorer saltholdigheten til en gitt vannmasse. Fordampning øker saltholdigheten, det samme gjør isdannelse, mens nedbør, havissmelting og avrenning fra land reduserer den. For eksempel får Østersjøen tilførsel fra mange elver og havet der kan dermed betraktes som brakkvann.
Sjøvann er svakt alkalisk og har hatt en gjennomsnittlig pH på rundt 8,2 de siste 300 millioner årene. Imidlertid har utslipp av store mengder karbondioksid i atmosfæren på grunn av forbrenning av fossilt brensel resultert i kjemiske endringer i havet, der så mye som 30–40 % av den tilførte CO2-gassen absorberes av havene. Det dannes karbonsyre og som senker pH-verdien via en prosess som kalles havforsuring. Omfanget av ytterligere endring av havs kjemiske sammensetning vil avhenge av tiltak for å redusere klimaendringene anført av verdens nasjoner.
Mengden oksygen i sjøvann avhenger først og fremst av organismene som vokser i det. Disse er hovedsakelig alger, som planteplankton, men noen karplanter som sjøgress finnes også. I dagslys sørger fotosyntesen til disse plantene for oksygenproduksjon som løses opp i sjøvannet og kan tas opp av marine dyr. Om natten stopper fotosyntesen, og mengden oppløst oksygen avtar. I dyphavet, hvor det ikke trenger nok lys ned til at planter kan vokse, er det svært lite oppløst oksygen. I dets fravær brytes organisk materiale ned av anaerobe bakterier som produserer hydrogensulfid.
Global oppvarming forvente å redusere nivået av oksygen i overflatevann siden oppløseligheten av oksygen i vann faller ved høyere temperaturer. I fremtiden er det forventet at tap av habitater vil øke, samt at noen arter vil forflytte seg og andre utdø.
Mengden lys som trenger inn i havet avhenger av solvinkelen, værforholdene og vannets turbiditet (uklarhet). Mye lys blir reflektert ved overflaten, og rødt lys blir absorbert i de øverste lagene. Gult og grønt lys når større dybder, og blått og fiolett lys kan trenge så dypt ned som 1000 m. Det er utilstrekkelig lys for fotosyntese og vekst stopper på dybder på rundt 200 m.
Klart sjøvann absorberer 27 % av stråling i form av lys og varmestråling i et vannlag på bare 1 cm, mens 10 m lengre ned i havet er hele 90 % av strålingen absorbert. Sjøvannet ved kysten absorberer mye mer effektivt og ved 4 m dybde vil 90 % av strålingen være absorbert. Dette betyr at det bare er de aller øverste vannlagene som blir oppvarmet av direkte stråling.
Havet er varmest ved ekvator med en overflatetemperatur i området 28–29 °C og avtar mot polene. De laveste temperaturene i Nordpolbassenget og i Antarktis er –1,7 °C, noe som er rett over frysepunktet for saltvann. Det er en kontinuerlig sirkulasjon av vann i havene. Varme overflatestrømmer avkjøles når de beveger seg bort fra tropene, og vannet blir tettere og synker. Det kalde vannet beveger seg tilbake mot ekvator som en dyphavsstrøm, drevet av endringer i vannets temperatur og tetthet, hvor det til slutt stiger opp igjen mot overflaten. Spredning av næring og plankton skjer takket være havstrømmene og for mange fiskearter er livsløpet bestemet av strømningsforholdene. Generelt er det et klart forhold mellom temperatur, kjemisk sammensetning og fysiske forhold i sjøvannet.
For tilsvarende breddegrad er temperaturen på den sørlige halvkule betydelig lavere enn på den nordlige. Årsaken er påvirkning fra det kalde antarktiske kontinentet, samt at jordkloden har større landmasser på den nordlige halvkule. Temperatursvingninger forårsaket av årstidene har betydning ned i dypet til rundt 100 m. Under 100 m oppstår en kraftig termokolin, det vil si en sone der temperaturen faller sterkt med dybden. Termoklinen skiller overflatevann med varierende temperatur og dypet under med lav stabil temperatur.
Sjøtemperaturen varierer både med sted, dybde og årstid, noe som avhenger av tilført og avgitt varmemengde. For et hvilket som helst sted på havet fås varmeenergi fra solen som kortbølget stråling, med en energimengde som varierer med dagslengde, atmosfærens absorpsjon av strålingen, solhøyden, skydekke og refleksjon fra havoverflaten. Varme tapes med langbølget stråling ut fra havoverflaten, en annen del er varmetap ved varmeledning til atmosfæren (konduksjon) og et tredje varmetap er fordampning. I tillegg til dette kommer varmeoverføring i form av havstrømmer. Dette kalles havets varmebudsjett. Om en ser hele havet under ett er det ingen vermeutveksling, altså ingen oppvarming eller nedkjøling, forutsatt at en ikke har global oppvarming.
Sjøvann med en typisk saltholdighet på 35 ‰ har et frysepunkt på omtrent -1,8 °C. Når temperaturen blir lav nok, dannes iskrystaller på overflaten. Disse brytes i små biter og smelter sammen til flate skiver som danner en tykk suspensjon kjent som sarr. Under rolige forhold fryser dette til et tynt flatt ark kjent som sjøis, som tykner når det dannes ny is på undersiden. I turbulente hav vil sarrkrystallene gå sammen til flate skiver. Disse glir under hverandre og smelter sammen og danner flak. I fryseprosessen blir saltvann og luft innestengt mellom iskrystallene. Sjøis kan ha en saltholdighet på 12–15 ‰, men når havisen blir ett år gammel, faller saltinnholdet til 4–6 ‰.
