A trata-se da reação química dos hidrocarbonetos presentes no óleo com o oxigênio. Hidrocarbonetos mais leves volatilizam mais rapidamente que componentes mais pesados.
B é a combinação de dois líquidos não miscíveis. No caso de derrame de petróleo, pode ser de dois tipos: de óleo na água ou de água no óleo, sendo a segunda extremamente estável. Ambos requerem ação da água e ocorrem apenas em composições de óleo específicas.
C ocorre quando os componentes hidrossolúveis do óleo dissolvem no grande volume de água em volta da mancha, havendo a combinação água no óleo.
D corresponde à fusão de dois líquidos não miscíveis. No caso de derrame de petróleo pode ser apenas do tipo óleo na água, a qual é uma combinação extremamente estável e que persiste por anos.
E ocorre quando os hidrocarbonetos consumidos por microrganismos são parcialmente metabolizados em solução combinada de dióxido de carbono e água, com taxa de transformação influenciada pela temperatura da água.