最初的海洋
海洋
海洋是怎樣形成的？海水是從哪裏來的？近兩個世紀以來，人類有關海洋起源與演化問題的知識已取得很大進展。下麵，我們就一起進入原始海洋世界中，感受海洋的神秘與美麗。
原始海洋的形成和演變
廣闊的海洋美麗而又壯觀，但你是否知道，地球最初形成的時候，並沒有河流和海洋，大氣層裏的水分也很少，即使有一些，也隨著其他氣體分子蒸發了。地球上後來的水是與原始大氣一起由地球內部產生的。在早期，地殼才固結不久，地球內部全是“岩漿海洋”，火山噴發此起彼伏，帶出了大量的水汽直衝九霄，聚集成無比巨厚的雲層。隨著地球逐漸變冷，當水蒸氣超過其飽和點時，就開始凝結成水滴、冰晶。從而就引發了“排山倒海”的狂風暴雨，一“下”就是幾百年、幾千年。雨水不停地流向低窪處，年複一年，日複一日，原始海洋就這樣誕生了。此時的大洋水不僅嚴重缺氧，而且含有大量的火山噴發酸性物質，如HCL、HF、CO2等，具有較強的溶解能力。根據科學家對化石的研究，大約在39億年前就形成了原始海洋。
從規模上來看，原始海洋的麵積遠沒有現代海洋這麼大。據估算，它的水量隻有現代海洋的10%左右。後來，由於貯藏在地球內部的結構水的加入，原始海洋才逐漸壯大，形成了蔚為壯觀的現代海洋。原始海洋中的水不像現代海水一樣又苦又鹹。現代海洋海水中的無機鹽，主要是通過自然界周而複始的水循環，由陸地帶入海洋而逐年增加的。可是，原始海洋中的有機大分子非常豐富，是現代海洋所無法企及的。
生命來自海洋
關於生命的起源，有多種不同版本的說法，最具代表性的有“團聚體說”、“類蛋白微球體說”、“來自星際空間說”等，每種假說都有一個共同之處，那就是都與水有關。
自古以來，生命的起源一直是生命學家所熱衷的研究課題。現代科學的研究普遍認為生命起源於海洋，原因有二：一、水是生命體的重要組成和進行生命活動的基礎物質；二、海洋為生命的誕生和繁殖提供了天然的庇護場所，豐富的海水能有效地遮擋紫外線，避免生命遭受損傷。
39億年前誕生的生命，其概念隻是單細胞生物，和現代細菌有著相似的結構。它們經過了1億年的漫長演變，逐漸進化成為最原始的藻類——單細胞藻類，這就是最原始的生命。這些原始藻類不斷地繁殖，進行大量的光合作用，吸收二氧化碳釋放氧氣，為生命的進化提供了有利條件。
就這樣，原始的單細胞藻類又經過億萬年的進化，變成原始的海洋動物，如水母、海綿、蛤類、珊瑚、三葉蟲、鸚鵡螺等，而脊椎動物的出現相對來說較晚，大約是在4億年前。
那麼，生物又是怎樣出現在陸地上的呢？由於月球對地球巨大引力的作用，海洋出現潮汐現象。由於漲潮的時候水位上升，海水不斷地拍擊、衝刷海岸，就會將一些生物衝到岸上；退潮時，大片的淺灘又暴露在陽光下。這樣在海陸交界處就形成了一條潮間帶（本書第三章會詳細講述潮汐現象）。與此同時，臭氧層逐漸形成，這樣就阻擋了紫外線對陸地的直射，為海洋生物的登陸創造了條件，原先生活在海洋中的某些生物，經曆潮漲潮落的不斷磨練後，一些生物就慢慢適應了陸地的生活。當然，也會有一些原始的生命在這個過程死去，而經過無數嚴酷考驗最後留在陸地上的生命，就會不斷為適應新環境而進化。約在2億年前，爬行類、兩棲類、鳥類相繼出現，地球上生命的種類開始多樣化。
地球上所有哺乳動物都是在陸地上誕生的。後來由於自然條件的變化等原因，它們中的一部分又重新回歸到海洋中，如鯨和豚。還有一部分在經過自然界的眾多劇變後，仍然頑強地存活在陸地，並逐漸發展壯大。直到300萬年前，作為高級的生命體人類便誕生了。因此，研究生命起源的學者把海洋稱作“生命的搖籃”。
