湧昇
深層、すなわち海洋の水深1,000 m 以深の領域では、主にマリンスノーなどの形で表層から沈降してきた有機物が、バクテリアその他の働きにより分解され、リンや窒素などの無機化合物として大量に蓄積している。一方、太陽光の届く水深200 m 以浅の表層、特に外洋で無機物は、植物プランクトンにより栄養塩としてすぐに使い果たされてしまい、常に枯渇状態にある。外洋の透き通るような美しいコバルトブルーは、珪藻などの大型の植物プランクトンが少なく、ピコプランクトンが卓越している証拠であり、物質は微生物環内で表層水の中を循環している。深層水と表層水は互いに混じり合うことがないので、植物プランクトンは普通、深海に存在する大量の栄養塩を利用することはできない。
しかしひとたび、湧昇によって栄養塩豊富な海洋深層水が表層に上がってくると、即座に植物プランクトンの爆発的な増殖が始まる。するとそれを食べる動物プランクトンにとって好適な環境になる。さらにそれを食べるアジやイワシなどの小魚が現れる。最終的には、小魚を狙うカツオドリなどの海鳥、イルカやマグロ、カツオ、カジキ、サメなど海の高次消費者、ときには巨大なクジラまでもが集まってくる。こうして植物プランクトンの発生を起点に次々と上位の栄養段階の生物が現れ、一つの生態系が形成される。
湧昇が一時的なものであれば、その終息とともに植物プランクトンも減少、高次の消費者も次第に姿を消していく。しかし、一部の沿岸地域ではある程度の継続的な湧昇があり、それにより豊かな生態系が形成される場所がある。