作者：熊伟
出版社：汕头大学出版社
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海洋：直通大海的深处试读：
前言
科学是人类进步的第一推动力，而科学知识的学习则是实现这一推动的必由之路。在新的时代，社会的进步、科技的发展、人们生活水平的不断提高，为我们青少年的科学素质培养提供了新的契机。抓住这个契机，大力推广科学知识，传播科学精神，提高青少年的科学水平，是我们全社会的重要课题。
科学教育与学习，能够让广大青少年树立这样一个牢固的信念：科学总是在寻求、发现和了解世界的新现象，研究和掌握新规律，它是创造性的，它又是在不懈地追求真理，需要我们不断地努力探索。在未知的及已知的领域重新发现，才能创造崭新的天地，才能不断推进人类文明向前发展，才能从必然王国走向自由王国。
但是，我们生存世界的奥秘，几乎是无穷无尽，从太空到地球，从宇宙到海洋，真是无奇不有，怪事迭起，奥妙无穷，神秘莫测，许许多多的难解之谜简直不可思议，使我们对自己的生命现象和生存环境捉摸不透。破解这些谜团，有助于我们人类社会向更高层次不断迈进。
其实，宇宙世界的丰富多彩与无限魅力就在于那许许多多的难解之谜，使我们不得不密切关注和发出疑问。我们总是不断去认识它、探索它。虽然今天科学技术的发展日新月异，达到了很高程度，但对于那些奥秘还是难以圆满解答。尽管经过许许多多科学先驱不断奋斗，一个个奥秘不断解开，并推进了科学技术大发展，但随之又发现了许多新的奥秘，又不得不向新的问题发起挑战。
宇宙世界是无限的，科学探索也是无限的，我们只有不断拓展更加广阔的生存空间，破解更多奥秘现象，才能使之造福于我们人类，人类社会才能不断获得发展。
为了普及科学知识，激励广大青少年认识和探索宇宙世界的无穷奥妙，根据最新研究成果，特别编辑了这套《学科学魅力大探索》，主要包括真相研究、破译密码、科学成果、科技历史、地理发现等内容，具有很强系统性、科学性、可读性和新奇性。
本套作品知识全面、内容精炼、图文并茂，形象生动，能够培养我们的科学兴趣和爱好，达到普及科学知识的目的，具有很强的可读性、启发性和知识性，是我们广大青少年读者了解科技、增长知识、开阔视野、提高素质、激发探索和启迪智慧的良好科普读物。
海洋的形成
当我们看见浩瀚无边的海洋时，也许会禁不住思考：在很久很久以前，海洋是怎样形成的呢？
大约在46亿年前，宇宙中不断出现一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。它们在运动过程中，彼此之间不断地碰撞，有些团块结合在了一起，由小变大，逐渐形成原始的地球。
这些团块在碰撞的过程中，由于引力的作用，自身急剧收缩，并释放出热量，使原始地球不断增温。当地球内部温度达到足够高时，内部的一些物质开始不断熔解。内部的水分汽化与气体一起冲出来，飞升入空中。但是由于地心的引力，它们在地球周围形成了一个气水合一的圈层。
位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤破，形成地震与火山爆发，并喷出岩浆与热气。最初，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来了。火山除了喷出岩浆外，还喷出大量的水蒸气和其他气体。
在当时，地球的大气层还没有形成，流星能不断地落到地面上成为陨石。陨石含有大量的水，这些水也变成了水蒸气。在很长的时期内，地球上的水蒸气越积越多，它们散发到空中遇冷就变成了厚厚的云层。
地面慢慢冷却后，云层里的小水滴变成雨落下来。就这样，火山不停地喷发，陨石不断地落下，雨水不停地降下，不知过了多久，云层也变得比较稀薄了，天空逐渐晴朗起来了。落到地面上的大量雨水，最后聚集在低洼的地方，形成了原始的海洋。
原始的海洋，海水不是咸的，而是略带酸性的，并且是缺氧的。随着水分不断地蒸发，反复地形成云团和雨水，就把陆地和海底岩石中的盐分溶解了，并不断地汇集于海水中。经过多少万年的积累融合，才变成了大致均匀的咸水。
