藍色的海洋被譽為“地球之心”，海洋是地球最寶貴的資源，如果沒有海洋，地球將成為荒蕪的星球。然而自 20世紀 50年代以來，隨著各國社會生產力和科學技術的迅猛發展，海洋受到了來自各方麵不同程度的汙染和破壞，日益嚴重的汙染給人類的生存和發展帶來了極為不利的後果。近期發生的墨西哥灣泄油事件更是很有可能成為美國曆史上最嚴重的海洋汙染事件之一，其所造成的生態損傷和經濟損失不可估量，再一次敲醒了人類對海洋汙染的警鍾！
第一節被汙染的地球之心
近年來，人們普遍關注的全球變化是指人類社會本身及其賴以生存和發展的地球環境正在發生的一係列變化，主要包括全球人口增長、土地利用和覆蓋的變化、大氣成分變化、全球氣候變化、生源物質生物地球化學循環的變化和生物多樣性喪失等方麵，這些變化既相互獨立，又相互影響。其中，全球氣候變化是指全球範圍內氣候平均狀態的統計學意義上的顯著改變或者持續較長一段時間的氣候變動。在地球演化的曆史長河中，地球經曆了“冰期 -間冰期”的大尺度氣候變動，氣溫在一定的範圍內呈現不規則的自然波動。近 100多年來，盡管全球平均氣溫也經曆了“冷 -暖 -冷 -暖”兩次波動，但總體表現為上升趨勢。據聯合國政府間氣候變化專門委員會 2007年報告，在過去 100年間地球表麵溫度已經上升了（0.74±0.18）℃，未來 100年內全球氣溫估計還將上升 1.4～5.8℃，總體特征表現為全球氣候變暖。尤其是進入 20世紀 80年代後，全球氣溫明顯上升，據世界氣象組織 2008年的報道，1998～ 2007年是有記載以來最暖和的 10年。全球氣候變暖加速的趨勢是很明顯的。 多數科學家認為，導致全球氣候變暖的主要原因是人類在近 100以來大量使用礦物燃料，進行大規模農業和畜牧業生產，以及焚燒垃圾處理等向大氣中排放溫室氣體，排放出大量的二氧化碳等多種溫室氣體，主要有二氧化碳、氧化亞氮和甲烷。由於這些溫室氣體對來自太陽輻射的可見光具有高度的透過性，而對地球反射出來的長波段紅外輻射具有高度的吸收性，也就是常說的“溫室效應”，導致了全球氣候的變暖。研究表明，1000年來大氣中上述三種主要溫室氣體的濃度升高情況，可以看出 19世紀以來工業化快速發展的 100多年間是溫室氣體濃度快速飆升的時期。人為釋放的二氧化碳是導致氣溫升高的主要原因，目前，大氣中二氧化碳濃度已達到 0.387‰，是 65萬年以來的最高值，過去 10年中大氣二氧化碳濃度以每年 0.0018‰的速度增長。大氣中的氧化亞氮和甲烷濃度目前也已達到很高的水平。雖然後兩種溫室氣體與二氧化碳相比在大氣中濃度低很多，但它們的單位重量溫室效應能力是二氧化碳的 298倍和 20倍。
另外，人類過量砍伐森林、破壞植被、改變土地利用方式和汙染環境等都會加劇全球氣候變暖的進程。還有，氣候和其他人為因子（尤其是對生物資源的過度利用）的協同作用，將可能加重由氣候引起的種種變化。由此可見，過去幾百年來，人類活動已經成為氣候係統的一個附加而重要的成分。
全球氣候變暖已給人類及其賴以生存的生態環境帶來了災難性的後果，如極端天氣、冰川消融、永久凍土層融化、珊瑚礁死亡、海平麵上升、生態係統改變、旱澇災害增加、致命熱浪等。
海洋和大氣是一個係統的兩個方麵，不斷進行熱量和氣體的交換，氣候係統在一係列的時間尺度範圍內自然變動，如季節循環、年際格局、十年際變動（如北大西洋和太平洋十年際波動）和千年尺度的變化（如冰期間冰期轉換）都屬於自然變動。自然的變化反映在物種的進化適應和大尺度的生物地理學格局上。人類活動引起的全球氣候快速變暖趨勢也將導致海洋生態係統發生一係列物理和化學的連鎖反應，使人們對氣候變動的規律更加難以琢磨。
過去 100年來，大氣和表層水溫升高了 0.4～ 0.8℃，海水受熱膨脹和融冰導致海平麵上升。由於大陸上空比海洋上空的變暖趨勢更強，沿著大洋邊沿的氣壓梯度和風場將會被加強，導致東邊界流區的上升流增強，增加了海洋表層營養鹽的可獲得性（如加利福尼亞沿岸）。但是，表層海水升溫也會使溫躍層被加強，阻止了營養鹽被上升流帶到表層。大氣環流的改變還會引起風暴頻率的改變，如已經觀測到沿岸冬季風暴增多。大氣環流變化也會改變降水格局，導致沿海鹽度、濁度和陸源營養鹽、汙染物流入的變化。氣候變化還會引發大尺度海洋環流的改變，如加利福尼亞海流的平流減弱和北大西洋環流係統的改變。另外，全球氣候變暖會使類似厄爾尼諾的現象發生得更加頻繁。