Per tal de definir-ne la composició, hom usa habitualment dos valors —clorinitat i salinitat—, expressats en tant per mil de pes. Per tal de distingir petites diferències entre mostres, és emprada, també, la mesura de la conductivitat elèctrica, que és la propietat física de l’aigua de mar determinable amb més precisió. La salinitat mitjana és del 34,750/00, però pot variar sensiblement en funció de la insolació i de l’evaporació, i igualment de les aportacions fluvials. Així, al golf Pèrsic assoleix el 40%o, i a la mar Roja el 41%o, mentre que al golf de Bengala, a la mar Groga i a la mar d’Okhotsk és del 30%o, i a la mar Negra del 16%o. A certes zones de la Bàltica, durant el desglaç, s’arriba a la xifra més baixa: l’1%o.
La variació de la temperatura de l’aigua de mar
© Fototeca.cat
El coneixement precís de la composició mitjana de l’aigua de mar fou iniciat per Dittmar, que, el 1884, analitzà 77 mostres recollides pel vaixell oceanogràfic Challenger en el seu viatge al voltant del món (1872-1876), i obtingué uns valors que les anàlisis més recents quasi no han modificat. Hi ha, en proporció gairebé constant, clorur de sodi (27,3%o), clorur de magnesi (3,4%o), sulfat de magnesi (2%o), sulfat de calci (1,3%o), clorur de potassi (0,6%o), i carbonat de calci (0,1%o). Hi ha presents 60 elements químics diferents, en forma de sals i gasos dissolts. El pH oscil·la entre 7,5 i 8,4. A les latituds baixes i mitjanes l’aigua és més freda en profunditat que a la superfície, i a les latituds molt elevades s’esdevé a l’inrevés. Les temperatures més altes són assolides a les mars closes i prop de les costes (mar Roja, 34°C; golf Pèrsic, 35°C). A les zones càlides, la disminució de temperatura és ràpida en els primers 200 m de profunditat (a un ritme d’uns 5°C cada 25 m), i esdevé després més lenta fins a gairebé deturar-se a partir dels 1 000 m; aleshores oscil·la entre 0°C i 8°C. La densitat, factor important en el procés general de circulació de les masses d’aigua en els oceans, creix en augmentar la salinitat i decreix en augmentar la temperatura. El valor mitjà és de 1,014. Aquesta densitat acostuma a ésser referida a una unitat equivalent al nombre de grams per litre que excedeixen el quilogram, designada amb el símbol σ. D’aquesta manera el valor 1,014 és expressat per σ = 14.
El color blau de la mar és degut a l’absorció de les radiacions roges per les masses d’aigua; el verd de les costes és provocat per l’abundància de pigments grocs procedents de les plantes, i del plàncton. La transparència depèn de l’abundància de fitoplàncton: quan aquest és gairebé inexistent, com, per exemple, a la mar dels Sargassos, l’aigua de mar és tan transparent com la destil·lada; la coloració roja és produïda per les algues (mar Roja) o per diversos organismes planctònics (costes occidentals d’Amèrica).
L’any 2010 la Comissió Oceanogràfica Intergovernamental (IOC), l’Associació Internacional per les Ciències Físiques dels Oceans (IAPSO) i el Comitè Científic d’Investigacions Oceàniques (SCOR) adoptaren una nova equació d’estat per l’aigua de mar anomenada TEOS-10 (de l’anglès Thermodinamic Equation of Seawater 2010) que substitueix l’anterior, anomenada EOS80, que estigué en vigor durant trenta anys. Els elements més destacats d’aquesta nova equació d’estat són la introducció de noves definicions de salinitat, com la de salinitat absoluta, que té en compte explícitament la composició química de l’aigua de mar, incorpora les correccions degudes a les anomalies en la seva composició i proporciona una formulació coherent de totes les variables termodinàmiques associades a l’equació d’estat de l’aigua de mar.