In de door de zon beschenen bovenste oceaanlagen vangen microscopische algen en grotere zeewieren lichtenergie op en zetten koolstofdioxide en water om in organische stof en zuurstof. Dit proces – fotosynthese – vormt de basis van vrijwel alle mariene voedselketens en levert een aanzienlijk deel van de zuurstof in de atmosfeer van de aarde.

Fytoplankton voert het grootste deel van de fotosynthese in de oceanen uit. Hun productiviteit wordt beperkt door licht, dat afneemt met de diepte, en door voedingsstoffen zoals stikstof, fosfor en ijzer. De diepte waarop fotosynthese de ademhaling in evenwicht brengt, is de compensatiediepte; daaronder kan netto groei niet worden volgehouden. Seizoensgebonden en regionale variaties in licht en voedingsstoffen creëren de bekende patronen van voorjaarsbloei en oligotrofische subtropische woestijnen.

Het meten van fotosynthese omvat incubaties in flessen, fluorescentietechnieken en satellietmetingen van chlorofyl. De geproduceerde organische koolstof voedt ofwel de voedselketen, wordt afgebroken in de bovenste oceaanlagen, of zinkt naar de diepzee als onderdeel van de biologische koolstofpomp. Veranderingen in temperatuur, stratificatie en nutriëntentoevoer veranderen nu al de patronen van de primaire productie in de zee.

• Omzetting van lichtenergie in organische stof
• Wordt voornamelijk uitgevoerd door fytoplankton in de oceaan.
• Basis van mariene voedselwebben en zuurstofbron
• Beperkt door licht en voedingsstoffen