1．神秘的藍色星球
在太陽係傳統的九大行星中，地球具有“得天獨厚”的優勢。地球的大小和質量、地球與太陽的距離、地球繞太陽運行的軌道以及自轉周期等因素相互的作用和配合，使得地球表麵大部分地區的平均溫度保持在15℃，剛好適中，以致它的表麵同時存在著三種狀態（液態、固態和氣態）的水，而且地球上的水大多數是以液態海水的形式彙聚於海洋之中，形成一個全球規模的含鹽水體——世界海洋。在太陽係中，地球是唯一一個擁有海洋的星球，“水的行星”之稱也由此而來。
藍色星球
海色和水色
乍一看，海色和水色這兩個詞是同樣的意思，其實它們是兩個完全不同的概念。
海色是指人們所看到的大麵積的海麵顏色。熟悉大海的人都知道，海色會因天氣狀況的變化而變化。當風和日麗、晴空萬裏時，海麵會呈現出蔚藍的顏色；當旭日東升、朝霞映輝之下，或者夕陽西下、光輝反照之際，大海看起來會是金燦燦的；而當陰雲密布、風暴來襲時，海麵又顯得陰沉晦澀，一片暗暗的深藍色。當然，這種受天氣狀況影響而造成的視覺印象隻是一種表象，它並不代表海洋水顏色的真實麵貌。
水色是指海洋中的水本身所呈現的顏色。它是海洋水對太陽輻射能的選擇、吸收和散射現象綜合作用的結果，它不會受天氣變化的影響。平時，我們所看到的陽光，是由紅、橙、黃、綠、青、藍和紫七種顏色的光合成的。由於顏色不同，其光線、波長也不相同。而海水對不同波長的光線，無論是吸收還是散射，都具有較強的吸收性。在吸收方麵，進入海水中的紅、黃、橙等長波光線，在30～40米的深度時，幾乎全部被海水吸收，而波長較短的綠、藍、青等光線，尤其是藍色光線，則不容易被吸收，且大部分會反射到海麵上；在散射方麵，整個入射光的光譜中，藍色光是被水分子散射得最多的一種顏色，當藍色遇到水分子或其他微粒時就會四麵散開，或反射回來。正是因為這個原因，從太空看，地球就成了美麗的藍色“水球”。
藍色星球
海洋水體的透明度及水色，是由海水本身的光學特性決定的，它們與太陽光有著密切的關係。一般情況下，太陽光線越強，海水透明度越大，水色就越高（科學家按海水顏色的不同，將水色劃分為不同等級，以確定水色的高低），光線透入海水中的深度也就越深。反之，太陽光線越弱，海水透明度就越小，水色就越低，透入海水中的光線也就越淺。所以，隨著透明度的逐漸降低，海洋的顏色通常會由綠色、青綠色轉變為青藍、藍、深藍色。
此外，海洋水中懸浮物的性質和狀況，也會影響海水的透明度和水色。大洋部分，水域遼闊，懸浮物較少，且顆粒細小，透明度較大，水色一般會呈現出藍色。接近陸地的淺海海域，由於大陸泥沙混濁，懸浮物較多，且顆粒較大，透明度較低，水色在大多時候呈綠色、黃色或黃綠色。
從地理分布的角度看，大洋中的水色和透明度會因為緯度的不同而出現差異。熱帶、亞熱帶海區，水層穩定，水色較高，多為藍色；溫帶和寒帶海區，水色較低，海水一般不會顯得那麼藍。當然，海水所含鹽分或其他因素，對水色也會有一定影響。海水中的鹽分較少，水色多為淡青；所含鹽分較多，就會顯得非常藍。
海洋漫談
或許你還不知道，在深不見底的海洋裏，潛伏著比珠穆朗瑪峰的高度還要深得多的海溝，流淌著亞馬遜河都自歎不如的河流。海洋是那麼神秘而多姿多彩。
經過大量的調查、探測和計算，人們得知地球是一個扁圓狀球體。赤道半徑稍長，平均為6378公裏，極地半徑稍短，平均為6357公裏。地球的平均半徑為6371公裏。在總麵積達5.1億平方公裏的地球上，海洋擁有3.61億平方公裏的麵積，平均水深為3.8公裏。而陸地的平均高度則隻有0.84公裏，與海洋無法相比。假如地球是一個平滑的球體，將海洋水平鋪在地球表麵，世界上將會出現一個深達2440米的環球大洋！
在地球的南北兩半球，海陸的分布並不平衡。北半球海洋占61%，陸地占39%；南半球海洋占81%，陸地僅占19%。這一分布特點對地球熱量的分配起著重要的作用，影響著全世界的氣候變化。海洋與地球上的氣候息息相關，它調節著大氣的溫度和濕度。海洋中的藻類每年約產生360億噸氧氣，占大氣含氧量的3/4，同時吸收占大氣約2/3的二氧化碳，從而保持了大氣中氣體成分的平衡，使地球上的生命一代代進化和繁衍生息。