Vannmassene i havet har egenskaper som hjelper til med å moderere og jevne ut temperaturen (termostatisk), og dermed klima, på jorden. Et eksempel er den store energimengden som tas opp av havet og som går med til fordamping av vann. Vanndampen føres høyt opp i kalde lag av atmosfæren hvor det kondenserer og blir til skyer som senere gir nedbør, altså er del av vannets kretsløp. I dette kretsløpet er det store energimengder som overføres fra lave breddegrader til høyere breddegrader der temperaturene er lave.
Et annet eksempel på moderering av klima skyldes av vann har meget høy spesifikk varmekapasitet, hvilket vil si at vann tar opp mye varmeenergi per grad temperaturøkning per masseenhet av vann. Dermed absorberer vann mye tilført varme uten at temperaturen øker. Dette i motsetning til jordens landmasser som i løpet av et døgn gjennomgår store temperaturvariasjon, noe som skyldes landmassene lave spesifikke varmekapasitet.
Over det meste av geologisk tid har havnivået vært høyere enn det er i dag. Hovedfaktoren som påvirker havnivået over tid er resultatet av endringer i havskorpen, med en nedadgående trend som forventes å fortsette på svært lang sikt. Ved det siste bremaksimum, for rundt 20 000 år siden, var havnivået rundt 125 m lavere enn i nåtiden (2012).
I minst de siste hundre årene har havnivået steget med en gjennomsnittshastighet på rundt 1,8 mm per år. Mesteparten av denne økningen kan tilskrives en økning i temperaturen i havet på grunn av klimaendringer, og den resulterende svake termiske utvidelsen av de øvre 500 m av vannsøylen. Ytterligere bidrag, så mye som en fjerdedel av totalen, kommer fra vannkilder på land, som snøsmelting og isbreer og utvinning av grunnvann for vanning og andre menneskelige behov.
Vind som blåser over overflaten av en vannmasse danner bølger som er vinkelrett på vindretningen. Friksjonen mellom luft og vann forårsaket av en svak bris på en dam får krusninger til å dannes. Et kraftig vind over havet forårsaker større bølger når luften presser seg mot de hevede ryggene av vann. Bølgene når sin maksimale høyde når hastigheten de beveger seg med nesten samsvarer med vindens hastighet. I åpent vann der vinden blåser kontinuerlig ruller lange, jevne vannmasser som dønninger over havet. Hvis vinden stilner, reduseres bølgedannelsen, men bølger som allerede har oppstått fortsetter å bevege seg i opprinnelige retning til de møter land. Størrelsen på bølgene avhenger av distansen vinden har blåst over vannoverflaten, styrken og varigheten. Når bølger møter andre bølger som kommer fra forskjellige retninger, kan interferens mellom dem gi uregelmessige og dempede bølger. Konstruktiv interferens kan forårsake individuelle (uventede) monsterbølger som er mye høyere enn normalt. De fleste bølger er mindre enn 3 m høye.
Utaskjærs konstruksjoner som vindparker og oljeplattformer bruker statistikk fra målinger for å beregne bølgekreftene på grunn av for eksempel en hundreårsbølge og andre sterke krefter de må konstrueres for å motstå. Monsterbølger er dokumentert å kunne være 20–30 m høye.
Toppen av en bølge kalles bølgekammen eller bølgetopp, det laveste punktet mellom bølgene er bølgebunnen og avstanden mellom toppene er bølgelengden. Bølgen skyves over havoverflaten av vinden, men dette representerer en energioverføring og ikke en horisontal bevegelse av vann. Når bølger nærmer seg land og beveger seg inn på grunt vann, endrer de oppførsel. Hvis de nærmer seg i en vinkel, kan bølger bøye seg (brytning) eller omslutte steiner og nes (diffraksjon). Når bølgen når et punkt der dens dypeste svingninger av vannet kommer i kontakt med havbunnen, begynner de å avta. Dette trekker toppene tettere sammen og øker bølgenes høyde. Når forholdet mellom bølgehøyden og vanndybden øker over en viss grense, bryter den, og velter i en masse av skummende vann.
I tillegg til bølger på havoverflaten kan det oppstå interne bølger. Disse oppstår i sjiktet som danner en lagdeling mellom vannmasser med høy og lav tetthet. Disse interne bølgene kan bli mye høyere enn overflatebølgene, der bølgehøyder på over 100 m kan forekomme. Interne bølger kan oppstå på grunn av tidevannsbevegelser, vind eller skip og kan observeres fra verdensrommet.
En tsunami er en uvanlig form for bølge forårsaket av en sjelden kraftig hendelse som et jordskjelv eller jordskred under vann, et meteorittnedslag, et vulkanutbrudd eller en kollaps av et landområde ut i havet. Disse hendelsene kan midlertidig løfte eller senke havoverflaten i det berørte området, vanligvis noen få meter. Den potensielle energien til det fortrengte sjøvannet omdannes til kinetisk energi, og skaper en grunn bølge, en tsunami, som stråler utover med en hastighet proporsjonal med kvadratroten av vanndybden og som derfor beveger seg mye raskere i det åpne hav enn på en kontinentalsokkel. I det dype, åpne havet har tsunamier bølgelengder på rundt 130–480 km, beveger seg med hastigheter på over 970 km/t og med en bølgehøyde på mindre enn 1 m. Dermed vil de gjerne passerer ubemerket i dette stadiet.
