作者：张恩台
出版社：汕头大学出版社
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海洋：深入大海看到底试读：
前言
科学探索是认识世界的天梯，具有巨大的前进力量。随着科学的萌芽，迎来了人类文明的曙光。随着科学技术的发展，推动了人类社会的进步。随着知识的积累，人类利用自然、改造自然的的能力越来越强，科学越来越广泛而深入地渗透到人们的工作、生产、生活和思维等方面，科学技术成为人类文明程度的主要标志，科学的光芒照耀着我们前进的方向。
因此，我们只有通过科学探索，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。我们总是不断地去认识它、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。尽管经过古今中外许许多多科学先驱不断奋斗，一个个奥秘被不断解开，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，破解更多的奥秘现象，才能使之造福于我们人类，我们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，根据中外最新研究成果，编辑了这套《青少年科学探索营》，主要包括基础科学、奥秘世界、未解之谜、神奇探索、科学发现等内容，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。
海雾的形成
事件记载海雾是在海洋的直接影响下形成的。1956年7月25日夜晚，一艘灯火辉煌的瑞典客轮“斯德哥尔摩号”在雾海上夜航，它用雷达搜索着前方的海面。它的航速很快，因此启航后不久就把纽约远远地抛在后面。
在“斯德哥尔摩号”的前方航线上，另一艘意大利客轮“多利亚号”已越过大西洋，在先进的雷达的搜索指引下，正向纽约港靠近。
夜晚22时30分，“多利亚号”从纳达克特岛附近经过，以每小时23海里的航速西行。晚上23时30分，“多利亚号”已航行到灯塔以西46300米处，由于快要到纽约了，乘客们沉浸在一片欢乐的气氛中。突然，一声巨响和震动之后，只见“斯德哥尔摩号”的船头挺进了“多利亚号”的右舷中部。船上顿时引起了一阵骚动，人们惊慌失措。
当时，“多利亚号”的航速是每小时23海里，“斯德哥尔摩号”的航速是每小时18.5海里，两艘船的相对速度在每小时40海里以上，所以碰撞得十分严重。
尤其是“多利亚号”航船受创严重，危急时刻，船长命令电报员发出呼救信号。航行在附近海区的两艘法国船听到呼救信号后急忙赶往现场，把1654名遇难者救上船，另外还有52人在碰撞中死亡和失踪。碰撞11小时后，意大利客轮“多利亚号”的巨大身躯终于消失在大西洋的滚滚波涛中。
虽然两艘船都装有先进的雷达，但由于船在靠近陆地水域航行时，雷达电波会受到陆地及岛屿阴影的干扰，不能及时发现被自己的桅杆死角遮住的目标物。加上受到陆地上无线电发射天线的干扰，雷达的作用大为降低，才酿成了船毁人亡的惨痛悲剧。简要叙述
海上航行常因海雾而受阻，甚至造成海难。第二次世界大战期间及之后，人们曾对海雾进行了专题调查。
分析研究与其生消过程有关的天气形势、空气层结及其物理性质和化学性质，为探索海雾预报奠定了一定的基础。依据成因不同，可把海雾分成平流雾、混合雾、辐射雾和地形雾4种。世界海域的海雾
