Оказалось, что «ступеньки» образуются в том случае, если имеются два или более слоя вод с разными температурой и соленостью. Между этими разнородными слоями появляется резкая поверхность раздела, через которую у слоев происходит диффузионный обмен теплом и солью. Однако тепло распространяется примерно в сто раз быстрее, чем соль, и разница температур в двух смежных слоях сглаживается за несколько минут. А разница в содержании солей сохраняется в течение десятков минут или даже нескольких часов. Если более теплая и соленая вода залегает сверху, быстрая потеря тепла через поверхность раздела (то есть через слой между ними) приводит к тому, что вода, расположенная непосредственно над поверхностью раздела (более соленая вода) становится тяжелее, чем менее соленая, находящаяся непосредственно под этой поверхностью; но эта менее соленая вода в то же время поглощает из верхнего, более нагретого слоя тепло и становится более легкой. А более легкая вода не может залегать под более тяжелой, и тяжелая начинает погружаться вниз, вытесняя более легкую вверх. Этот процесс «обмена местами» происходит одновременно по всей их контактной (пограничной) плоскости. В результате образуется конвекционная система, напоминающая доску разлинованную наподобие шахматной, где чередуются ячейки соленой и менее соленой воды: одни опускаются, другие поднимаются. Такое явление известно как конвекция в виде «солевых пальцев». В профиль это будто сложенные две бороны зубьями друг к другу (зубья — это «солевые пальцы»). В одной бороне «зубья» состоят из соленой воды, в другой — из менее соленой. В случае, когда теплая соленая вода находится внизу, происходит быстрая диффузия тепла вверх, что вызывает сильное перемешивание воды в пределах каждого слоя.
Таким образом, образуются слои и прослойки хорошо перемешанной воды с резкими перепадами температуры и солености между ними. «Мелкие клеточки доски» («чередующиеся ячейки») соленой и менее соленой воды, опускающиеся или поднимающиеся, и обусловливают появление одной или целой серии «ступенек».
«Ступенчатая» структура, как мы сказали, характерна главным образом для тех участков морей и океанов, где имеются слои с разными температурой и соленостью. Но предполагается, что она может быть обнаружена (очевидно, в более сглаженном виде) по всей водной толще океанов и морей. Глубинные слои при помощи зондов пока изучены очень слабо.