海洋與氣候
海洋對氣候的影響
海洋是地球上決定氣候發展的主要因素之一。它通過與大氣的能量物質交換和水循環等作用在調節和穩定氣候上發揮著決定性作用，被稱為地球氣候的“調節器”。
海洋的氣候調節功能
地球上的氣候變化莫測，其最主要的原因是大氣受熱的狀況和大氣中所含水汽的多與少。地球上的熱量來自太陽，這種說法並沒有錯。但前提條件是，它必須要經過海洋這個“調節器”才能影響地球氣溫，使地球溫度發生變化。
太陽光以短波輻射的方式照到地球，當它通過大氣時，隻能一小部分被大氣直接吸收，大部分則照射在地球表麵，使地球表麵溫度增高。地球表麵增溫後，會不斷向外發出輻射，這種輻射和太陽的短波輻射不同，不發光，隻發熱，屬於長波輻射，也叫熱輻射。這種長波輻射正是大氣層容易吸收的，因而大氣溫度提高。
海洋占地球麵積的2/3，它是大氣熱量的主要供應者；同時，海水的熱容量比空氣大得多，1cm3的海水溫度降低1℃放出的熱量，可使3000cm3的空氣溫度升高1℃。海水是透明的流體，太陽可以照射到較深的地方，使相當厚的水層貯存著熱量。如果全球100米厚的表層海水降溫1℃，釋放的熱量就能夠使全球大氣增溫60℃。所以，海洋長期積蓄著的大量熱能就像是一個“鍋爐”，通過能量的傳遞，對天氣與氣候產生一定的影響。
大氣中的水蒸氣主要來自於海洋。海水在蒸發時，會將大量水汽散發到大氣，海洋的蒸發量占地表總蒸發量84%左右，海洋平均每年可以把3.6萬億立方米的水化為水蒸氣。空氣中的水蒸氣含量多了，就會使空氣變得輕薄、新鮮些。
同時，海洋能夠吸收大氣中40%左右的二氧化碳，降低人類活動對環境造成的影響，能夠有效抑製全球變暖。
根據以上所述不難看出，海洋是地球大氣熱量和水汽的主要供應者。海洋的熱狀況和蒸發情況，直接影響著大氣的熱量和水汽的含量與分布。因此，說海洋是地球氣候的“調節器”一點都不誇張。
氣候對海洋的影響
反過來講，氣候變化也會對海洋產生重要的影響。氣溫上升會導致海平麵和海水溫度升高，而海洋大量吸收二氧化碳，則會增強海水的酸性，這些都會對海洋和海岸生態係統造成破壞，珊瑚白化、珊瑚礁死亡、小島嶼遭淹沒等一係列問題都與此有著重要聯係。可見，氣候對海洋的影響是非常大的。就拿印度尼西亞來說，該國海洋事務和漁業部部長曾表示，在未來幾十年裏，印尼的很多島嶼將會因為海平麵上升而沉入海中。也有環境學家稱，如果人類不馬上投入行動，地球上的珊瑚礁將在20世紀末全部消失，這絕對不是危言聳聽！
此外，氣候變化還會使海洋的氣候模式與洋流發生改變，從而加大海洋災害的程度。尤其是海水酸化後發生倒灌，進入陸地後會對河口、入海口等生態係統造成不利的影響。可見，保護環境，勢在必行，這是所有地球人共同的責任！
波浪的形成
海上波浪
海洋上的波浪，其壯麗的造型美不勝收。它時而隆起，時而翻滾，時而拍打著海岸……可謂是海上的一大奇景。
海上波浪的形成
波浪是如何形成的呢？在自然界，海水受風的作用和氣壓變化等影響，促使它難以維持原有的平衡狀態，而發生向上、向下、向前和向後方向運動，便形成了海上的波浪。波浪起伏活動具有規律性、周期性。當波浪向岸邊湧進時，由於海水越來越淺，下層水的上下運動受到了阻礙，受物體慣性的作用，海水的波浪一浪疊一浪，越湧越多，一浪高過一浪。與此同時，隨著水深的變淺，下層水的運動受到的阻力越來越大，最後它的運動速度慢於上層的運動速度，受慣性的影響，波浪最高處向前傾倒，拍打在礁石或海岸上，便會濺起碎玉般的浪花。
海浪根據其所帶來的後果，大概可分為破壞性及建設性兩種類型。
