Die Ozeane haben großen Einfluss auf Klima und Chemie der Erde, beherbergen Ökosysteme von beispielloser Vielfalt und enthalten gewaltige natürliche Ressourcen. Seit Jahrhunderten werden sie daher erkundet. Trotzdem wissen wir nach wie vor wenig über die rund 1,3 Milliarden Kubikkilometer Wasser, die mehr als zwei Drittel der Oberfläche unseres Planeten bedecken. Nur etwa fünf Prozent davon wurden bisher erforscht. Auch viele grundsätzliche Fragen sind noch offen: Wie hoch ist die biologische Produktivität der Ozeane? Welche Prozesse stecken hinter der Vermischung von Wasserschichten? Wie groß ist die Artenvielfalt? Wie beeinflussen die Ozeane die Erdatmosphäre? Wie wandeln sie sich, und wie wirkt sich das auf die Menschheit aus?

Viele Beobachtungen legen nahe, dass sich momentan bedeutende Veränderungen in den Meeren vollziehen. Diese mögen zum Teil auf natürlichen Zyklen beruhen. In zunehmendem Maß aber sind sie die Folge menschlicher Aktivitäten. Örtlich begrenzte Effekte umfassen Veränderungen der Zirkulation, den erhöhten Eintrag von Nährstoffen und Verunreinigungen, die Ausbreitung fremder Arten und eine veränderte Dynamik der Nahrungsketten durch Übernutzung kommerziell verwertbarer Fischarten. Das Herausfischen räuberischer Spezies, die in der Nahrungspyramide ganz oben stehen, wirkt sich inzwischen aber auch weltweit auf die Biologie der Meere aus. Andere globale Effekte betreffen grundlegende physikalische und chemische Eigenschaften wie Temperatur, Salzgehalt und Meeresspiegelhöhe beziehungsweise pH-Wert und Sauerstoff- sowie Nährstoffkonzentration.

Nur mit detaillierten Informationen über die Physik, Geologie, Chemie und Biologie der Ozeane lassen sich Ausmaß und Folgen all dieser Veränderungen abschätzen. Auf der elementarsten Ebene geht es dabei um physikalische Transportvorgänge. Zu deren Verständnis ist es nötig, Bewegungen und Inhaltsstoffe des Wassers im Zeitverlauf zu verfolgen. ...