大约在6亿年前的古生代，便有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生氧气，逐渐形成臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。
在地球上，随着水量和盐分的增加，以及地质的沧桑巨变，原始海洋就变成今天的浩浩海洋了！阅读延伸地球是一个多水的行星，在它的表面几乎3/4被海洋覆盖。海草是生活在海洋中唯一开花的植物，海草为海龟、海鳗和其他海洋生物提供食物，也是其他海洋动物庇护繁衍生息的场所。
海水的来源
夏天，雨水多的时候小河会涨水，而遇上干旱，小河又会干涸。可是，海洋里的水却总是那么多，不管下多大的雨，海水不会泛滥；不管天有多旱，海水也不会干涸。这是怎么回事呢？
地球上的水分布在海洋、湖泊、沼泽、河流、冰川、雪山，以及大气、生物体、土壤和地层中。水的总量约为1.4×1013立方米，其中96.5%在海洋中，而所有大江大湖里的水才占0.02%，这下，你该知道海洋里的水有多少了吧！不管多涝多旱，对海水来说简直太微不足道了。
海洋里之所以有这么多水，与地面上的温度变换有很大关系。海洋的表面被太阳晒热后，一部分水就会被蒸发掉，据科学家统计，每年蒸发的水量约为45亿吨。这个数字多么惊人啊！海洋里的水会不会干涸呢？
事实上，海洋里的水是不会干涸的，海水总是在不断地循环。蒸发的水变成水蒸气升至空中，水汽在上升过程中，因周围气压逐渐降低，体积膨胀，温度降低而逐渐变为细小的水滴或冰晶飘浮在空中形成云。
当云滴增大至一定程度而不被蒸发掉时才能形成降水。水汽分子由于不断在云滴表面上凝聚，使得云滴不断凝结而增大。最后增大为雨滴，降落至海洋里。
落到地面上的雨水除了一部分蒸发变成水蒸气返回大气，一部分下渗到土壤成为地下水，其余的水沿着斜坡形成漫流，通过冲沟、溪涧注入河流，最后又回到海洋。
水蒸气遇冷凝结成雪时，或降落到地面，或降落到高山，或降落到海洋。当雪降落到海洋时，就会与海水融为一体；当雪降落到高山和地面上时，则能够在短时期内存留下来，但由于温度的升高，也开始慢慢融化，形成雪水流入江河，最后汇入茫茫大海。
海洋里的水量多少，与地面上的温度也有关系。气候的冷暖变化，也多次影响到海洋水量的增减。
气候变冷的时候，地球上的水大多凝结成冰，流回海洋中去的水减少了，就引起海面降低，海水变少；在气候变暖的时候，大陆上的冰雪融化，大量的水流进海洋，海面上升，海水又会变多了。地球上的水就是这样不停循环的，所以海洋里的水才不会干。阅读延伸1987年，南极地区一座底面积为1800多平方千米的冰川融化后冲入罗斯海，它马上改变了南极海岸线的边界，威尔士湾从此在地球上消失。
海水的温度
海水温度是海洋水温状况中最重要的因素之一，常作为研究水团性质，描述水团运动的基本指标。海水温度也是反映海水热状况的物理量。
世界海洋的水温变化，一般在-2℃～30℃，其中年平均水温超过20℃的区域，占整个海洋面积的一半以上。
海水温度有周期性变化和不规则变化，它主要取决于海洋温度的变化状况及时间变化。经观测表明：海水温度日变化很小，变化水深范围为0米至30米，而年变化可达到水深350米。
海水温度在垂直方向上的变化随着深度的增加而降低。从海水的深度与温度的关系上可将海水分为三层结构：上层为混合层，此层中温度是均匀变化的；中间层为温跃层，此层温度急剧下降；最下一层位于温跃层下，海水的温度较平稳地下降。
由此可见，海水深度每下降1000米，海水温度就会下降1℃～2℃，在水深3000米至4000米处，海水温度也只有2℃至1℃。
那么，大洋的水温是不是也会出现较大的变化呢？
事实上，大洋表层的水温每天变化却很小。一般不会超过0.4℃。浅海的海水表层每天的温度变化较大，常常可以达到3℃至4℃。
南极地带的威德尔海是世界大洋中水温最低的地方。此处由于结冰，致使盐度不断增大，从而形成冷而且密度大的下沉海水，并沿着海底向北部分布开来，最终形成了南极的底层海流。