Når en tsunami beveger seg inn på grunnere vann, avtar hastigheten, bølgelengden forkortes og amplituden øker kraftig, og den oppfører seg på samme måte som en bølge forårsaket av vind på grunt vann, men i langt større skala. Enten bunnen eller toppen av en tsunami kan ankomme kysten først. I det førstnevnte tilfellet trekker havet seg tilbake og slik at det virker som om fjære sjø plutselig opptrer, noe som gir en advarsel til folk på land. Om toppen kommer først, bryter den vanligvis ikke, men trekker innover land og flommer over alt som kommer dens vei. Mye av ødeleggelsene kan skyldes at flomvannet renner tilbake i havet etter at tsunamien har rammet og drar gjenstander og mennesker med seg. Ofte kan flere tsunamier forårsaket av en enkelt geologisk hendelse oppstår. Disse kommer med intervaller på mellom åtte minutter og to timer.
Vind som blåser over havoverflaten forårsaker ikke bare at det dannes bølger, men det får også overflatevannet til å bevege seg i samme retning som vinden. Selv om vindene er variable, vil den på et og samme sted være dominerende fra en retning og dermed dannes det en overflatestrøm. Vestlige vinder er hyppigst på de midtre breddegrader, mens østlige vinder dominerer i tropene. Det er stort sett vind som beveger overflatestrømmene.
Når vann beveger seg på denne måten, strømmer annet vann inn for å fylle underskuddet og det dannes en sirkulær bevegelse av overflatestrømmer kjent som en gyre eller havvirvel. Det er fem hovedgyreer i verdenshavene: to i Stillehavet, to i Atlanterhavet og ett i Indiahavet. Andre mindre gyrer finnes i mindre hav og én enkelt gyre går rundt Antarktis. Disse virvlene har fulgt de samme rutene i årtusener, styrt av topografien av landjorden, vindretningen og Coriolis-effekten. Overflatestrømmene flyter i retning med klokken på den nordlige halvkule og mot klokken på den sørlige halvkule. Vannet som beveger seg bort fra ekvator er varmt, og det som strømmer i motsatt retning har mistet mesteparten av varmen. Havtrømmene har en tendens til å moderere jordens klima ved å avkjøle områdene ved ekvator og varme områder på høyere breddegrader. Globale klima- og værprognoser er sterkt påvirket av verdenshavet, så global klimamodellering bruker havsirkulasjonsmodeller så vel som modeller av andre hovedkomponenter som atmosfæren, landoverflaten og havis.
Overflatestrømmer påvirker kun de øverste hundre meterne av havet, men det er også store strømninger i havdypet forårsaket av bevegelse av dype vannmasser. Det går en dyphavstrøm gjennom alle verdenshavene, kjent som den termohaline sirkulasjonen eller det globale transportbåndet. Bevegelsen av denne er langsom og er drevet av forskjeller i vannets tetthet forårsaket av forskjellig saltholdighet og temperatur. På høye breddegrader blir vannet avkjølt av den lave atmosfæriske temperaturen og blir saltere etter hvert som havis dannes. Begge disse faktorene gjør vannet tettere, og vannet synker. Fra dyphavet nær Grønland strømmer slikt vann sørover mellom de kontinentale landmassene på hver side av Atlanterhavet. Når den når Antarktis, får den tilførsel av ytterligere masser av kaldt, synkende vann og renner østover. Den deler seg deretter i to strømmer som beveger seg nordover inn i Indiahavet og Stillehavet. Her varmes den gradvis opp, blir lettere, stiger opp mot overflaten og ringen er sluttet. Det tar tusen år for dette sirkulasjonsomløpet blir fullført.
Havstrømmene dypt nede i havet kan få nokså store hastigheter. Omtrent 320 km vest for Bermuda er det 4000 m ned i havet målt hastigheter på 0,4 m/s, mens det på enda større dyp er målt 0,05 m/s. Bunnstrømmene kan skape mønstre i sedimentene på havbunnen. Det er også observert grumsete vann nært bunnen, noe som tyder på at bunnsedimenter virvles opp og spres. Observasjoner tyder på at dyphavsbevegelser ikke er jevne og regelmessige, men kaotiske.
Tidevann i havet er forårsaket av gravitasjonspåvirkningene fra månen og solen, samt jordens rotasjon. Under hver tidevannssyklus stiger vannet på et gitt sted til en maksimal høyde (flo) før vannet ebber ut til minimumsnivået (fjære). Etter hvert som vannet trekker seg tilbake, avdekker det mer og mer av tidevannssonen. Fisk og havlevende dyr kan leve seg i tidevannssonen ved flo, mens landlevende dyr kan oppholde seg i tidevannssonen ved fjære. Derimot finnes det forskjellige fastsittende dyr i sonen, og disse har utviklet seg til å tåle tørrlegging og neddykking.
De fleste kystområder får flo og fjære to ganger hvert døgn, med intervaller på omtrent 12 timer og 25 minutter. Dette er halvparten av perioden på 24 timer og 50 minutter som det tar for jorden å gjøre en fullstendig omdreining og returnere månen til sin forrige posisjon i forhold til en observatør på jorden. Månens masse er rundt 27 millioner ganger mindre enn solen, men den er 400 ganger nærmere jorden. Tidekraften avtar mye med økt avstand, dermed har månen mer enn dobbelt så stor påvirkning på tidevannet som solen. En bulk dannes i havet på stedet der jorden er nærmest månen fordi det er der effekten av månens tyngdekraft er sterkest. På motsatt side av jorden er månekraften på sitt svakeste og dette fører til at det dannes en annen bulk. Når månen roterer rundt jorden, beveger også disse havbulkene seg rundt jorden.
