A. Kandungan Fisik Air Laut
Kandungan fisik dan kimia air laut merupakan akibat dari struktur atom air. Air merupakan gabungan dari hydrogen dan oksigen yang berhubungan dengan covalen bond (covalen bond hubungan antara 2 atom dalam molekul hasil pembagian dari electron). Covalen bond ada ketika elemen membagi elektronnyake dalam bentuk campuran.di dalam air, hydrogen dan oksigen berhubungan langsung dengan sudut 105º.
Masing-masing atom hydrogen dan oksigen memiliki electron yang didistribusikan tidak sama, dengan cara itulah masing-masing atom hydrogen bermuatan positif dan atom oksigen bermuatan negative. Air yang bersifat positif dan negative secara bersama-sama memberikan struktur molekul dipolar. Masing-masing sumbu positif (atom II) saling tarik menarik dan membentuk hubungan yang lemah, sumbu negative (atom B) dimolekul lain.
Hubungan antara hydrogen ke atom oksigen disebut “hydrogen bond”. Karena merupakan agregasi cairan, jika ada molekul yang lebih banyak yang dapat diindikasikan dari jumlah H2O, jenis kandungan air terlihat tidak normal ketika dibandingkan dengan zat non polar seperti methane (cha) atau hydrogen sulfide (H2S), karena adanya hydrogen bond, air mempunyai titik didih (100º C) lebih tinggi dari yang diperkirakan.
B. Konduktifitas
Konduktifitas merupakan kapasitas dari air laut untuk memindahan arah aliran elektris dan bergantung pada konsentrasi ion-ion dan kecepatannya. Muatan atom disebut ion. Ion-ion yang lebih dalam setiap unit volume air. Teori kimia konduktifitas : ketika garam (sodium klorida/UaCl) dilarutkan dalam air, ion klorida negative menarik hydrogen positif dalam molekul air. Dengan cars ill,ion klorida atau klorit(Cl%) sebagai basis dapat ditentukan dengan rumus : S%=1,8 X Cl%.
Salinitas ditentukan berdasarkan kandungan klorida agak akurat. Salininitas dari air laut akan ditentukan pula denan arus listrik. Dengan arus listrik kita dapat mengetahui temperature dan besarnya salinitas.
C. Salinitas
Salinitas adalah kandungan garam yang ada dilaut dan biasanya diperhitungkan sebagai jumlah gram garam terlarut pada 1000 gram air laut.
Ahli ocenografi dari analisis intensif mereka berdasarkan air laut yang tenang dan terbuka dapat diketahui bahwa setiap 1 kg air laut terdapat 35 gram kandungan garamnya. Konsentrasi ini umumnya dinyatakan 35 bagian perseribu atau 35%. Salinitas dari lautan berfatiasi, mulai 33% sampai 38% dengan rata-rata 35 %. Salinitas dari air laut yang luas tergantung pada perbedaan antar evaporasi dan presipitasi, panjang dari aliran runoff, pembekuan dan es yang mencair. Dalam area yang evaporasinya tinggi seperti laut merah salinitasnya mendekati mendekati 40%tapi didekat muara sungai biasanya hanya 20%. Pada umumnya salinitas yang tersebar berada pada zone daerah kering.
Sebaran salinitas di laut dipengaruhi oleh berbagai faktor seperti pola sirkulasi air, penguapan, curah hujan dan aliran sungai. Perairan dengan tingkat curah hujan tinggi dan dipengaruhi oleh aliran sungai memiliki salinitas yang rendah sedangkan perairan yang memiliki penguapan yang tinggi, salinitas perairannya tinggi. Selain itu pola sirkulasi juga berperan dalam penyebaran salinitas di suatu perairan.
Secara vertikal nilai salinitas air laut akan semakin besar dengan bertambahnya kedalaman. Di perairan laut lepas, angin sangat menentukan penyebaran salinitas secara vertikal. Pengadukan di dalam lapisan permukaan memungkinkan salinitas menjadi homogen. Terjadinya upwelling yang mengangkat massa air bersalinitas tinggi di lapisan dalam juga mengakibatkan meningkatnya salinitas permukaan perairan.