先來說說破壞性海浪。這種類型的波浪通常與高能量的環境和陡斜的海岸帶有關。岩石嶙峋的海岸線通常會因暴露於巨浪及高潮而遭受侵蝕。
在沙灘上，破壞性海浪通常會帶來嚴重的後果，它會使沙灘退減。因為回流（向海）比衝流（向陸）要有力得多，會將更多的物質帶回海中。
建設性海浪即“崩頂”或“激散”碎波。與破壞性海浪相反的是，它會建成海灘，因為衝流在運送物質時比回流更有效。此種類型波浪的形成與平坦的海岸帶和低能量的海岸密切相關。
值得一提的是，海岸地形不僅受地貌營力左右，還受地質情況影響，如岩石類別及地質構造。地質構造加上岩石不同的抗風化及侵蝕能力，令海岸出現不規則的形態，例如岬角、港灣、海蝕柱及海蝕拱，它們的特征較為突出。
波浪要素
波浪的基本要素有：波峰、波穀、波頂、波底、波高、波長、波陡、周期、波速等統稱為波浪要素。通常情況用它們來表示波浪的大小和形狀。
波峰：指靜水麵以上的波浪部分。
波穀：指靜水麵以下的波浪部分。
波頂：指波峰的最高處。
波底：指波穀的最低處。
波高：指相鄰的波峰和波穀間的垂直距離。
波長：指兩個相鄰波頂間的水平距離。
波陡：指波高與半個波長之比。
波浪周期：指兩個相鄰的波峰或波穀經過同一點所需要的時間。
波速：指在單位周期時間內波浪傳播的距離，表示波浪移動的速變，等於波長與波浪周期之比值。
南極的曆史
南極
南極是根據地球旋轉方式決定的最南點。它通常表示地理上的南極區域，有一個固定的位置。按照國際上通行的概念，南緯66.5度(南極圈)以南的地區稱為南極，它是南大洋及其島嶼和南極大陸的總稱，總麵積約6500萬平方千米。
字麵上，南極就是地球的最南端。而實際上又有南極洲、南極點、南極大陸、南極地區、南極圈等多種涵義。而地理學上的南極為南地極和南磁極。
南極的自然環境，可以概括為5個最：南極是世界上最寒冷的大陸，大陸年均氣溫為零下25攝氏度，極端最低氣溫為零下89.2攝氏度；南極是世界上冰雪貯量最多的大陸，大陸冰蓋體積達2700萬立方公裏，貯藏了世界總冰量的90%，相當於世界總淡水量的72%；南極是世界上最幹燥的大陸，內陸高原的年降水量不足50毫米，南極點的年降水量不到3毫米；南極是世界上風速最大、風暴最頻繁的大陸，年均風速為每秒17～18米，最大風速達每秒80～100米；南極是世界上海拔最高的大陸，平均海拔2000米，是其他大陸平均海拔的3倍。南極洲僅有一些來自其它大陸的科學考查人員和捕鯨隊，無定居居民。
南極大陸是人類最後到達的大陸。近百年來，世界上數以千計的探險家和科學家以堅韌不拔的毅力逐漸揭開了南極的神秘麵紗，人類先後在南極建立起50多個常年科學考察站，考察內容包括氣象學、冰川學、地球科學、海洋學、生物學、人體生理學及醫學等幾十個科目。
1772年開始南極探險之後，不少國家對南極洲提出領土權，1959年12月，由12個國家簽訂了《南極條約》。對各國的領土要求權凍結30年。許多國家對南極洲領土與資源開發的鬥爭仍很激烈。不少國家在南極洲設有考察站。中國在喬治島設有長城站，在東南極洲普裏茲灣設有中山站。
其主要內容是：南極洲僅用於和平目的，保證在南極地區進行科學考察的自由，促進科學考察中的國際合作，禁止在南極地區進行一切具有軍事性質的活動及核爆炸和處理放射廢物，凍結對南極的領土要求等。目前，世界上許多國家都加入了《南極條約》。