Når både sol, måne og jord er på linje (ved fullmåne og nymåne), resulterer det i at gravitasjonskreftene fra alle tre legemene kombinerer påvirkningen og en får springflo og springfjære, det vil si ekstra stor forskjell på flo og fjære. I motsetning til dette, vil solen når den er 90° fra månen sett fra jorden, kombinerte gravitasjonseffekten på tidevannet minimal og en får nipp flo og nipp fjære.
En stormflo kan oppstå når kraftig vind får vann til å hope seg opp mot kysten i et grunt område, og dette, kombinert med et lavtrykkssystem, kan heve havoverflaten ved høyvann mye.
Jorden er sammensatt av en magnetisk sentral kjerne, en for det meste flytende mantel og et hardt stivt ytre skall (litosfæren). Litosfæren som er sammensatt av jordens steinete skorpe og det dypere, for det meste faste ytre laget av mantelen. På land er jordskorpen kjent som den kontinentale skorpen, mens den under havet er kjent som havbunnsskorpen. Sistnevnte består av relativt tett basalt og er rundt 5–10 km tykk. Den relativt tynne litosfæren flyter på den svakere og varmere mantelen under og brytes opp i en rekke tektoniske plater.
Midt i havet blir magma hele tiden presset opp mot havbunnen mellom tilstøtende plater, noe som danner midthavsrygger. Konveksjonsstrømmene av basaltbergarter tenderer mot å drive de to platene fra hverandre, det en kaller for havbunnsspredning. Havbunnsspredning sørger for at verdenshavene utvider seg med omlag 25 mm i året. Parallelt med disse høydedragene og nærmere kysten, kan en oseanisk plate gli under en annen oseanisk plate i en prosess kjent som subduksjon. Her dannes det dyphavsgroper og prosessen er ledsaget av friksjon når platene kolliderer. Bevegelsen gir kraftige rykk som forårsaker jordskjelv, det produseres varme og magma tvinges opp og skaper undervannsfjell, hvorav noen kan danne kjeder av vulkanske øyer nær dype groper. Nær noen av grensene mellom land og hav glir de litt tettere oseaniske platene under kontinentalplatene og flere subduksjonsgrøfter dannes. Når de drives sammen, deformeres kontinentalplatene og spenner seg, noe som forårsaker fjellkjedefolding og seismisk aktivitet.
Jordens dypeste grøft er Marianegropen som strekker seg rundt 2500 m under havbunnen. Det er nær Marianene, et vulkansk arkipel i det vestlige Stillehavet. Det dypeste punktet er 10 994 m under havoverflaten.
Rundt landjorden er det grunne havområder som kan være brede eller smale og kalles for kontinentalsokkelen. Kontinentalsokkelen er altså et grunt havområde som omkranser landjorden og utgjør rundt en seksdel av jordoverflaten. Fiskeriene rundt om i verden foregår for en stor del i farvannene på kontinentalsokkelen. Kontinentalsokkelen slutter i kontinentalskråningen, eller egga, som er en skråning ned mot havdypet. Helningen kan variere mye og der skråningen er bratt er det snakk om en helningsvinkel på 45°. Det en kaller dyphavssbasenger er adskilt fra hverandre av undersjøiske fjellkjeder eller undersjøiske rygger. Dybdeområder på mellom 3000 og 6000 m utgjør omtrent 54 % av jordoverflaten.
Dyphavssbasenger utgjør en stor del av havbunnen og er et området av jorden som er lite utforsket til tross for at den har et areal 2,5 ganger så stort som den tørre landjorden. Verdenshavene holdes for å være de yngste hovedformasjonene av jordkloden. På havbunnen er det sedimenter (slam) som har sin opprinnelse fra blant annet vulkansk virksomhet, døde rester fra marine organismer, erodert materiale fra landjorden (terrigene sedimenter) ført ut via vassdrag og vinder, ansamlinger av kjemiske stoffer i sjøvann og partikler fra verdensrommet.
De fleste slamtypene på havbunnen er bløte, slik at det er lett for organismer å lage huler og ganger, dessuten skaper strømninger formasjoner i overflaten. En kalkholdig avleiring fra skallene til døde pelagiske bløtdyr (pteropodslam), finnes på dybder av 1500–3000 m, er det er det sjeldneste og finnes bare på 1 % av havbunnen. Globigerinaslamet er vanligere og består av kalkskalene til foraminiferer, en type mikroskopiske organismer. Diatomeslam oppstår i kaldt vann og finnes blant annet i et langstrakt belte i det nordlige Stillehavet. Det kommer fra av en type silikatholdige planteplankton kalt kiselalger eller diatomeer. Radiolarslam består av rester etter silikatholdige skjellettrester fra organismer. Det er rødt eller brundt og i likehet med pteropodslam er det sjeldent.
Over tid blir sedimentene litifisert, det vil si at de blir til bergarter av sedimenter. Mer enn halvparten av bergartene på landjordene stammer fra tidlige tiders havbunn.
Kystområder påvirkes av flere faktorer som intensiteten til bølgene som bryter inn, hvor bratt kontinentalmargin er, sammensetningen og hardheten til bergartene, helningen til marbakken og endringene i landnivået på grunn av landhevning eller -senkning. Bølger gjør at sand og singel på stranden blir kvernet sammen og slipt. Normalt ruller bølger mot kysten med en hastighet på seks til åtte per minutt. Disse omtales som konstruktive bølger på grunn av sin tendens til å flytte materiale oppover stranden, og de har liten eroderende effekt. Stormbølger ankommer derimot land i rask rekkefølge og omtales som destruktive bølger fordi bølgeskummet beveger materiale på stranden ut i havet.
