Происхождение и геологическая история. Согласно современным представлениям, воды О. — продукт дифференциации вещества мантии Земли. Имеются различные гипотезы о происхождении впадин О. и направленности их эволюции. По одной из них, впадины О. — более древние образования, чем материки; развитие земной коры и рельефа Земли идёт по пути постепенного сокращения О. и наращивания материков, переработки океанической коры в материковую в пределах геосинклинальных поясов (гипотеза «континентализации»). Согласно противоположной точке зрения, впадины О. — сравнительно молодые образования, возникшие благодаря процессам преобразования материковой коры в океаническую (гипотеза «океанизации»). В 60-х гг. 20 в. приобрела большое число сторонников третья гипотеза — разрастания океанического дна, или гипотеза «тектоники плит». Согласно этой гипотезе, вся земная кора состоит из ограниченного числа подвижных плит, границами которых служат срединные хребты и глубоководные желоба. В рифтовых зонах срединных хребтов происходит подъём глубинного вещества, которое затем растекается в обе стороны и, постепенно остывая и уплотняясь, снова погружается в зонах глубоководных желобов. Предполагается, что этот процесс протекает с середины мезозоя и постепенно ведёт ко всё большему раздвижению противоположных бортов О. Ряд фактов подтверждает эту гипотезу, однако она ещё мало увязывается с огромным материалом, накопленным в ходе изучения геологии суши.
О. в виде современных глубоководных бассейнов существуют, по крайней мере, с юрского периода, т.к. более древние породы на дне О. пока не обнаружены. В течение мела и кайнозоя происходило дальнейшее их углубление и развитие абиссального осадкообразования. Несомненным является недавнее наращивание окраин материков за счёт замыкания окраинных геосинклинальных бассейнов. Огромные мощности осадков в котловинах геосинклинальных морей свидетельствуют о древности О. При образовании крупных форм рельефа дна О. существ. роль играли вертикальные и горизонтальные движения земной коры (см. Земля).
III. Геохимия вод
Океаническая вода представляет собой раствор солей со средней концентрацией около 35 г/л. Всего в О. содержится 5·1022 г растворённых солей. В их составе преобладают ионы Na+, Mg2+, K+, Ca2+, Cl– и , составляющие 99% от суммы солей. Мн. другие элементы содержатся в миллионных и миллиардных долях (таблица 2).
Табл. 2. — Среднее содержание химических элементов в морской воде*
| Элемент | % | Элемент | % |
| H | 10,7 | Y | 3·10–8 |
| He | –10 | Zr | –9 |
| Li | –5 | Nb | –9 |
| Be | –11 | Mo | –6 |
| B | –4 | Ag | –3 |
| C | –3 | Cd | –8 |
| N | –5 | In | –9 |
| О | 85,8 | Sn | –7 |
| F | –4 | Sb | –8 |
| Ne | –8 | I | –6 |
| Na | 1,035 | Cs | –8 |
| Mg | 0,1297 | Ba | –6 |
| Al | –6 | La | –10 |
| Si | –4 | Ce | –10 |
| P | –6 | Pr | –11 |
| S | 0,089 | Nd | –11 |
| Cl | 1,93 | Sm | –11 |
| K | 0,038 | Eu | –10 |
| Ca | 0,04 | Gd | –11 |
| Sc | –9 | Dy | –11 |
| Ti | –7 | Ho | –11 |
| V | –7 | Er | –11 |
| Cr | –9 | Fm | –11 |
| Mn | –7 | Yb | –11 |
| Fe | –6 | Lu | –11 |
| Co | –8 | W | –8 |
| Ni | –7 | Au | –10 |
| Cu | –7 | Hg | –9 |
| Zn | –6 | Tl | –9 |
| Ga | –9 | Pb | –9 |
| Ge | –9 | Bi | –8 |
| As | –7 | Ra | –14 |
| Se | –8 | Ac | –20 |
| Br | –3 | Th | –9 |
| Kr | –8 | Pa | –15 |
| Rb | –5 | U | –7 |
| Sr | –4 |
* Солёность S=35,00 ‰' (г/кг), хлорность Cl = 19,375 ‰'.
Состав солевой массы О. регулируется растворимостью, сносом осадков с материков, процессами обмена с атмосферой и осадками дна (в основном карбонатными и силикатными равновесиями), а также жизнедеятельностью морских организмов. Одна группа ионов (Na+, Mg2+, Li+, CI–, SO42– и др.) не образует в существенных количествах нерастворимых соединений и накапливается в океанских водах в значительно более высокой степени, чем в речных. Вторая группа ионов сравнительно быстро осаждается в виде труднорастворимых соединений. Так, в тропических морях сильно нагретые поверхностные слои воды оказываются пересыщенными СаСО3, который осаждается на дно как химическим, так и биогенным путём. Также может осаждаться Ва в виде труднорастворимой соли BaSO4. Ионы некоторых металлов — Ti, Mn, Zr и др. в результате гидролиза коагулируют и осаждаются в форме гидроокислов. Целый ряд микроэлементов морской воды — Cu, Pb, Мо, Hg, Zn, U, Ag, редкие земли и др. осаждается путём адсорбции различными природными сорбентами — органическим веществом, гидроокислами железа и марганца, фосфатами кальция, силикатами. Вследствие этого концентрации тяжёлых металлов в воде О. значительно ниже, чем это следует из растворимости их соединений. В целом О. — динамическая система, в которой количество поступающих веществ (речной сток, атмосферная пыль, продукты вулканизма) приблизительно равно количеству убывающих из неё (осаждение, вынос в атмосферу). Стационарное состояние О. определяется отношением массы каждого компонента, находящегося в данный момент в О., к его массе, прошедшей через О. Величина этого отношения зависит от среднего времени пребывания элемента в О. Для большинства элементов (кроме Na и Cl) оно мало по сравнению с длительностью существования О.
В воде О. растворены также различные газы, поступающие из атмосферы и формирующиеся в самой водной толще. Наибольшее значение имеет O2 и CO2, определяющие жизнедеятельность в О. Содержится также ряд инертных (не принимающих участие в химических реакциях) газов — N2, Аг, Kr, Хе; их растворимость находится в обратной зависимости от атомной массы. Содержание O2 достигает максимума (7—8 мл/л) в поверхностных слоях воды (до глубины 100—150 м) и падает до 3,0—0,5 мл/л с увеличением глубины (слой кислородного минимума), а в некоторых районах — до нуля. Максимальное содержание CO2, напротив, приурочено к глубинным слоям воды. Растворимость углекислоты возрастает в холодных водах и уменьшается при нагревании. В связи с этим в зимние месяцы часть CO2 переходит из атмосферы в океаническую воду, а летом — обратно. CO2 принимает участие в химических реакциях, в частности регулирует карбонатное равновесие. Воды, обогащенные CO2, агрессивны по отношению к СаСО3; удаление CO2 из воды при её нагревании способствует осаждению карбонатов. Велика роль CO2 в фотосинтезе, в процессе которого образуется органическое вещество. В результате фотосинтеза в О. ежегодно образуется около 1017 г биомассы фитопланктона.