生活中，大多數人都習慣將地球上的連續水域稱為世界海洋。實際上，海洋是“海”和“洋”的總稱，“海”和“洋”是兩個不同的概念。通常，人們將深度在2000～3000米以上，離大陸比較遠且麵積遼闊，有獨立的潮汐和海流係統，溫度、鹽度、密度、水色、透明度等水文條件較為穩定，不受大陸影響的，稱之為“洋”；而離大陸較近，深度較淺，一般在2000～3000米以下，水文條件由於受大陸影響，會產生明顯的季節變化的，人們稱之為“海”。與洋相比，海要小得多，僅占海洋總麵積的11%。
深厚的海水，使人類難以真正認識深海底部，以至於在人類早就踏上月球的今天，仍然無法在海洋底留下足跡。但是人類對深海的興趣，遠未減退，因為它有著許多未知的秘密。
帶著對海洋的熱愛與好奇，讓我們一起去深入探索這個幽深而富饒的神秘世界、完整地呈現海洋的壯美遼闊！
2．海洋的演化史
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。
原始海洋
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”。
3．海水的性質
海水是地球上最主要的水體，是全球水循環的主要起點和歸宿，也是各大陸外流區的岩石風化產物最終的聚集場所。海水體以及海洋中的各種組成物質，構成了對人類生存和發展有著重要影響的海洋環境。
海水的化學性質
我們知道，關於海水的曆史，可以追溯到地殼形成的初期。在漫長的歲月裏，由於地殼的不斷變化和廣泛的生物活動，影響著海水化學成分的性質。
1．海水的化學成分
海水是一種混合溶液，它的成分非常複雜。它所包含的物質大體可分為三類：①溶解物質，包括各種鹽類、有機化合物和溶解氣體；②氣泡；③固體物質，包括有機固體、無機固體和膠體顆粒。在所有的海洋水中，有96%～97%是水，3%～4%是溶解於水中的各種化學元素和其他物質，這些元素又可分為許多種類。
迄今為止，從海水中共發現80多種化學元素，但其含量差別很大。主要化學元素是氯、鈉、鎂、硫、鈣、鉀、溴、碳、鍶、硼、矽、氟共12種，含量約占全部海水化學元素總量的99.8%～99.9%，它們被稱為海水的大量元素。其他元素在海水中所占的比例非常小，都在1mg/L以下，它們被稱為海水的微量元素。海水中的化學元素有一個最大的特點，那就是上述12種主要離子濃度之間的比例幾乎不變，因此稱為海水組成的恒定性。它對計算海水鹽度能起到很大的作用。溶解於海水中的元素大多數以鹽類離子的形式存在。海水中主要的鹽類含量差別很大。其中，氯化物含量最高，占鹽類總量的88.6%，其次是硫酸鹽，占總量的10.8%。
那麼，海水中的鹽分又是來自哪裏呢？它主要來源於兩方麵：一是河流從大陸帶來。奔騰不息的河流在流入大海時，也將其所溶解的鹽類輸送到了海洋裏，其成分雖與海水有所差別（海水中以氯化物為最多，河水中主要以碳酸鹽為主），但是，因為碳酸鹽的溶解度小，流入海洋中能夠很快深沉。另一方麵，海洋生物大量地吸收碳酸鹽構成骨骼、甲殼等，當這些生物死後，它們的外殼、骨骼等就沉積在海底，這麼一來，就會大大降低海水中的碳酸鹽含量。硫酸鹽的收支近於平衡，而氯化物消耗最少。久而久之，由於生物作用的結果，海水中的鹽分與河水就出現了明顯的區別。二是海水中的氯和鈉由岩漿活動中分離得來。這從海洋古地理研究和從古代岩鹽的沉積，以及最古老的海洋生物遺體都可證實古海水也是鹹的。總的來說，這兩種來源是相輔相成、相互配合的。
2．海水的鹽度
所謂海水鹽度，是指海水中全部溶解物質與海水重量之比，通常以每千克海水中所含的溶解物質的克數來表示。世界大洋的平均鹽度約為35‰。海洋中的總鹽量一般都是比較固定的。但是，在不同的海區和同一海區的不同時刻，其鹽度是不同的。就海洋表麵而言，鹽度主要受降水量、蒸發量的影響。蒸發使海水濃縮，降水使海水稀釋。降水量比蒸發量大的海區，一般鹽度較小，反之鹽度較大。
在世界大洋中，副熱帶海區的鹽度最大，其中大西洋在37‰以上，南太平洋在36‰以上，北太平洋在35.5‰以上，印度洋為35‰。靠近赤道和高緯度的海區，鹽度會逐漸減小，南極海區小於34‰。最高鹽度值和最低鹽度值通常會出現在大洋邊緣的海域中，如紅海北部高達42.8‰，波羅的海的含鹽度隻有15‰，其北部的波的尼亞灣含鹽量更低至3‰左右，稱為淡化海。我國渤海的含鹽度是24‰左右。
3．海水中的氣體
海水中的氣體成分主要以氧和二氧化碳為主。海水中的氧主要來自大氣與海生植物的光合作用。海水中的二氧化碳主要也來自大氣與海洋生物的呼吸作用及生物殘體的分解。因此，海水中的氧氣和二氧化碳的含量與大氣中的含量和海洋中生物的多少，有著密切的聯係。