Skjærgård er kystområde med øyer, holmer og skjær langsetter fastlandets kyst, kalt skjærgårdskyst. I skjærgården bryter bølgene fra storhavet og skjermer kysten og eventuelle fjorder innenfor mot vær og vind.
Havet spiller en viktig rolle i vannets kretsløp, ved at vann fordamper fra havet, beveger seg gjennom atmosfæren som damp, kondenserer, faller som regn eller snø og opprettholder dermed livet på land. I stor grad går vannet deretter tilbake til havet.
Vannet har en oppholdstid i havet på 3000–3230 år. Til sammenligning er oppholdstiden til vanndampen i atmosfæren omtrent ti dager. Den lange oppholdstiden i havet reflektere dets svært store volum. Nedbør og fordamping varierer med breddegradene og har også sammenheng med de globale vindmønstrene. Et eksempel på dette er passatvindene som i utgangspunktet har lav temperatur, men som mottar varme når de beveger seg mot ekvator. På sin vei tar passatvindene opp vanndamp fra havet og ved ekvator stiger luftmassene opp i atmosfæren. Dermed kondenserer vannet, forårsaker skydannelse og gir dermed mye nedbør ved ekvator. Ved breddegrad som tilsvarer subtropisk klima er det mer fordampning enn nedbør, mens ved polene, hvor det er lav temperatur, er større nedbør enn fordampning. Dette er årsaken til dannelsen av isen på Antarktis og Grønland.
Havet inneholder den største mengden med aktivt sirkulerende karbon på jorden, men litosfæren har et større lager av karbon. Havets overflatelag inneholder store mengder oppløst organisk karbon som utveksles raskt med atmosfæren. Det dype lagets konsentrasjon av oppløst uorganisk karbon er omtrent 15 % høyere enn overflatelagets konsentrasjon og det forblir der i mye lengre tid. Den termohaline sirkulasjon sørger for utveksler av karbon mellom havdypet og overflaten.
Karbon tas opp av havet når atmosfærisk karbondioksid løses opp i overflatelagene og omdannes til karbonsyre, karbonat og bikarbonat:
Karbon kan også tilføres via elver som oppløst organisk karbon og omdannes av fotosyntetiske organismer til organisk karbon. Dette kan enten utveksles gjennom næringskjedene eller utfelles i de dypere, mer karbonrike lagene som dødt bløtvev eller i skjell og bein som kalsiumkarbonat. Karbonet sirkulerer i disse lagene i lange perioder før det enten avsettes som sediment eller returneres til overflatevann via den termohalin sirkulasjonen.
Havet er habitat for et mangfold av livsformer. Siden sollys bare lyser opp de øvre lagene, eksisterer størstedelen av vannmassene i havet i permanent mørke. Siden de forskjellige dybde- og temperatursonene hver for seg gir habitat for et unikt sett av arter, omfatter det marine miljøet som helhet et enormt mangfold av liv. Marine habitater spenner fra overflatevann til de dyphavsgroper. I mellom disse ytterpunktene har en korallrev, tareskoger, sjøgressenger, tidevannsbassenger, gjørme, sand- og steinete havbunner og den åpne pelagiske sonen. Organismene som lever i havet varierer fra hvaler som blir 30 m lange til mikroskopisk planteplankton og dyreplankton, sopp og bakterier. Marint liv spiller en viktig rolle i karbonkretsløpet ettersom fotosyntetiske organismer omdanner oppløst karbondioksid til organisk karbon, noe som gir matfisk for mennesker.
Livet kan ha sin opprinnelse i havet og alle de store dyregruppene er representert. Forskere har forskjellig syn med hensyn til nøyaktig hvor i havet livet kunne ha oppstått: Miller-Urey-eksperimentet antydet en fortynnet kjemisk «suppe» i åpent vann, men nyere forslag peker på vulkanske varme kilder, finkornede leiresedimenter eller dyphavs Hydrotermisk skorsteiner, som alle ville ha gitt beskyttelse mot skadelig ultrafiolett stråling som ikke ble blokkert av den tidlige jordens atmosfære.
Marine habitater kan horisontalt deles inn i kyst- og havhabitater på åpent hav. Kysthabitater strekker seg fra strandlinjen til kanten av kontinentalsokkelen. Det meste av marint liv finnes i kysthabitater, selv om sokkelområdet kun opptar 7 % av det totale havarealet. Åpne havhabitater finnes i dyphavet utenfor kanten av kontinentalsokkelen. Alternativt kan marine naturtyper deles vertikalt i pelagiske (åpent vann), bunnlevende (like over havbunnen) og bunndyr (på og i havbunnen). En tredje inndeling er etter breddegrad: fra polare hav med ishyller, havis og isfjell, til tempererte og tropiske farvann.
Korallrevene opptar mindre enn 0,1 % av verdens havoverflate, men økosystemer der inneholder 25 % av alle marine arter. De mest kjente er tropiske korallrev som Australias Great Barrier Reef, mens kaldtvannsrev har et stort antall arter som anemoner og maneter. Minst halvparten av alle kjente korallarter lever i det kalde, dype og mørke havdypet, med temperaturer på bare 4–12 °C.
Per 2011 var det katalogisert 250 000 arter av organismer i havet, noe som utgjør 14 % av alle kjente arter på jorden. Det antas å være et stort antall marine arter som er ukjent for vitenskapen, kanskje så mye flere millioner. Årsaken til at mange ikke er oppdaget er vanskene og kostnadene med å oppdage nye arter, spsielt på havdypet.