首先，全球各海区的海雾类型虽然很多，但其中范围大、影响严重的首推平流冷却雾。而以中高纬度大西洋的纽芬兰岛为中心，和以北太平洋千岛群岛为中心的两个带状雾区最为显著，以南印度洋爱德华王子群岛为中心的带状雾区也很突出。
其次，便是大洋东岸低纬度信风带上游的雾：如太平洋东岸的加利福尼亚外海和秘鲁外海，大西洋东岸的加纳利群岛以南的海域和纳米比亚外海都是这类雾区。这些海域的海雾多在春夏盛行，尤以夏季为最。其特点是雾浓，持续时间长，严重的大雾可持续一个月至两个月。
平流蒸发雾多见于冷季的副极地，或冰山和流冰的外缘水域，雾层薄，形似炊烟。但当它在春秋季节与平流冷却雾在中、高纬度海域交替出现时，也常构成大片浓雾区。至于散布在世界各海域的零星雾区，大多有地区性，难成体系，并且不一定属于同一雾型。平流雾
当暖空气从温暖的水面流向冰水面时，暖空气就会冷却降温，凝结出水汽，继而以液体水滴的形式悬浮在空中。这种大大小小的水滴越聚越多，便形成了雾，直接影响了空气的透明度。
由于这种雾主要是靠暖空气在冷海面上的平流运动形成的，所以叫作平流雾。在海洋上的雾绝大多数都是平流雾。这种雾随风飘移，分布范围广，持续时间长，浓度大，常常会给行船带来灾难。蒸汽雾
当冷空气到达暖水面时，由于海水温度高于气温，海面上的水汽压力大于空气水汽压力，造成水面的海水强烈蒸发，水汽进入了冷空气中。
当冷空气中的水汽达到饱和状态时，水汽就凝结出小水滴，越来越多的小水滴聚集漂浮在低空，便形成了蒸汽雾，蒸汽雾使能见度降低。延伸阅读混合雾：海洋上空的降雨降至低空时，因低层温度增高而使雨滴蒸发，提高了低层空气的温度。同时，又有冷空气流入，与低层暖湿空气混合，使暖湿空气饱和，从而形成了混合雾。混合雾的水汽主要来源于天空降雨。
海水开花的奥秘
在植物王国中，有一些植物是开花的，如茉莉、百合、菊花等，每年的春夏季节，就会开出五颜六色的花朵。不过令人意想不到的是，海水也能够开出美丽的花朵！
航行在大洋上的人们，常常可以看到一种非常奇异的景象。在大洋浅海区，海水有时绿一块、黄一块、红一块，错杂在一起，形成一幅美丽的彩色图案，这就是所说的海水开“花”了。
那么，海水开“花”是怎么一回事呢？
经过多年的观察研究，人们终于把“海水开花”的真相弄清楚了。原来，这些水里大量繁殖着各种浮游藻类植物。
不同种类的浮游藻类植物含有不同的色素，随着季节的交替，颜色也随之不断地变换，浮游生物很多时，有的会把海水“染”成深绿色，有的会把海水“染”成黄色、褐色、红色等，海水也就因此开放出不同的“花朵”。
浮游藻类是海洋植物的重要成分之一，遍布各大洋近海区的表层海水中。
在几百种浮游藻类中，大多数浮游藻类喜欢生活在热带和温带海水里，所以热带海面上经常可以看到“海水开花”的奇景。而在温带和寒带海面上以及远离海岸的深水区，“海水开花”的现象就少得多了。
海水开花现象在世界各大洋及其边缘海中也是各不相同的。
在极地附近的海域里，当鲸鱼爱吃的甲壳动物大量繁殖的时候，常常把海水染成红色或玫瑰色。
在太平洋、大西洋一些海面上，以及北冰洋的巴伦支海中，散布着一种硅质类海藻，具有矽质骨架，海水开花就是由它们造成的。
在鄂霍次克海和日本海，海水开花是由单细胞藻类繁殖而形成的。
波罗的海的夏季，蓝绿色的水草大量繁殖，每当风平浪静的时候，远望海面，仿佛一大片无边无际的深绿色草原。
在北冰洋的冰面上，还有更有趣的“冰上开花”景象。原来，冰上长着多种硅藻，特别是角刺藻大量繁殖时，使冰面变成了黄褐色。
