Når vi tenker på havnivåhar vi en tendens til å forestille oss det som en perfekt jevn overflate over hele jorden. I virkeligheten er denne overflaten uregelmessig, med forsenkninger og buler som avhenger av mange faktorer: tyngdekraft, vind, kjemisk-fysiske egenskaper ved vannet. En av de best kjente tilfellene, dokumentert av flere tiår med observasjoner, og best dokumentert er høydeforskjell mellom Stillehavet og Atlanterhavet: førstnevnte er i gjennomsnitt høyere enn sistnevnte med ca 20 centimeter. Den viktigste grunnen ligger i tetthetsforskjell mellom de to vannene, som igjen avhenger av temperaturen og saltholdigheten i de to havene.
Tettheten av sjøvann avhenger av to faktorer: temperatur og saltholdighet. Jo kaldere og saltere vannet er, jo tettere er det. Jo tettere den er, jo mindre volum opptar den for samme masse. Tvert imot, varmere og mykere vann er også mindre tett, og vil derfor – alltid med samme masse – oppta mer volum. Dette er forøvrig også det underliggende faktum termohaline strømmer i jordens hav.
Overflatevannet i Stillehavet er i gjennomsnitt varmere og mindre salt enn Atlanterhavet, derfor litt mindre tett. Atlanterhavet, tvert imot, har gjennomsnittlig vann kaldere og saltere. Dette fører til at Atlanterhavet blir tettere, og derfor «tar opp litt mindre volum» enn Stillehavet.
Imidlertid er tetthet ikke den eneste faktoren som spiller inn. Også vind og havstrømmer de spiller en rolle i å flytte og distribuere store vannmasser i havene, noe som fører til at de akkumuleres i noen områder i stedet for andre. Som det fremgår av en historisk studie fra 1953 publisert i Dyphavsforskningvirker denne mekanismen – sammen med tetthetsgradienten – også i det sørlige grensesnittet mellom Stillehavet og Atlanterhavet, Drake Channel mellom spissen av Patagonia og Antarktis, og «øker» vannstanden på stillehavssiden av sundet sammenlignet med Atlanterhavssiden.
Til slutt er det et mer fysisk spørsmål, knyttet til fordeling av landmasse: kontinenter, øyer, undersjøiske fjellkjeder og ulike konsentrasjoner av materiale i jordmantelen produserer lokalt høyere gravitasjonsakselerasjon, som igjen påvirker havnivået i ulike områder av verden.
Alle disse mekanismene gir, når det gjelder Stillehavet og Atlanterhavet, en liten, men målbar forskjell med verktøyene vi har tilgjengelig. De PSMLS (Fast tjeneste for gjennomsnittlig havnivå) av National Oceanography Center, som er referanseorgan på internasjonalt nivå for overvåking av havnivå, tiltak 20 centimeter omtrentlig forskjell i høyde sammenlignet med gjennomsnittlig overflate av de to havene.
Den mest emblematiske bekreftelsen på denne forskjellen er på de to sidene av Panamakanaleni isthmus med samme navn som skiller de to havene med bare rundt åtti kilometer. Målinger tatt i endene av kanalen viser en høydeforskjell på 20 centimeter. Dette er det mest kjente tilfellet der havforskjellen mellom to hav ble målt ved hjelp av geodetisk utjevning.
Hvis kanalen var et åpent snitt ved havnivå, så uten lukket som i stedet er tilstede i kanalen, ville det være en permanent strøm som ville strømme fra Stillehavet til Atlanterhavet og kunne ha en konkret effekt på navigasjonen innenfor kanalen. Låsene isolerer imidlertid kanalen fra denne nivåforskjellen, og gjengir den effektivt irrelevant for navigering.