Årsaken til at det er betydelig færre arter i havet enn på landjorden, antas å være at havmiljøet er mer stabilt enn miljøet på land. Variabelt miljø skaper større muligheter for naturlig seleksjon som produserer nye arter som med tilpasninger til mange forskjellige nisjer. Derimot gir de relativt like forholdene på for eksempel det åpne havet lite press på organismene for å tilpasse seg.
Marine primærprodusenter som planter og mikroskopiske organismer i planktonet, er utbredt og svært viktig for økosystemene. Det er anslått at halvparten av verdens oksygen produseres av planteplankton. Om lag 45 % av havets primærproduksjon er levende organismer i form av kiselalger. Mye større alger, kjent som Makroalger (tang, er viktige lokalt: Sargassum danner flytende drivtang, mens tare danner havbunnsskog. Andre organismer er blomstrende planter i form av sjøgress som vokser i «enger» på sandgrunn, mangroveskoger langs kysten i tropiske og subtropiske områder og salttolerante planter som trives i saltsump. Alle disse habitatene er i stand til å binde store mengder karbon og gir miljø for et stort biologisk mangfold.
Lys er bare i stand til å trenge gjennom de øverste 200 m delene av vannet, dermed er det disse øverste delene av havet hvor planter kan vokse. Overflatelagene har ofte begrensede mengder med biologisk aktive nitrogenforbindelser. Den marine nitrogensyklusen består av komplekse mikrobielle transformasjoner som inkluderer fiksering av nitrogen, assimilering, nitrifikasjon, anammoks (anoksisk ammoniumoksidasjon) og denitrifikasjon. Noen av disse prosessene foregår på dypt vann, slik at der det er en oppstrømning av kaldt vann, og også nær elvemunninger der landbaserte næringsstoffer er tilstede, er planteveksten større. Dette betyr at de mest produktive områdene som er rike på plankton og derfor også på fisk, hovedsakelig er kystnære.
Det er et bredere spekter av høyere dyretaksa i havet enn på land. Mange marine arter har ennå ikke blitt oppdaget og antallet kjent for vitenskapen øker hvert år. Noen virveldyr som sjøfugler, sel og havskilpadder vender tilbake til landjorden for å yngle, men fisk, hvaler og sjøslanger er fullstendig vannlevende og mange virvelløse dyr er også helt marine. Havene myldrer av liv og har mange forskjellige mikrohabitater. En av disse er vannoverflaten som, selv om den kastes rundt av bølger, gir et rikt miljø og er hjemsted for bakterier, sopp, mikroalger, protozoer, fiskeegg og forskjellige larver.
Den pelagiske sonen inneholder makro- og mikrofauna og dyreplankton som driver med strømmen. De fleste av de minste organismene er larvene til fisk og marine virvelløse dyr som frigjør egg i stort antall. Dyreplanktonet lever av planteplankton og utgjør en grunnleggende del av den komplekse næringskjeden som strekker seg oppover til fisk i forskjellige størrelser, som store blekkspruter, haier, niser, delfiner og hvaler. Mange marine organismer foretar migrasjoner over store avstander, enten sesongvise vandringer til andre regioner eller daglige vertikale migrasjoner, ofte opp for å spise om natten og ned i dypet for å gjemme seg om dagen.
Bunnsonen er tilholdssted for mange dyr som lever av bunnlevende organismer eller for å finne beskyttelse mot rovdyr. Tidevannssonen med periodisk eksponering for luft er tilholdssted for havskjell, bløtdyr og krepsdyr. Den nerittiske sonen har mange organismer som trenger lys for å vokse, som svamper, pigghuder, ormer, sjøanemoner og andre virvelløse dyr. Koraller inneholder ofte fotosyntetiske symbionter og lever i grunt vann der lys kommer til. De omfattende kalkholdige skjelettene som de skaper bygger seg opp til korallrev. Disse gir et biologisk mangfoldig habitat for spesialiserte organismer. Det er mindre liv på bunnen av dypere hav, men rundt havfjell som reiser seg fra dypet samles fisk og andre dyr for å gyte og beite. Nær havbunnen lever bunnfisk som i stor grad lever av pelagiske organismer og bunndyr.
Menneskene anså sannsynligvis havet i første omgang som en matkilde. Båter ble sannsynligvis utviklet for 40 000 år siden og brukt til fiske, transport, handel og medførte kontakt mellom kulturer. Mennesker har reist på havet helt siden de bygde de første havgående fartøyer. Mesopotamierne brukte bitumen for å tette sivbåtene sine og, litt senere, introduserte de master og seil. Rundt 3000 år før Kristus hadde austronesere på Taiwan begynt å spre seg til havområdene i Sørøst-Asia. Deretter fremviste Lapita-kulturen store prestasjoner innen navigasjon, og nådde ut fra Bismarckarkipelet til så langt unna som Fiji, Tonga og Samoa. Deres etterkommere fortsatte å reise tusenvis av kilometer mellom små øyer på utriggerkanoer, og oppdaget mange nye øyer som Hawaii og Påskeøya.
Det finnes ingen skriftlige kilder som kan forklare hvordan menneskene har bosatt seg på de fjerne øyene i Stillehavet. Det finnes derfor ikke noen beviser for hvordan disse folkevandringene har foregått. Sjøreisene har skjedd over hundrevis eller tusenvis av kilometer på åpent hav, sannsynligvis i små farkoster som doble kanoer, utrigger kanoer eller balsaflåter. Arkeologiske funn tyder på at mennesker fra Ny-Guinea bosatte seg på New Ireland 4000 eller 5000 år før Kristi fødsel. Det er for øvrig få beviser for båtreiser lengre ut i Stillehavet tidligere enn 1100 år før Kristus.
