Die thermohaline Zirkulation ist eine sehr langsame und extrem tiefe Wasserbewegung in den Ozeanen auf der ganzen Welt. Ein vollständiger Zyklus kann von Anfang bis Ende Tausende von Jahren dauern, wobei der Zyklus viel zur Vermischung der Weltmeere beiträgt. Die thermohaline Zirkulation scheint mit dem globalen Klima und der Gesundheit der Ozeane verbunden zu sein, da sie gelöste Gase und Mineralien im Wasser vermischt und auch die globalen Temperaturen beeinflussen kann.
In seine Bestandteile zerlegt bezeichnet Thermohaline die Temperatur (Thermo-) und gelösten Salze (-haline) im Meerwasser. Diese Salze werden als Halogenide bezeichnet. Temperatur und Halinität des Wassers wirken sich auf seine Dichte aus, was eine thermohaline Zirkulation auslöst. Je kälter das Wasser ist, desto dichter ist es und je salziger das Wasser, desto höher die Dichte. Aufgrund der thermohalinen Zirkulation ist der Atlantische Ozean dichter als der Indische und der Pazifische Ozean, wodurch er etwas niedriger ist.
Der Kreislauf beginnt um den Äquator im Pazifischen Ozean, wenn Oberflächenströmungen wie der Jetstream das Wasser langsam nach Westen treiben. Dieses Wasser ist warm und nicht besonders salzig, was es leicht macht, so dass es auf der Meeresoberfläche schwimmt. Während das Wasser nach Westen fließt, dringt es langsam in den Nordatlantik ein, wo es aufgrund der Umgebungstemperaturen abkühlt. Außerdem erhöht sich der Salzgehalt durch Verdunstung.
Diese Kombination von Faktoren führt dazu, dass das Wasser langsam auf den Meeresgrund sinkt. Es beginnt auch langsam, sich nach Süden zu bewegen, da es von mehr sinkendem Wasser aus der Oberflächenströmung gedrückt wird. Ein Teil des dichten, kalten Wassers setzt sich in tiefen Ozeanbecken ab, aber der Großteil zirkuliert langsam nach Süden, bevor es nach Osten um das Horn von Afrika und zurück zu seinem Ursprungsort fließt. ein Teil des Wassers rutscht um Australien herum und taucht im Südpazifik auf, während sich der andere Teil der Tiefseeströmung durch den Indischen Ozean schlängelt. Während der Wasserkreislauf wird es wärmer und weniger salzig, bis es im Pazifik aufsteigt, nur um den Kreislauf von vorne zu beginnen.
Einige Leute haben Bedenken hinsichtlich der Auswirkungen der globalen Erwärmung auf die thermohaline Zirkulation geäußert. Es gibt einige Bedenken, dass eine Zunahme der Gletscherschmelze die Halinität des Ozeans im Nordatlantik verringern könnte, wodurch der Kreislauf zum Erliegen kommt. Dies kann zu einer lokalen Abkühlung auf der Nordhalbkugel führen, die schwerwiegende Auswirkungen auf die dort lebenden Organismen haben könnte.