1896年8月15日，南森經曆了千辛萬苦之後，終於回到了挪威。他沒有陶醉在一片恭維聲中，而是請來了海洋學家埃克曼，共同探索“死水”的奧秘，終於弄清了其中的道理。
原來，海水的密度各處不同。一般說來，溫度高的海水密度小，而溫度低的海水密度大；鹽度低的海水密度小，而鹽度高的海水密度大。如果一個海域因有兩種密度的海水同時存在，那麼，密度小的海水就會集聚在密度大的海水上麵，使海水成層分布。這上下層之間形成一個屏障，叫“密度躍層”。這“密度躍層”有的厚達幾米。這種穩定的“密度躍層”可以把海水分成兩種水團，分別位於躍層的上下，並以躍層作為界麵。如果有某種外力（如月亮、太陽的引潮力，風、海流的摩擦力等）作用在界麵上，界麵就會產生波浪。這種波浪處於海麵以下，人的肉眼完全看不見，因此稱之為內波。
在海岸附近，江河入海口處，常常形成“衝淡水”，鹽度和密度顯著降低，它們的下麵如果是密度大、鹽度高的海水，就會形成“密度躍層”。夏季寒冷地區海上浮冰融化了，含鹽低的水層浮動在高鹽高密度的海水之上時，也會形成“密度躍層”。南森遇到的就是後一種情況。
一旦上層水的厚度等於船隻的吃水深度時，如果船的航速比較低，船的螺旋槳的攪動就會在“密度躍層”上產生內波，內波的運動方向同船航行方向相反，內波的阻力就會迅速增加，船速就會減低下來，船就像被海水“粘”住似的寸步難行。當年南森的“弗雷姆”號被“粘”住時，船速就由4．5節突然降低到1節。後來，是風的推力超過了內波的“粘”力，才使南森的船脫險。
“死水”區的內波，由於水質運動的方向不同，不但會把漁船的漁網擰成一縷，還會使船舵失靈，甚至會使船隻迷航。
科學家經過計算，得出內波的速度一般在2節左右，如果航速大大超過內波速度時，海水就無法把船“粘”住了。如今艦船速度大大超過內波速度，因而海水“粘”船現象就成為了曆史。
雖說“密度躍層”產生的一般性的內波“粘”不住現代艦船了。可“密度躍層”卻能壓住水中下潛的潛艇。
一次，有一艘潛艇奉命巡航，來到預定海域後，潛艇均衡完畢，艇長下達了下潛的命令。不一會兒，潛艇順利下潛，5米、10米、20米……一直到40米時都很正常，當潛艇下潛到50米時，升降舵手報告說，已經到達海底了。艇長說：“不對呀，這個海區深度l00多米，怎麼下潛一半就到底了呢？”
艇長下令停車檢查，深度計完好無損，其他儀器也都正常。到底是怎麼回事呢？
艇長一拍腦門：“準是碰上‘液體海底’啦！”
果不其然，這艘潛艇被“液體海底”托住了。
“液體海底”就是“密度躍層”。海水密度一大，浮力就大。加上這“密度躍層”又有幾米厚，這麼厚的“屏障”，再加上均衡好的潛艇在水下力矩又小，因此，就被這“液體海底”托住了。
這時，隻要潛艇用升降舵造一個傾角，開足馬力，就可以擺脫“液體海底”的巨掌。
1960年1月23日，瑞士的雅克·皮卡爾乘坐“的裏雅斯特”號深潛器，開始了人類首次潛入世界大洋中最深的地方——馬裏亞納海溝時，多次遇到“液體海底”的粘托。
那天上午“的裏雅斯特”號以每秒1米的速度緩緩向l萬多米深的海溝潛去，幾分鍾後，深潛器突然停止下潛。難道這麼快就著底了？不，不可能，這裏是萬米深淵，離海底還遠著哩。那麼，是深潛器出故障了嗎？也不會，因為“的裏雅斯特”號久經考驗，況且下潛前又經再三檢查，絕不會有什麼問題。
雅克·皮卡爾又檢查了一遍機械，沒發現異常。當他觀察海水溫度表時，發現海水的溫度變化劇烈。這時他才明白，原來是“密度躍層”在作怪。
皮卡爾放掉一些汽油，放進一些海水，從而增加了深潛器的重量。這樣，深潛器就突破了“液體海底”的阻擋，繼續下潛了。
令人驚異的是，下潛僅10米，深潛器又一次被“粘”住了。他不得不再次調整壓載重量，又一次突破“液體海底”的阻擋。下潛20米後，深潛器第三次被“粘”住。
這樣折騰了4次，探潛器才完全衝破“液體海底”設置的“封鎖線”，一路順暢潛到萬米海底，創造了人類探險史上的新紀錄。
雖然“密度躍層”已不能“粘”住現代艦船，但對“密度躍層”的研究卻極有軍事價值。“密度躍層”厚達幾米，海水的密度增大，仿佛築起一道厚厚的“牆”，聲呐發出的聲波碰到這堵“牆”，就被反彈回去。當潛艇遇到水麵艦艇的追捕時，如果鑽到“密度躍層”下麵，水麵艦艇聲呐發出的聲波穿透不了“密度躍層”，就會成為“聾子”和“瞎子”，而潛艇卻能安全撤離或發起反擊。
在“密度躍層”中，躍層的上下界麵使聲波產生折射，造成聲波隻能在“密度躍層”中向前傳播，於是形成了一條水下“聲道”。聲波在聲道中衰減很少，可謂暢通無阻，傳播的速度和距離令人驚歎。1960年3月1日，在澳大利亞西南附近海中投下6枚深水炸彈，爆炸聲波在水下1200米的“聲道”裏向外傳播，繞過好望角，折向赤道，經3小時43分鍾後，被北半球百慕大群島的水聲站收到。爆炸聲波傳播繞地球半圈，並無明顯減弱。可見聲道真是聲波傳播的“高速公路”。
利用“密度躍層”中的“聲道”，可以進行遠距離水下通訊。例如在海軍基地裝上水下測聽和通訊係統，遠航的潛艇裝備相應的設備，就可以與基地指揮機關進行通訊聯絡，最大通訊距離可達4000多公裏。
另外，由於“密度躍層”如屏障般橫亙於海中，影響了上下層海水交換，造成下層海水缺乏溶解氧，再加上硫細菌使沉積海底的大量有機物產生高濃度的硫化氫氣體，海洋生物難以在下層海水中生存。因此，“密度躍層”強烈的地方，生物主要生活在上層海水中。而且內波引起的水文變化，迫使海洋生物活動的區域和範圍也發生變化。可見，對“密度躍層”的研究，在軍事和經濟上都有重要意義。海光和海水開花
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。