Fønikerne var de første som utforsket Middelhavet fra 1550 før Kristus. Senere opprettet de gamle egypterne handelsruter og befolknignssentra ved Middelhavets kyster. I det første årtusen før Kristus etablerte fønikere og grekere kolonier over hele Middelhavet og Svartehavet. Rundt 500 år før Kristus foretok Hanno sjøfareren fra Kartago en Atlanterhavsreise der muligens både Senegal og Kamerunfjellet ble nådd.
I den tidlige middelalderperioden krysset vikingene Nord-Atlanteren og nådde de nordøstlige utkantene av Nord-Amerika. I middelalderen ble havet langs den østlige og sørlige asiatiske kysten trafikkert av arabiske og kinesiske handelsmenn. Det kinesiske Ming-dynastiet hadde en flåte på 317 skip med 37 000 mann under Zheng Hes kommando på begynnelsen av 1400-tallet, og de seilte både på Indiahavet og Stillehavet. På slutten av det 1400-tallet begynte vesteuropeiske sjøfolk å gjøre lengre oppdagelsesreiser. De portugisiske oppdagerne Bartolomeu Dias rundet Kapp det gode håp i 1487 og Vasco da Gama nådde India via Kapp det gode håp i 1498. Christofer Columbus fra Italia seilte fra Cádiz i 1492, og forsøkte å nå de østlige landene i India og Japan ved å reise vestover. Han gikk i stedet land på en øy i Det karibiske hav, og noen år senere nådde den venetianske navigatøren Giovanni Caboto Newfoundland. Italieneren Amerigo Vespucci, som Amerika ble oppkalt etter, utforsket den søramerikanske kystlinjen på en flere reiser foretatt mellom 1497 og 1502. I 1519 ledet den portugisiske oppdageren Ferdinand Magellan den spanske Magellan-Elcano-ekspedisjonen som var den første som seilte jorden rundt.
Den engelske oppdager og navigatør James Cook var den første som gjorde store oppdagelsesreiser med vitenskapelig hensikt. Han utført tre store reiser i årene 1768–1779. Blant annet kartla han Stillehavet, oppdaget mange øyer, målte sjøtemperatur, havdybde, vindstyrke og havstrømmer.
Åpne hav, eller det frie hav er et Folkerettslig prinsipp som stammer fra 1600-tallet. Prinsippet fastslår frihet til å navigere i havene og forbyr krig i internasjonalt farvann. Konseptet er nedfelt i FNs havrettskonvensjon (UNCLOS), den tredje versjonen av denne trådte i kraft i 1994, hvor det sies: «Det åpne hav er åpent for alle stater, enten det er kyst eller landlåst.» Sikkerheten ved skipsfart er regulert av Den internasjonale sjøfartsorganisasjonen. Dens mål er å utvikle og vedlikeholde et regelverk for skipsfart, sjøsikkerhet, miljøhensyn, juridiske forhold, teknisk samarbeid og maritim sikkerhet.
Havrettskonvensjonen (UNCLOS) definerer ulike havområder. Indre farvann ligger på landsiden av en grunnlinje og utenlandske fartøy har ingen rett til gjennomfart i disse. Territorialfarvann strekker seg ut til 12 nautiske mil (22 km) fra kystlinjen og i disse farvannene står kyststaten fritt til å sette lover, regulere bruk og utnytte enhver ressurs. En sammenhengende sone strekker seg ytterligere 12 nautiske mil utenfor territorialfarvann gjør det mulig å forfølge fartøyer som mistenkes for å bryte lover innenfor toll, skatt, immigrasjon og forurensning. En eksklusiv økonomisk sone strekker seg 200 nautiske mil (370 km) fra grunnlinjen. Innenfor dette området har en kystnasjon enerett til utnyttelse av alle naturressurser. Kontinentalsokkelen er den naturlige forlengelsen av landterritoriet til kontinentalmarginens ytterkant, eller 200 nautiske mil (370 km) fra kyststatens grunnlinje, avhengig av hva som er størst. Her har kystnasjonen enerett til å utnytte mineraler og levende ressurser «festet» til havbunnen.
Fisk og andre fiskeriprodukter er blant de viktigste kildene til protein og andre essensielle næringsstoffer for verdens befolkning. I 2009 kom 16,6 % av verdens inntak av animalsk protein fra fisk. Land som ligger ut mot kysten kan utnytte marine ressurser i sin økonomiske sone, men fiskefartøyer går også lenger ut for å utnytte bestander i internasjonalt farvann. I 2011 ble den totale verdensproduksjonen av fisk, inkludert akvakultur, beregnet til 154 millioner tonn, hvorav det meste gikk til konsum. Uttak av villfisk utgjorde 90,4 millioner tonn, mens havbruk bidro med resten. Det nordvestlige Stillehavet er det klart mest produktive området med 20,9 millioner tonn (27 % av den globale fangsten) i 2010. Antallet fiskefartøyer i 2010 var 4,36 millioner, mens antallet sysselsatte i fiskerinæringen utgjorde 54,8 millioner mennesker.