Sistem angin muson yang terjadi di wilayah Indonesia dapat berpengaruh terhadap sebaran salinitas perairan, baik secara vertikal maupun secara horisontal. Secara horisontal berhubungan dengan arus yang membawa massa air, sedangkan sebaran secara vertikal umumnya disebabkan oleh tiupan angin yang mengakibatkan terjadinya gerakan air secara vertikal. Menurut Wyrtki (1961), sistem angin muson menyebabkan terjadinya musim hujan dan panas yang akhirnya berdampak terhadap variasi tahunan salinitas perairan. Perubahan musim tersebut selanjutnya mengakibatkan terjadinya perubahan sirkulasi massa air yang bersalinitas tinggi dengan massa air bersalinitas rendah. Interaksi antara sistem angin muson dengan faktor-faktor yang lain, seperti run-off dari sungai, hujan, evaporasi, dan sirkulasi massa air dapat mengakibatkan distribusi salinitas menjadi sangat bervariasi. Pengaruh sistem angin muson terhadap sebaran salinitas pada beberapa bagian dari perairan Indonesia telah dikemukakan oleh Wyrtki (1961). Pada Musim Timur terjadi penaikan massa air lapisan dalam (upwelling) yang bersalinitas tinggi ke permukaan di Laut Banda bagian timur dan menpengaruhi sebaran salinitas perairan. Selain itu juga di pengaruhi oleh arus yang membawa massa air yang bersalinitas tinggi dari Lautan Pasifik yang masuk melalui Laut Halmahera dan Selat Torres. Di Laut Flores, salinitas perairan rendah pada Musim Barat sebagai akibat dari pengaruh masuknya massa air Laut Jawa, sedangkan pada Musim Timur, tingginya salinitas dari Laut Banda yang masuk ke Laut Flores mengakibatkan meningkatnya salinitas Laut Flores. Laut Jawa memiliki massa air dengan salinitas rendah yang diakibatkan oleh adanya run-off dari sungai-sungai besar di P. Sumatra, P. Kalimantan, dan P. Jawa.

D. Suhu
Laut tropik memiliki massa air permukaan hangat yang disebabkan oleh adanya pemanasan yang terjadi secara terus-menerus sepanjang tahun. Pemanasan tersebut mengakibatkan terbentuknya stratifikasi di dalam kolom perairan yang disebabkan oleh adanya gradien suhu. Berdasarkan gradien suhu secara vertikal di dalam kolom perairan, Wyrtki (1961) membagi perairan menjadi 3 (tiga) lapisan, yaitu: a) lapisan homogen pada permukaan perairan atau disebut juga lapisan permukaan tercampur; b) lapisan diskontinuitas atau biasa disebut lapisan termoklin; c) lapisan di bawah termoklin dengan kondisi yang hampir homogen, dimana suhu berkurang secara perlahan-lahan ke arah dasar perairan.
Menurut Lukas and Lindstrom (1991), kedalaman setiap lapisan di dalam kolom perairan dapat diketahui dengan melihat perubahan gradien suhu dari permukaan sampai lapisan dalam. Lapisan permukaan tercampur merupakan lapisan dengan gradien suhu tidak lebih dari 0,03 oC/m (Wyrtki, 1961), sedangkan kedalaman lapisan termoklin dalam suatu perairan didefinisikan sebagai suatu kedalaman atau posisi dimana gradien suhu lebih dari 0,1 oC/m (Ross, 1970).
Suhu permukaan laut tergantung pada beberapa faktor, seperti presipitasi, evaporasi, kecepatan angin, intensitas cahaya matahari, dan faktor-faktor fisika yang terjadi di dalam kolom perairan. Presipitasi terjadi di laut melalui curah hujan yang dapat menurunkan suhu permukaan laut, sedangkan evaporasi dapat meningkatkan suhu permukaan akibat adanya aliran bahang dari udara ke lapisan permukaan perairan. Menurut McPhaden and Hayes (1991), evaporasi dapat meningkatkan suhu kira-kira sebesar 0,1 oC pada lapisan permukaan hingga kedalaman 10 m dan hanya kira-kira 0,12 oC pada kedalaman 10 – 75 m. Disamping itu Lukas and Lindstrom (1991) mengatakan bahwa perubahan suhu permukaan laut sangat tergantung pada termodinamika di lapisan permukaan tercampur. Daya gerak berupa adveksi vertikal, turbulensi, aliran buoyancy, dan entrainment dapat mengakibatkan terjadinya perubahan pada lapisan tercampur serta kandungan bahangnya. Menurut McPhaden and Hayes (1991), adveksi vertikal dan entrainment dapat mengakibatkan perubahan terhadap kandungan bahang dan suhu pada lapisan permukaan. Kedua faktor tersebut bila dikombinasi dengan faktor angin yang bekerja pada suatu periode tertentu dapat mengakibatkan terjadinya upwelling. Upwelling menyebabkan suhu lapisan permukaan tercampur menjadi lebih rendah. Pada umumnya pergerakan massa air disebabkan oleh angin. Angin yang berhembus dengan kencang dapat mengakibatkan terjadinya percampuran massa air pada lapisan atas yang mengakibatkan sebaran suhu menjadi homogen.
Suhu juga dapat mempengaruhi fotosintesa di laut baik secara langsung maupun tidak langsung. Pengaruh secara langsung yakni suhu berperan untuk mengontrol reaksi kimia enzimatik dalam proses fotosintesa. Tinggi suhu dapat menaikkan laju maksimum fotosintesa (Pmax), sedangkan pengaruh secara tidak langsung yakni dalam merubah struktur hidrologi kolom perairan yang dapat mempengaruhi distribusi fitoplankton (Tomascik et al., 1997 b).
Secara umum, laju fotosintesa fitoplankton meningkat dengan meningkatnya suhu perairan, tetapi akan menurun secara drastis setelah mencapai suatu titik suhu tertentu. Hal ini disebabkan karena setiap spesies fitoplankton selalu berdaptasi terhadap suatu kisaran suhu tertentu.