1912年，德國科學家提出“大陸漂移”學說，認為現在的南美洲、非洲、澳大利亞、馬達加斯加、印度半島和南極洲，在很久以前是連在一起的一塊古老大陸，被稱為岡瓦納大陸，後來由於大陸的漂移，岡瓦納大陸分裂、解體，才變成現在地球海陸分布的模樣。南極大陸的岩石和化石，為“大陸漂移”學說提供了最直接的證據。南極的隕石儲藏量大、類型豐富，能保持完好的原狀，是人類研究太陽係資料的寶庫。
在全球6塊大陸中，南極大陸大於澳大利亞大陸，排名第5.南極大陸和澳大利亞大陸是世界上僅有的被海洋包圍的2塊大陸，其四周有太平洋、大西洋、印度洋，形成一個圍繞地球的巨大水圈，呈完全封閉狀態，是一塊遠離其他大陸、與文明世界完全隔絕的大陸，至今仍然沒有常住居民，隻有少量的科學考察人員輪流在為數不多的考察站臨時居住和工作。
在土耳其伊斯坦布爾的普托卡比宮，保存著16世紀奧斯曼帝國海軍司令賴斯繪製的地圖，時間在1513年至1528年，賴斯在附記中寫到：“為繪製這幅地圖，我參照了20幅古地圖……”專家們驚奇地發現，這些地圖絕對精確，從地中海到死海，從南美到北美，甚至連南極的各大山峰河流都準確無誤地標明在地圖上，可是曆史記載，南極大陸是在1820年才被證實存在，最令人驚奇的是，地圖上的山脈直到1952年才被科學家發現。今天的南極大陸一片冰天雪地，既無河流也無海灣，然而，人們卻從1532年奧龍基。菲斯繪製的南極地圖標出的河流海灣位置真的發現了深藏於冰雪下的冰河。專家推斷這些地圖應繪製於南極大陸還未被冰雪覆蓋的年代，時間為距今6000年至15000年以前。
在南極的千年冰封下，肯定隱藏著很多秘密等待人類發現。二戰以後，南極開始引起曆史學家的關注。20世紀初，著名的俄國布洛克郝斯和埃佛倫百科大詞典裏提到了在南極洲的水中棲息著多種多樣的海藻和海洋動物。
有一個假說，在公元前5000年到公元前一萬年，地球上就存在人類文明，在航海、繪圖、天文等方麵都不低於18世紀的水平。南極洲那時氣候溫和，隨後也傳到了非洲大陸的東北部。這個古老文明的消失原因，大約是在公元前一萬年後開始，南方大陸漸漸結冰。可能是當地長期的洪水泛濫，毀了幾乎所有的史前物質文明。其中有一部分被厚厚的南極堅冰覆蓋，典型的史前文明幸存了下來，有可能傳給了埃及人和閃族人。
這一假說似乎得到印證。據俄羅斯《真理報》11月14日報道，地球人類的文明可能源於萬年冰雪覆蓋的南極大陸！
愛因斯坦認為，一萬多年前，南極不在南極點上，而位於溫帶地區。那個時候，溫度氣候均適宜的南極大陸也許曾孕育了一種高度發達的古文明。之後，南極漂移到了冰天雪地的南極點，氣候突然異常寒冷，大陸被冰雪覆蓋，南極文明也就隨之消失了。
1840年，伊斯坦布爾國家博物館館長哈利勒艾德海，在土耳其伊斯坦布爾的托普卡比宮找到一張奇特的古代地圖。這張古地圖是18世紀初發現的，是一份複製品。地圖上，除了地中海地區畫得十分精確，其餘地區如美洲、非洲都嚴重變形。
後來，科學家們終於找到這張地圖的原件，這張由土耳其帝國艦隊的海軍上將皮爾雷斯1513年繪製的地圖，幾乎在南極洲被發現的兩百年前就把這塊神秘的陸地標出來了。
當科學家們對古地圖做進一步深入研究時驚訝地發現，這張古地圖其實是一張空中鳥瞰圖。令人驚奇的是，古地圖上還繪出了南極洲冰層覆蓋下的複雜地貌，同南極探險隊在1952年用回聲探測儀對南極冰下地形的探測圖毫無二致。
1532年，製圖家奧倫提烏斯費納烏斯根據史料繪製的世界地圖又繪製了一張地圖，並在地圖上注明了南極上的各個河床。1949年，一支探險隊到達南極羅斯海，發現了地圖上所標明的河床，在河床裏還有很多由河流帶到南極並沉積下來的中緯度細粒岩石以及其他沉積物。
