在茫茫海上航行，人們經常會遇到一種奇異的自然景象：海光和海水開花。
當夜幕籠罩海洋的時候，有些海麵上會出現大麵積的海光，有的閃閃爍爍，像流星一樣，有的火花四射，像火珠一樣。有時像爆發的焰火，有時像一個個齊整的幾何圖形，有時像探照燈射出的光芒，有時像旋轉著的光輪。當輪船前進時，周圍就激起無數的火花，船尾拖著一條長長的“火龍”。
海水發光的現象常常迷惑著海員們。例如，1896年6月15日，日本三陸遭到25米高的海嘯巨浪的襲擊。當海水退出5千米時，人們看到水底發出一種淡青色的光，還在黑夜裏清晰地看到遠處村落的輪廓。後來，浪濤再度襲來，天空映現出粉紅色，有個漁民在巨浪中駛行，看到波峰上的閃光，像電燈光那樣明亮。
1909年8月11日半夜間，“安姆布利亞號”輪船向科倫坡駛去時，發現東南方向有亮光，開始時海員們以為是城市和港灣的燈光呢。後來，亮光越來越強，方才看清楚這不是什麼城市燈光，而是海洋發出來的一條光帶。第二次世界大戰時，美國艦隊駛往日本群島時，遇到了海光，錯誤地以為那裏有日本艦隊，受了一場虛驚。
1975年9月2日傍晚，在江蘇省朗家沙一帶，海麵上發出微微的光亮，波浪起伏著，像燃燒的火焰那樣翻騰不停，一直到天亮時才慢慢消失。第二天晚上，亮光重又出現，更加強烈。以後幾天，逐天增強，到第七天，海麵上出現大量泡沫，當船隻駛過的時候，激起明亮的光，水中還閃爍著許多珍珠般的發光顆粒。幾小時後，這裏發生了一次地震。
古巴島附近有個“夜明海”。入夜以後，海水自放光明，麵積約有10平方千米。輪船駛過，在船舷甲板上即使不點燈，照樣能夠看書讀報。“夜明海”為什麼發光？原來，這裏叢生著各種海生動植物，死後曆久變為磷質，積聚一起.從而發出強烈光芒。
詩人們對海光作了生動描述：“誰家煙火掠飛過，不是燈光，勝似燈光，玉樹瓊花逐海洋。”其實，海光不是火，而是一些會發光的小生物耍的把戲。主要有細菌和單細胞的鞭毛蟲等，還有一些水母、魚類也能發光。這些生物體內長有發光細胞或發光器官，內含熒光酶和熒光素，在海水攪動等外界刺激下，發生氧化作用，就會發出光來。
長期以來，人們隻知道海光是海水中微生物發出的熒光。可是，為什麼隻在局部的地方出現這些發光現象呢？而且這種光為什麼又具有多變而奇異的形狀呢？
德國科學家庫爾特·卡爾列對此作了解答。他說，海光和多變形狀的形成，同海底火山爆發引起的地震波有關。地震時，海水內部的壓力發生變化，引起某些海洋生物的反應，由此而發光，地震波是促使海水壓力變化的一個原因。觀察表明，在海水振蕩最厲害的地方，海光特別明亮；反過來，海光越弱，甚至消失不見。在有各種不同振蕩強度的水域裏.海光就最奇異美妙。
海水開花是指海水表層內浮遊生物大量繁殖，使海水顏色和透明度發生很大的變化。浮遊生物很多時，會把海水“染”成深綠色，有的會使海水成為黃色、褐色、紅色等。
海水開花現象在世界各大洋及其邊緣海中各不相同。
在極地附近的海域裏，當鯨魚愛吃的甲殼動物大量繁殖的時候，常常把海水“染”成紅色或玫瑰色。
在太平洋、大西洋的一些海麵上，以及北冰洋的巴倫支海中，散布著一種矽質類海藻，具有矽質骨架，海水開花就是由它們造成的。在鄂霍次克海和日本海，海水開花是由單細胞藻類繁殖而形成的。波羅的海的夏季，藍綠色的水草大量繁殖，每當風平浪靜的時候，遠望海麵，仿佛一大片無邊無際的深綠色草原。
在北冰洋的冰麵上，還有更有趣的“冰上開花”景象。原來，冰上長著多種矽藻，特別是角刺藻大量繁殖時，使冰麵變成了黃褐色。
海水開花同季節有關。在熱帶，冬季也會出現，而在溫帶和寒帶，大多在春秋兩季。海水開花嚴重的時候，生物密集得使輪船的吸水孔堵塞，給航行帶來很大困難。