當海洋中的植物生長茂盛，光合作用強烈時，水中的溶解氧含量多，二氧化碳少；當生物殘體多，植物光合作用較弱時，水中二氧化碳含量多，氧含量少。當海水的溫度增高時，海水中的氧含量減少；當水溫下降時，海水中的氧含量就會增多。
海水中二氧化碳的溶解度十分有限，但海洋中的植物能夠消耗大量的二氧化碳，而且在微堿性環境中，海水中二氧化碳與鈣離子結合，還會生成碳酸鈣沉澱。這麼一來，大氣中的二氧化碳就會不斷地溶於海水中，故海洋上或海岸邊的空氣總是無比新鮮。從這個角度來說，海洋可說是地球氣候的巨大調節器。
海水的物理性質
海水的物理性質主要包括溫度、密度、透明度、海冰等。現簡述於下：
1．海水溫度
海水溫度是度量海水熱量的一個重要指標，也是海洋熱能的一種表現形式。海洋熱能不僅驅動大部分的大洋環流，而且還製約著海洋生物係統運轉的速率。海洋熱量的收入，主要是來自太陽輻射的熱量。有研究表明，到達海麵的太陽總輻射的年總量達12.61020～13.61020kJ。其中8%的熱量被反射回大氣，其他的全部被海水所吸收。海洋表麵年平均溫度在－2℃～30℃，全球海洋年平均水溫為17.4℃，相比全球年平均氣溫，要高出3.1℃。
在一年四季中，海洋表層的溫度並不穩定。一般來說，低緯度海區的水溫，要高於高緯度海區的水溫。同一海區的水溫，在夏季高些，冬季低些。赤道海區的水溫是最高的。太平洋西部赤道兩側為最高，形成著名的西太平洋暖流。海洋溫度除有水平差異外，還會向深層逐漸降低，但上層降溫快，下層降溫慢，甚至趨向均勻。溫度隨深度而迅速降低的大洋水層稱為溫躍層，它是生物以及海水環流的一個重要分界麵，它通常位於海麵以下100～200米處。
2．海水密度
所謂海水密度，就是指單位體積內所含海水的質量。海水的密度要大於淡水的密度，約為1.022～1.028g/cm3，之所以比淡水的密度大，原因就是海水中含有許多溶解鹽類。此外，海水會隨著溫度、鹽度和氣壓的變化而變化。溫度升高時密度減小，鹽度增加時密度增大，氣壓加大時密度增大。這就是三者對海水密度的影響。
此時你可以想象一下，假設有一艘輪船從長江口進入大海，會發生什麼樣的情況呢？很明顯，不管是在長江還是在大海，同一艘輪船所需要的浮力都是相同的，都等於它的重量，不同的是需要排開液體的體積不同，由於海水的密度比淡水大，所以，隻要排開較少體積的海水，就能獲得同樣的浮力，也就是說，輪船從長江進入大海時船體會自然而然地向上浮。
3．海水的透明度
自然世界中，並非所有的海水都是清澈透明的，有些地方的海水清澈透明，陽光可以照射很深，而有些地方的海水則比較混濁，陽光隻能照射到很淺的海水。為了表示不同海域的海水能見程度，科學家們引進了透明度的概念，即透明度就是表示海水透明程度的一個量，它是人們衡量海水光學性質的重要參考。
那麼，該如何測量海水的透明度呢？首先要準備一個直徑為30厘米的白色圓板，任何材質都可以，但要保證它能沉入水中，這種圓盤被稱為透明度盤。其次在圓盤上係一根繩子，並在繩子上做好長度標記。然後把圓盤放入水中，讓它緩慢沉下去，不要讓圓盤過度傾斜。仔細觀察沉入水中的白色圓盤，直至看不見時，記下圓盤在水中的深度，這就是該處海水的透明度，也可以說是能見度深度。
海水的透明度會受到多種因素的影響，如海水的顏色、水中懸浮物、浮遊生物、海水的渦動、入海徑流，甚至天空的雲量等。
一般遠離海岸的海水透明度較高，靠近大陸的海水透明度較低。世界各大洋的透明度值並不是一樣的，平均來說，太平洋的水透明度比大西洋和印度洋的水要高。
4．南極海冰
淡水結冰是在0℃，海水因含鹽度較高，冰點要低於淡水。隨著海水中含鹽量的增大，海水的冰點降低，這是海水不易結冰的原因之一。另一個原因是海水密度最大時的溫度低於淡水密度最大時的4℃，且隨著鹽度的增大而降低。所以，海水結冰的過程較為緩慢。
海冰形成的過程非常複雜。從物理學上講，寒冷的天氣使表層海水散失熱量，隨之海水溫度降低、密度增大，於是海水產生下沉，而底層海水密度偏小，便要上升到表層。這樣海水的垂直的對流過程開始進行，對流會使整個水體的密度保持穩定。當海水對流停止時，海水就會逐漸結成冰。
4．地球氣候的調節器
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！