Η αλατρότητα των ωκεανών του κόσμου δεν είναι αποτέλεσμα μίας πηγής αλλά μίας πολύπλοκης συσσώρευσης από διάφορες γεωλογικές και ατμοσφαιρικές διεργασίες που λειτουργούν σε τεράστιες χρονικές κλίμακες. Η κατανόηση αυτών των πηγών αποκαλύπτει τη δυναμική φύση της χημείας της Γης.
Ο πρωταρχικός συνεισφέρων είναι η ασταμάτητη διάβρωση πετρών και μεταλλικών στην ηπειρωτική χερσαία. Καθώς το νερό της βροχής—ελαφρώς οξύ από τη διαλυμένη ατμοσφαιρική διοξείδην του άνθρακα—ρέει πάνω στο τοπίο ως επιφανειακή ροή και εδαφικά ύδατα, χημικά διαβρώνει πυριτικές και καρβονάτικες πέτρες. Αυτή η διαδικασία ελευθερώνει ιόντα όπως νάτριο, χλώριο, άλας, μαγνήσιο, θειικό και βικαρβονικό. Οι ποταμοί και τα ρεύματα λειτουργούν ως ζωρές μεταφοράς, μεταφέροντας αυτόν τον διαλυμένο ορυκτό φορτίο στη θάλασσα. Ετήσια, οι ποταμοί παραδίδουν εκτιμώμενα 4 δισ. τόνους διαλυμένων αλάτων στους ωκεανούς.
Η ηφαιστιακή δραστηριότητα, τόσο στην ηπειρωτική όσο και υφάλια, ενέβριζε σημαντικές ποσότητες αερίων όπως υδροχλωρικό, θειικό διοξείδιο και διοξείδιο άνθρακα στην ατμόσφαιρα και απευθείας στον ωκεανό. Αυτά τα αέρια σχηματίζουν οξέα που επιταχύνουν τη διάβρωση πετρών, ενώ οι υφαλλίες εκρήξεις απελευθερώνουν απευθείας μεταλλικά ρευστά στη θαλάσσια νερό. Σε γεωλογικό χρόνο, αυτή η εξαέριση ήταν θεμελιώδης πηγή του χλώριου και του θείου του ωκεανού.
Παράλληλα με τις μεσοωκεανιακές ραχίες, το θαλάσσιο νερό διεισδύει βαθιά στο διαβρωμένο ωκεανικό φλοιό, υπερθερμαίνεται από το υποκείμενο μάγμα και αντιδρά έντονα με την βασαλτική πέτρα. Αυτή η υδροθερμική κυκλοφορία αποσπά μέταλλα και άλλα στοιχεία από το φλοιό και τα εκτοξεύει ξανά στον ωκεανό μέσω αεροφραγίων. Ενώ ορισμένα μεταλλικά κατακερματίζονται σχηματίζοντας τεράστιες θειδώδεις αποθέσεις (μαύρες καπνοδόχοι), σημαντική ροή διαλυμένων χημικών—συμπεριλαμβανομένων σιδήρου, μανγανίου, ψευδάργυρου και χαλκού—εισέρχεται στον βαθύ ωκεανό, συμβάλλοντας στο χημικό του προϋπολογισμό.
Η δημιουργία νέου ωκεανικού φλοιού στα κέντρα διάχυσης περιλαμβάνει υψηλής θερμοκρασίας αντιδράσεις μεταξύ βασαλτίου και θαλάσσιου νερού. Αυτή η διαδικασία, ουσιαστικά η αντίστροφη της υδροθερμικής αλλοίωσης σε ορισμένες εκτάσεις, απελευθερώνει στοιχεία όπως θειικό υδρογόνο, μεθάνη και διάφορα μέταλλα στη στήλη νερού, τροποποιώντας περαιτέρω τη σύνθεση του θαλάσσιου νερού.
Ανεμωδίνη σκόνη, ηφαιστειάκης τέφρας, αέρινα σωματίδια θαλάσσιου σprüν και βροχοπτώσεις παραδίδουν διαλυμένες ουσίες απευθείας στην επιφάνεια του ωκεανού. Αυτό περιλαμβάνει όχι μόνο άλατα αλλά και θρεπτικά όπως σίδηρος και άζωτο. Η διάλυση της ατμοσφαιρικής διοξείδους άνθρακα στα επιφανειακά νερά σχηματίζει θρεπτικό οξύ, το οποίο παίζει ρόλο στο σύστημα φραγμού καρβονάτων και τη διάλυση καβούκλων και ιλύων ασβεστίου.
Οι θαλάσσιοι οργανισμοί δεν είναι παθητικοί κάτοικοι· ενεργά αναδιαμορφώνουν τη χημεία του ωκεανού. Τα φυτόπλαγκτον εξάγουν θρεπτικά (νιτρικά, φωσφάτα, πυριτικές) και άνθρακα για ανάπτυξη, ενώ οι οργανισμοί που χτίζουν καβούκλες (φοραμιφέρα, κοκκολιθόφορα, μαλάκια) αφαιρούν άλας και ιόντα καρβονάτη για να σχηματίσουν καβούκλες ασβεστίου. Με τον θάνατο, η αποδόμηση οργανικής ύλης ελευθερώνει θρεπτικά πίσω στη διάλυση, και οι κατακερματιζόμενες καβούκλες διαλύονται στο βάθος, δημιουργώντας κατακόρυφες κλίσεις αλατρότητας και χημείας. Αυτή η βιολογική αντίλια είναι ένας μεγάλος οδηγός της κατανομής διαλυμένων ουσιών.
Μια χιλιετίες, η ισορροπία μεταξύ αυτών των εισροών (διάβρωση, ηφαιστεισμός, υδροθερμικά αεροφράγια) και εξόδων (απόθεση ιλύων, υδροθερμική αλλοίωση φλοιού, υποδύση) έχει καθιερώσει την εκπληκτικά σταθερή αλατρότητα και σύνθεση βασικών ιόντων που χαρακτηρίζει το σύγχρονο θαλάσσιο νερό.