科学家认为，这是始新世末期海退的结果。海水退落导致浅海大陆架露出水面，这就增加了海水对阳光的反射率，使气候变冷；气候变冷又会导致海面进一步退落，使气候更加变冷。
不过有人提出：始新世末期海温的急剧变冷为什么会显得如此不同寻常呢？
美国学者肯尼特注意到，在5300万年前，南印度洋的寒冷表层水，通过塔斯马尼亚海道后，注入南极罗斯海域，冷水取代来自东澳大利亚的暖流，从而触发南极地区的冰冻。
海冰形成，使得冰下剩余的海水盐度升高。盐度较高的冷水势必向下沉潜，形成寒冷的底层水，致使海水温度急剧降低。阅读延伸在很久以前，海水温度也发生了巨大变化。科学家们通过对深海沉积物中孔虫壳的氧同位素分析，发现3800万年前的始新世末期时，海洋底层水温骤然下降了4℃至5℃，表层水温也大幅度下降。
海水的成分
海洋水是含有一定数量的无机质和有机质的溶液，主要溶解有氮、氧和二氧化碳等气体物质，以氯化物为主的各种盐类，以及其他多种化学元素。
在为数众多的溶解于海洋水的物质中，氯化物和硫酸盐含量约占盐类总含量的99%，其中氯化钠、氯化镁等氯化物则占60%以上。氯化钠味道发咸，氯化镁和硫酸镁味道发苦，所以海洋水不仅有咸味，也有苦味。
大海的面积为陆地的2.4倍，据粗略计算，全部海水含盐竟达500兆吨。据说，盐分好像还在不断地增加。
我国海岸线很长，有不少盐田。沿海的盐场，每年都能生产很多盐。1000克海水中大约含有35克盐，这种盐叫作海盐。其中，调味用的食盐，只有27克。
海水中含有钙和硅。海洋里各种生物的骨骼都是由钙和硅组成的，因而这两种元素是海洋生物生存的所必需的物资。
海水中的氮和磷是非常重要的两种元素，它们是与海洋植物生长有关的要素。
这些要素在海水中的含量经常受到植物活动的影响，当这两种元素的含量很低时，就会限制植物的正常生长，所以这些要素对生物有重要意义。
微量元素在海水内的含量微乎其微，但由于海洋水总储量非常庞大，所以这些元素的总量也十分可观。例如，1000吨海洋水中含铀仅有3克，但整个海洋中铀的总储量高达40多亿吨，比陆地上已知铀的总储量大2000倍至3000倍，大约相当于燃烧8000万亿吨优质煤所释放的能量。
海水中还含有铜。据统计每千克海水含0.1毫克的铜。像龙虾这样的海洋生物身上也含有铜，平均每100克的龙虾就含5毫克铜。
20世纪80年代以来，又发现了海底热液矿藏，总体积约3932万立方米，是金、银等贵金属的又一来源。因而，它又被称为“海底金银库”。
在海洋里，金银的含量极少，平均每立方米海水只含金0.01毫克至0.09毫克，但是以整个海洋里的水来计算的话，金银的含量就非常可观了。
海底还蕴藏着制造磷肥的磷钙石，储量可达3000多亿吨，如开发出来，可供全世界使用几百年。阅读延伸乌尤尼盐湖是世界上最大的盐湖。它位于南美国家玻利维亚西南部的高原地区，东西长250千米，南北最宽处150千米，总面积12000平方千米。其盐层厚度很多地方都超过了10米，总储量约650亿吨，够全世界人吃几千年。
海水的味道
当人们在海里游泳的时候，一不小心喝了口海水，就会觉得它的味道又咸又苦。
海水和自来水、井水、河水的味道完全不同，海水的味道主要是咸。其原因是海水中含有各种盐分。根据实验，平均每千克的海水中约含盐35克，其中最主要是氯化钠，即食盐。一些观测结果表明，现在每年经江河带进海中的盐分有39亿吨。
海洋里有这么多的盐，我们不禁要问，这些盐是从哪儿里来的呢？
海洋刚形成时，海水和江河湖水一样是淡的。但是，自从地球上的第一场雨从天而降，开始冲刷年轻的陆地表面，海水的盐度就改变了。
雨水在数亿年的时间里不断地敲击着裸露的岩石，破坏岩石的结构，将矿物质溶解并带走。这些矿物质包括氯化钠、氯化镁、硫酸镁、硫酸钙、硫酸钾等，也就是化学家们所定义的盐。这些盐随着地面的水流向低处迁移，诸多的水流汇聚到浩浩荡荡的大江大河，并最终注入大海。从古至今，海洋中不断补充着来自陆地的盐。