Moderne fiskefartøy er blant annet fisketrålere, hekktrålere, snurpenotfartøyer, linefartøyer og store fabrikkskip konstruert for å ligge på sjøen i flere uker og behandle og fryse store mengder fisk. De fiskeartene som oftest fiskes etter er sild, torsk, ansjos, tunfisk, flyndre, multe, blekksprut og laks. Overutnyttelse har blitt et alvorlig problem, noe som forårsaker ikke bare utarming av fiskebestandene, men også tilbakegang for rovfiskbestandene. For å unngå overutnyttelse har mange land innført fiskekvoter i egne farvann.
Tradisjonelt fiskeutstyr er redskaper som stang, line, harpun, teiner og garn. Tradisjonelle fiskebåter drives av padle-, vind- eller påhengsmotorer og opererer i kystnære farvann. FNs organisasjon for ernæring og landbruk oppmuntrer til utviklingen av lokale fiskerier for å gi matsikkerhet til kystsamfunn og bidra til å avbøte fattigdom.
Havet kan avgi store mengder energi i form av havbølger, tidevann, forskjell i saltholdighet og havtemperaturforskjeller som kan utnyttes til kraftproduksjon. Former for fornybare energiformer er tidevannskraft, havtermisk energi og bølgekraft.
Tidevannskraft går ut på å bruke turbiner for å produsere elektrisitet fra tidevannsstrømmer. I entkelte tilfeller gjøres det med å bygge demninger for å lagre og deretter slippe vannet gjennom. Rance Tidal Power Station har en 1 km lang demning og ligger nær St. Malo i Bretagne. Det ble startet opp i 1967, men i ettertid har få andre lignende installasjoner blitt bygget.
Vindkraft til havs utnyttes av vindkraftverk ute på havet. En fordel er at vindhastighetene er høyere enn på land, men ulempene er at slike installasjoner er dyrere enn de som bygges på land. Den første vindkraftverkene til havs ble satt opp i Danmark i 1991. Den samlede installerte ytelsen for havvindparker var 34 GW i 2020, hovedsakelig i Europa.
Det er store forekomster av petroleum og naturgass i bergarter under havbunnen. Oljeplattformer og borerigger utvinner oljen eller gassen og lagrer den før transport til land. Olje- og gassproduksjon til havs kan være krevende på grunn av lang avstand til land og krevende miljø.
Miljøproblemer i havet er blant annet overfiske, forurensning, eutrofiering (som gir oksygenmangel), invaderende arter og havforsuring. En oversikt over miljøspørsmål:
Mange stoffer kommer ut i havet som følge av menneskelig aktivitet. Forbrenningsprodukter transporteres i luften og avsettes i havet ved nedbør eller kommer i havet via avrenning, avløp og kloakk, samt i form av søppel. Stoffer som ender i havet er blant annet tungmetaller, plantevernmidler, PCB, rengjørings- og hygieneprodukter og andre syntetiske kjemikalier. Stoffene synker ned til havbunnen, tas opp av levnede organismer eller konsentreres i havstrømmene. Et resultatet av forurensningen er akkumulering av farlige stoffer som fører til at fisk blir skadelig som mat. De tungmetallene som gir størst bekymring er kobber, bly, kvikksølv, kadmium og sink som kan akkumuleres i marine organismer og føres opp i næringskjeden.
Mye flytende plastsøppel brytes ikke ned biologisk, i stedet oppløses over tid og brytes til slutt ned til molekylært nivå. Stiv plast kan holde seg flytende i årevis. I sentrum av Stillehavsgyren er det en permanent flytende ansamling av hovedsakelig plastavfall, Great Pacific Garbage Patch, og det er en lignende søppelopphopning i Atlanterhavet. Forsøkende sjøfugler som albatross og petrel kan forveksle rusk med mat, og akkumulere ufordøyelig plast i fordøyelsessystemet. Skilpadder og hvaler er funnet med plastposer og fiskesnøre i magen. Mikroplast kan synke og true filtermatere på havbunnen.
Avrenning av gjødsel fra jordbruksareal er en stor kilde til forurensning i enkelte områder og utslipp av råkloakk har tilsvarende effekt. De ekstra næringsstoffene som disse kildene gir, kan forårsake unaturlig kraftig plantevekst. Nitrogen er ofte den begrensende faktoren i marine systemer, og med tilsatt nitrogen kan algeoppblomstring senke oksygennivået i vannet og drepe marine dyr. Slike hendelser har skapt døde soner i Østersjøen og Mexicogolfen. Noen algeoppblomstringer er forårsaket av cyanobakterier som gjør skalldyr som filtrerer mat på dem giftig, og skader dyr som sjøaure . Atomanlegg kan også forurense. Irskehavet ble forurenset av radioaktivt cesium-137 fra det tidligere prosesseringsanlegg for atombrensel i Sellafield, og atomulykker kan også føre til at radioaktivt materiale sive ned i havet, det samme gjorde katastrofen ved Fukushima Daiichi kjernekraftverk i 2011.
Gruvedrift på havbunnen blir sett på som en fremtidig mulighet for uttak av metaller som litium, kobolt and grafitt. De store utfordringene med å få tilgang til mineralforekomster i havet gjør utnyttelse at fattige gruvearbeidere vanskelig og en kan unngå menneskerettighetsbrudd en har sett i landbaserte gruvevirksomhet. Det er flere mulige risikoer med slik virksomhet: Skader på dyphavsorganismer ved at de blir kvalt eller knust av sedimenter, forstyrrelse av arter og økosystem (intens støy- og lysforurensning i et naturlig mørkt og stille miljø), risiko for fisk og matsikkerhet ved at utslipp av avfall som sprer seg over store avstander og mulige klimapåvirkninger ved at tap av mikroskopiske organismer som spiller en kritisk rolle i det klimaregulerende systemet ved å ta opp karbondioksid.