海水开花同季节有关。在热带，冬季也会出现，而在温带和寒带，大多在春秋两季出现。海水开花严重的时候，生物体密集，使轮船的吸水孔堵塞，给航行带来很大困难。延伸阅读浮游生物是指生活在海洋、湖泊及河川等水域的的生物。它们自身没有移动能力，或者有也非常弱，不能逆水流而动，总是浮在水面生活。这是根据其生活方式的类型而划定的一种生态群，而不是生物种的划分概念。
海冰的形成
天冷的时候，湖面上散热比较快，湖面的水遇冷收缩，体积变小，变得比较重，这些冷的水沉到湖底，湖底比较暖和的水浮到湖面上来，这样不断对流，就会使本来上面冷下面热的水，很快变成上下温度相同的水。
等到湖里的水都达到4℃时，随着天气越来越冷，水开始冷胀热缩。因水在4℃时密度最大，当温度达到3℃时，这时的冷水就开始膨胀变轻，所以湖面上这层冷水不会沉下去，而是留在最上面。
等湖面上的水到了0℃时，就开始结冰，当然是先从表面上开始结一层薄薄的冰，等温度再下降时，冰层会变得更厚，因冰的密度比水小，所以始终浮在水面上，冰下的水还能保持4℃的温度。
幸亏水的这一特性，水里的生物才能存活下来。如果水始终保持热胀冷缩，冬天就会从湖底开始向上结冰，鱼类会被全部冻在湖里，并且到了春天，这些冰融化起来也更加困难。
海洋里有大量的海冰存在，那它们又是怎么形成的呢？由于海水表面的气温下降，表层海水的温度首先达到密度最大温度，致使表面海水下沉，形成对流。
当气温下降到冰点附近时，表面的海水不会往下沉，而下面的海水密度增大，导致表层海水直接结冰。
盐度若是再增大到一定程度，那么，海面气温下降时首先接近结冰点，这时表层海水由于降温的时候密度变大，所以下沉，而较为温暖的海水上升，形成对流，一直至海水结冰为止。这样的海水结冰过程较为缓慢。
在海上，表层海水因冷却而密度增大，海水内形成对流混合。海水继续冷却至冰点时，海面以及对流混合所及的深层海水内便有针状、薄片状的冰晶析出，它们集聚到海面，连同降雪产生的雪晶，便形成暗灰色的糊状冰。
在波动的海面上，糊状冰遇冷形成饼状冰；在海面平静的情况下便形成灰色玻璃状冰层，继而发展成为片冰和厚冰。海冰在海区波浪、海流、潮汐等的影响下可以发展成各种形状和大小的浮冰块、流冰以及各种形式的压力冰。
掌握和运用海冰发生、发展的规律，开展冰情预报工作，是海洋科学为国民经济和国防建设服务的一个重要方面。延伸阅读在地球最近的地质时期，即第四纪开始以后，地球上的气候逐渐进入了一个相对来说比较寒冷的时期，最冷的时候，大冰层最厚的地方超过2000米至3000米。据估计，冰川面积最大的时候，整个世界大陆有30%的面积被冰川掩盖。
洋流的功劳与过失
洋流又称海流，海洋中除了由引潮力引起的潮汐运动外，海水还沿着一定的途径大规模流动。
洋流对气候的影响很大，它不仅使沿途气温增高或降低，延长或缩短暖季或寒季的持续时间，而且能够影响降水量的多少和季节的分配。
在寒、暖流交汇的海区，海水受到扰动，可把下层丰富的营养盐类带到表层，使浮游生物大量繁殖，各种鱼类到此觅食。同时，两种洋流汇合可以形成“潮峰”，是鱼类游动的障壁，鱼群集中，形成渔场。在有明显上升流的海域，也能形成渔场。
洋流的散播作用，是对海洋最直接和最重要的影响，它能散布生物的孢子、卵、幼体和许多成长了的个体，从而影响海洋生物的地理分布。
一般顺着洋流航行的海轮，要比逆着洋流行进的海轮速度快。例如，1492年，哥伦布第一次横渡大西洋到美洲，用了37天才到达大洋彼岸。