然而，河流带来盐的同时，也将大量淡水带到海洋中，因此单凭河流注入这一个因素，并不能使海水变咸。海洋中盐的浓度的增加，还缘于太阳的热能将海水蒸发。太阳光的能量被海水吸收后，海水表面的温度升高，使水变成水蒸气的趋势增强了。
水在蒸发的过程中，由液态变成了气态，却将原来所含有的盐分留在海水中，并不带走。海面上的水蒸气却在风的作用下“背井离乡”，运动到陆地的上空。当它与一团冷空气遭遇时，水蒸气又变成了小水滴，在重力的作用下，水滴落向地面，形成了降雨。
降雨给盐分搬运工程又增加了一批生力军，一个新的循环过程开始了。正是在海洋与陆地之间水循环的过程中，海洋中盐的浓度越来越高。
海洋也有释放盐分，把盐分归还陆地的绝招。
当海洋中的可溶性物质浓度达到一定程度时，可溶性物质会互相结合成不溶性化合物，沉入海洋底部。海洋中的生物体内吸收了一定的盐类物质，当海洋生物死去后，它的尸体沉到海底。
台风暴发时，狂风掀起巨浪，海水被卷到陆地上，海水中的盐类物质也会被带到陆地上。
此外，从漫长的陆地变迁历史看，有些海洋的海湾地带，由于地壳的升高而与海洋隔断。这些地带就像与大海母亲失散的“游子”，而在太阳光的不断照射下，变成陆地，留下大量盐分。
由此可见，海洋也在不断向陆地提供大量的盐。如果，我们能够合理利用这些资源，将获得多么巨大的财富啊！阅读延伸在地球上，海洋中蕴含了大量的盐类物质。有人估计，如果把海水中所有的盐分都提取出来，铺在陆地上，可得到厚153米的盐层；如果铺在我国的国土上，可使我国平均高出海面2400米左右。
海洋中的淡水井
小朋友都知道海水是咸的。可你知道海洋中也有淡水吗？答案是肯定的。
在我国闽南的漳浦县古雷半岛东面，有一个盛产紫菜的小岛叫菜屿，距该岛约500米处的海面上有一处奇异的淡水区，叫作“玉带泉”，这一带渔民和来往船只在此补充淡水。
在美国佛罗里达半岛以东，距海岸不远的海面上，有一块直径约30米的奇特水域。它的颜色与周围海水是不一样，看上去仿佛在深蓝色布上，染了一块圆圆的绿色。掬起一汪尝尝，嗬，真清凉，还一点儿也不咸。这可就怪了，在这汪洋大海之中，怎么会出现这样一口界限截然分明的淡水井呢？
这一奇特现象，科学家过了好长时间才弄明白。原来，这是陆地赠给海洋的礼物。科学研究发现，这块奇特水域的海底是锅底似的小盆地。盆地正中深约40米，周围深度在15米至20米。盆地中央有个水势极旺的淡水泉，不断地向上喷涌着清如甘露的泉水。
就像我国山东省济南市的趵突泉一样，昼夜不停，永不枯竭。而且，这个淡水泉中涌出的水量为每秒40立方米，比陆地上最大的泉还要大得多。这股泉水就这样在海中日喷夜涌，出咸水而不染。在风力流的影响下，从泉眼斜着上升到海面，形成海中“淡水井”。
淡水只有陆地上才有，那么，海中怎么出了淡水井呢？
经专家考察发现，它们的出现是因为在该地区的海底都有一口水下喷泉，从中源源不断喷出强大的淡水流，当喷出的淡水冲开海水，并形成一定规模时，就会在海水中间出现一片淡水区。
海底的淡水喷泉出现，是因为海洋某些地区在几十万年前可能是一片陆地，陆地上的河流和湖泊为形成地下含水层创造了有利条件。后来经历多次海陆变迁，陆地变成海洋，但是含水层保留了下来，从而形成喷泉从海底喷出。
每当海底喷泉活动增强，喷出的物质就会与海水中的硫酸氢钙发生反应析出二氧化碳。所以，海底喷泉活动与地球气候的变化还有着密切的关系。
在流入海洋的大江大河河口处，由于水量过大，往往也会形成一片淡水区。如在非洲西海岸刚果河河口附近航行的船舶，虽然远离大陆近百千米，却能在大西洋中取到淡水。
原来是因为在海水下面有一条宽阔的海底河谷。刚果河大量的淡水不断沿着河谷从大陆涌来，在洋面上形成了一片淡水区。过往船只在刚果河口外取到的水，不是海水，而是刚果河的河水。阅读延伸在里海西北部兹麦依内岛南侧，也有一处淡水区。这个淡水区的面积约为1000平方米。它位于多瑙河口，有人认为是多瑙河的河水顺着沙土层流入里海，被风和强大的海流拦腰截断后，形成了孤立的淡水区。
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