Temperature adalah kekayaan yang penting dari air laut. Temperature dari air laut yang sangat luas di dunia. Temperature dibawah permukaan yang sangat dalam, sirkulasi udara, turbelensi, lokasi geografis dan jarak dari sumbu pusat panas adalah vulkanik. Pada umumnya temperature air laut bervariasi mulai dibawah – 5 ºC sampai 33% titik pembekuan dari air asin adalah 1,9ºC.
Lautan adalah pompa raksasa yang memindahkan panas dari ekuator menuju ke kutub. Panas dari matahari bergerak dari lintang rendah ke lintang tinggi, dimana hal itu lepas dari atmosfer. Pemindahan ini adalah efektif dipermukaan air dari lautan dengan keadaan yang hebat (sebagai contoh aliran gulf ) yang bergerak dari daerah tropis yang panas ke daerah kutub). Kedalaman air (7500 m) terdapat di lintang tinggi. Temperature dari lautan jatuh pada 3 zone, yaitu:
1. Permukaan (campuran) lapisan dimana pantulan rata-rata temperature pada lintang.
2. Kedalaman (bawah) lapisan yang memantul pada sumber air dilintang tinggi.
3. Thermodhine antara 100-1500 m. kedalamannya yang temperatunya berasal dari pengurangan dari berbagai macam-macam bentuk dari nilai permukaan tinggi sampai nilai kedalaman rendah.
Thermodine mengindikasikan pemindahan vertical dari permukaan air ke dalam kedalaman air maupun perpindahan jalur air horizontal. Meskipun beberapa dari perpindahan ini terjadi dengan difusi molekul, banyak dilahirkan diselesaikan dengan aliran pusat air kecil yang membawa air vertical (Pencampuran salinitas maupun temperature dari garam Cua + dan Cl) terbebas dari lainnya dan membawa hubungan dengan molekul air. Jika electron positif dan negative terkandung oleh air, ion sodium positifdan ion klorida negative akan menarik muatan elektroda yang berlawanan. Selama ion terus bergerak disekitar molekul air menuju elektroda mereka menghasilkan gerakan elektrik air laut dapat digunakan untuk menentukan salinitas.

E. Densitas Air Laut
Distribusi densitas dalam perairan dapat dilihat melalui stratifikasi densitas secara vertikal di dalam kolom perairan, dan perbedaan secara horisontal yang disebabkan oleh arus. Distribusi densitas berhubungan dengan karakter arus dan daya tenggelam suatu massa air yang berdensitas tinggi pada lapisan permukaan ke kedalaman tertentu. Densitas air laut tergantung pada suhu dan salinitas serta semua proses yang mengakibatkan berubahnya suhu dan salinitas. Densitas permukaan laut berkurang karena ada pemanasan, presipitasi, run off dari daratan serta meningkat jika terjadi evaporasi dan menurunnya suhu permukaan.
Sebaran densitas secara vertikal ditentukan oleh proses percampuran dan pengangkatan massa air. Penyebab utama dari proses tersebut adalah tiupan angin yang kuat. Lukas and Lindstrom (1991), mengatakan bahwa pada tingkat kepercayaan 95 % terlihat adanya hubungan yang positif antara densitas dan suhu dengan kecepatan angin, dimana ada kecenderungan meningkatnya kedalaman lapisan tercampur akibat tiupan angin yang sangat kuat. Secara umum densitas meningkat dengan meningkatnya salinitas, tekanan atau kedalaman, dan menurunnya suhu.
F. Warna Air Laut
Warna air laut ditentukan oleh kekeruhan air laut itu sendiri dari kandungan sedimen yang dibawa oleh aliran sungai. Pada laut yang keruh, radiasi sinar matahari yang dibutuhkan untuk proses fotosintesis tumbuhan laut akan kurang dibandingkan dengan air laut jernih. Pada perairan laut yang dalam dan jernih, fotosintesis tumbuhan itu mencapai 200 meter, sedangkan jika keruh hanya mencapai 15 – 40 meter. Laut yang jernih merupakan lingkungan yang baik untuk tumbuhnya terumbu karang dari cangkang binatang koral.
Air laut juga menampakan warna yang berbeda-beda tergantung pada zat-zat organik maupun anorganik yang ada.
Ada beberapa warna-warna air laut karena beberapa sebab:
a. Pada umumnya lautan berwarna biru, hal ini disebabkan oleh sinar matahari yang bergelombang pendek (sinar biru) dipantulkan lebih banyak dari pada sinar lain.
b. Warna kuning, karena di dasarnya terdapat lumpur kuning, misalnya sungai kuning di Cina.
c. Warna hijau, karena adanya lumpur yang diendapkan dekat pantai yang memantulkan warna hijau dan juga karena adanya planton-planton dalam jumlah besar.
d. Warna putih, karena permukaannya selalu tertutup es seperti di laut kutub utara dan selatan.
e. Warna ungu, karena adanya organisme kecil yang mengeluarkan sinar-sinar fosfor seperti di laut ambon.
f. Warna hitam, karena di dasarnya terdapat lumpur hitam seperti di laut hitam
g. Warna merah, karena banyaknya binatang-binatang kecil berwarna merah yang terapung-apung.