1493年，哥伦布再次做环球旅行，从欧洲出发后，他先向南航行了10个纬度，然后再向西横渡大西洋。结果，只用了20天就完成了横渡的全部航程，其实是洋流帮了他的大忙。
原来，第一次航行时，哥伦布的船队是从加那利群岛出发，逆着北大西洋暖流航行的，所以航速较慢。
第二次航行时，船队先是顺着加那利寒流向南航行，然后又顺着北赤道洋流一直向西。同时，哥伦布船队远航时，正好偶然进入了盛行的东北信风带，顺水顺风，速度自然比较快。
北大西洋西北部，从加拿大北极群岛与格陵兰岛附近海域，南下汇聚成的拉布拉多寒流，在纽芬兰岛东南海域同墨西哥湾暖流相遇。冷暖海水交汇，使这里经常存在一条茫茫的海雾带。它每年还从北冰洋或格陵兰海带来数百座高大的冰山，冰山漂浮而下，有许多进入湾流或北大西洋暖流中，给海上航行带来严重的威胁。
陆地上许多污染物随着地表流入大海，洋流可以把污染物携带到更加广阔的海洋之中，从而扩大海洋污染的范围，以致造成更大的灾害。
洋流循着一定的路线周而复始地运动着，其规模比起陆地上的巨江大川则要大出成千上万倍。海水流动可以推动涡轮机发电，为人们输送绿色能源。美国墨西哥湾流受到风力、地球自转和朝向北极前进的热量驱使，带来的能量等同于美国发电能力的2000倍。若能利用这股强大的洋流驱动涡轮发电机，就足以产生相当于10座核能发电厂的电能。延伸阅读人们认识和掌握了洋流的特点，可以把洋流运行的规律应用到航运上，从而节约航运时间，缩短运转周期，节约燃料和减少海上事故。潜艇还可以利用表层和深层洋流潜航。
最大的海洋暖流
墨西哥湾暖流，简称湾流，是世界上第一大海洋暖流，也是大西洋上重要的洋流，由海平面风和海水密度差异驱动形成。
墨西哥暖流虽然有一部分来自墨西哥湾，但它的绝大部分来自加勒比海。
当南、北赤道流在大西洋西部汇合之后，便进入加勒比海，通过尤卡坦海峡。其中很少一部分进入墨西哥湾，再沿墨西哥湾海岸流动，海流的绝大部分是急转向东流去，从美国佛罗里达海峡进入大西洋。
这支进入大西洋的湾流起先向北，然后很快向东北方向流去，横跨大西洋，流向西北欧的外海，一直流进寒冷的北冰洋。它的厚度为200米至500米，流速每秒2.05米，输送水量是黑潮的1.5倍。
墨西哥暖流蕴含着巨大的热量，它所散发的热量，恐怕比全世界一年所用燃煤产生的热量还要多。由于它的到来，英吉利海峡两岸的土地每年享受着湾流带来的巨大热能。如果拿同纬度的加拿大东岸加以对照，差别更为明显：大西洋彼岸的加拿大东部地区，年平均气温可低至-10℃，而同纬度的西北欧地区可高至10℃。
墨西哥暖流与黑潮相比，无论在水量、热量和盐量输送等方面，都大于黑潮。此外，就对于邻近大陆气候的影响来说，湾流也比黑潮来得显著。
据估计，墨西哥暖流每年向西北欧每千米海岸输送的热量，约相当于燃烧6000万吨煤炭所放出的热量。
事实上，在墨西哥暖流及其延续体，北大西洋暖流流经的海区，气温和水汽含量均较周围海区高得多。暖湿空气在强劲的西风吹送下，可以到达西北欧大陆内部，这对形成西北欧暖湿的海洋性气候有重要的作用。
因此，西北欧大陆上生长着苍翠的混交林和针叶林，而在同纬度的格陵兰岛上，则大部分是终年严寒并为巨厚冰层覆盖的冰原区。
用，是一种复杂的海洋动力学过程。有关这类现象的研究，已成为当前海洋动力学研究中最活跃的课题之一。
关于墨西哥暖流弯曲和涡旋的研究，不仅具有深刻的理论意义，而且对于海况监测和预报，以及渔业和沿岸水的污染物排放等实践问题，也有重要的意义。延伸阅读秘鲁寒流从南纬45度左右的西风流开始，经智利、秘鲁、厄瓜多尔等国沿海北上，直达赤道海域的加拉帕戈斯群岛附近，流程长达4500多千米，是世界大洋中行程最长的一支寒流。