後來，華盛頓卡內基研究所的科學家們對這些沉積物進行了研究，結果發現它們已有6000多年了。也就是說，在6000年前，南極曾處於冰川前期很溫暖的時候，百川奔流，草木蔥蘢，充滿了生機。費納烏斯地圖顯然也證實了一個驚人的觀點：在冰雪完全覆蓋之前，南極洲曾被人類探訪甚至定居過。若真是如此，那麼最初繪製南極洲地圖的人，就應該是生活在極為遠古時代的南極人。
這是一片尚未被人類占領的淨土，純淨的空氣，潔白的冰雪，可愛的生物，都還是人類到來之前的模樣。
南極並非一片不毛之地，盡管嚴寒讓人類無法生存，但這裏其實也是一片野生動物的天堂，隻不過這裏的動物很多都是我們不熟悉的罷了。這裏是企鵝、海豹、南極磷蝦、南極海鳥和眾多珍稀無脊椎冷血動物的家園。因為少有人類打擾，它們也許是地球上生活得最快樂的動物。
南極的地勢
南極大陸
地球上最高的大陸是南極大陸。地球上其他幾個大陸的平均海拔高程為：亞洲950米，北美洲700米，南美洲600米，非洲560米，歐洲最低，隻有300米，大洋洲的平均高度還不甚清楚，估計也不過幾百米。然而，南極大陸，就其自然表麵來說，其平均海拔高程為2350米，比其他幾個大陸中最高的亞洲還要高得多。但是，如果把覆蓋在南極大陸上的冰蓋剝離，它的平均高度僅有410米，比整個地球上陸地的平均高度要低得多。
橫貫南極的山脈將南極大陸分為兩部分。東南極洲，麵積較大，為一古老的地盾和準平原，橫貫南極山脈綿延於地盾的邊緣；西南極洲麵積較小，為一褶皺帶，由山地、高原和盆地組成。東西兩部分之間有一沉陷地帶，從羅斯海一直延伸到威德爾海。南極洲大陸平均海拔2350米，是地球上最高的洲。最高點伯德地的文森山海拔5140米。大陸幾乎全部被冰雪所覆蓋，冰層平均厚度有1880米，最厚達4000米以上。大陸周圍的海洋上有許多高大的冰障和冰山。全洲僅2%的土地無長年冰雪覆蓋，被稱為南極冰原的“綠洲”，是動植物主要生息之地。“綠洲”上有高峰、懸崖、湖泊和火山。羅斯島上的埃裏伯斯火山是著名的活火山。
南島也叫帕默爾半島”或“格雷厄姆地”。位於西南極洲，是南極大陸最大、向北伸入海洋最遠（南緯63°）的大半島，東西瀕臨威德爾海和別林斯高晉海，近海有寬廣的大陸架，東側有菲爾希納陸緣冰，有深400～600米的大陸架，寬度在550米以上。西側為別林斯高晉海，大陸架也寬廣。有的常年冰封。北為與南美洲相距970公裏的德雷克海峽。南接埃爾斯沃斯高地，是崎嶇的山地與高原。北隔970公裏的德雷克海峽與南美洲相望，南接崎嶇的山地和冰雪高原。南極半島屬於新生代褶皺帶，基岩起伏不平，海拔5140米的文森山是南極洲的最高峰。海岸曲折呈峽灣形，近海島嶼很多。為多山半島，東岸更為陡峭高峻，山地冰川發育。通過海底山脈可將南極半島——南奧克尼群島——南桑德韋奇群島——南喬治亞島——南美洲安第斯山脈連成一蟠龍式的連續相接的山係。南極大陸原為一稱作剛瓦納大陸塊的一部份，它是個多岩石的陸地，其最古老的岩層，可達約30億年以上。有數個知名的無冰地區極富科學研究價值。
文森峰南極大陸埃爾沃斯山脈的主峰，海拔4897米，是南極洲最高峰。位於南緯78度35分、西經85度25分，位於西南極洲，文森峰山勢險峻，海拔高度不算高，相對高差比較大，山峰陡立、拔地而起。西南極洲的絕大部分地區的基岩表麵的海平麵以下，大部分終年被冰雪覆蓋，交通困難，夏季氣溫在零下40度左右，冬季最低氣溫可達-88℃。沒有生命，沒有人煙，所以被探險家稱為“死亡地帶”。文森峰是七大洲最高峰中最後一座被登頂的山峰。