海面不平的原因
在日常生活中，我们习惯于以海平面为准来测量海平面以上的陆上物体的高度。但其实，海平面并不平。
我们知道，海底的地形是十分复杂的，它不仅分布有巍峨的海底山脉、平缓的海底平原，而且还有许多陡峭的海底深沟。由于受海底地形的影响，一个海区的海面会低于或高于另一个海区几米，甚至10多米。
据科学家们使用雷达高度计测量，发现在大西洋海面不同海域存在着高度差，甚至在美国南卡罗里州和波多黎各岛之间比较小的海域内，也存在着高度差。
一般来说，海底是一座山脉的地区，海面就比其他海域高一些；而海底是一个盆地的地区，海面就比其他海域要低一些。
全球海洋的海面，有三个较大的隆起区：分别位于澳大利亚东北的太平洋、北大西洋和非洲东南的印度洋。
在巴西东部，由于海下有一座3500米的海岭，所以这里的海面就比其他地区要高。
此外，卫星探测还发现有三个较大的海面凹陷区：其中凹陷最深的是印度半岛以南的印度洋，其次是加勒比海，再者是大西洋海域的，波多黎各海。
为什么海平面不是平的呢？
大家知道，地球的表面是凹凸不平的，地球地心引力也是各不一样的。假如我们称量一个物体的质量，在不一样的地点称量会得到不一样的质量，在低纬度称比在高纬度称要轻一些。
同样道理，海洋底部的引力也是不一样的。斯里兰卡附近海域的海底地壳厚，所含物质较多，它的引力比较大，吸引海水就会多一点，使洋面比其他海面高出一个“水峰”。
而在冰岛附近，其海面地壳就相对薄一些，引力自然也就小了很多，吸引海水的量就会变得非常的小，于是形成了一个比四周大洋水面低的“水谷”。
海洋的涨潮、落潮、风暴和气压高低等因素，对海面也有很大的影响，使得海面平静不下来，从而产生海面的高低变化。延伸阅读有时海面的高低还与附近的巨大的山脉或山脉所组成的物质的积聚有关。这种物质的积聚，可以使其表面引力弯曲，从而形成一种动力，驱使水离开一个地区而流向另一个地区。
海底地震和火山
遭遇海底地震事件海底地震是地下岩石突然断裂而发生的急剧运动。岩石圈板块沿边界的相对运动和相互作用是导致海底地震的主要原因，海底地震是对在海上航行的人们的又一大威胁。
1958年7月9日晚，美国阿拉斯加东南的里都亚港发生了一次地震。地震所引发的潮水所到之处淹没山坡，冲毁树林。潮水过后，只留下一片光石秃岭。
1959年春，前苏联客货轮“库鲁”号在堪察加沿海海域航行，突然受到震动，好像有只大铁锤不停地敲打船底，每打一次，船身就剧烈地抖动一下，船上的舵轮、雷达全部失灵。海面上腾起无数水柱，周围一片白色的泡沫。1964年3月21日，美国阿拉斯加地震发生时，前苏联“坚定”号救护船正在距安克雷奇市463千米的公海上。它在5分钟之内竟受到三次剧烈震动，就好像全速前进的船只猛地撞上了礁石一般。海底地震的危害
在海底地震中，船只损失的程度取决于地震的强度，也取决于船只与震中之间的距离。
科学家认为，由海底传递到海面的地下震动在震源地区感觉最明显，5级至6级的地震便可以毁坏船体，掀掉锅炉和发动机。
对停留在港内的船只来说，最危险的则是海底地震造成的海啸。地壳急骤升降，迫使几千米长的水柱发生运动，在海水上层形成巨大而迅猛的波浪，当波浪涌进浅水海域时，浪头骤然增高，速度放慢，像一面墙一样倾倒在岸上。
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