或许你曾经赞叹辽阔的海洋；或许你也曾惊讶海底的奇妙；或许你曾经为企鹅的憨态而发笑；或许你也曾经在水族馆为海豚的表演而喝彩；甚至儿时的我们也曾问过爸爸妈妈，海底是不是真的有龙宫？下面就让我们一起走进神秘的海底世界，去感受海底生物居住的环境和气候。
§§§第一节海洋非生物环境
众说纷纭：海洋的形成
“大海啊，大海，生我养我的地方……”正如歌中所唱的那样，地球上的生命就是从这里发源的。而且，从单纯的数量角度来说，地球上的生物大部分也是生活在海洋里的。我们知道，地球分为岩石圈、水圈和大气圈，在这三层物质的中间，有着两层生物圈，生活着各种各样的生命。在陆地上，生物局限于距离地表几米到几十米的范围内（只有鸟类和飞机可以暂时离开地面）；而在海洋中，生物却可以长久地占据深达11千米的领域，有些地方可能更深一些。说起大洋底部时，人们通常会说：“我们对它的了解程度还不如月球。”那么，海洋究竟是什么样的呢？
有人说自从有了地球也就有了海洋；有人说是海洋哺育了地球；还有人说海洋很年轻……那么，海洋到底是怎样形成的？这也是人们探讨了几百年的问题。
关于海洋起源，来自世界上各个地方的科学假说也是多种多样的。因为人类是继地球和海洋诞生之后才出现的，所以不可能目睹海洋形成的奇观，因此，对海洋的起源问题只能以已经掌握的科学知识来进行推测。1879年，著名生物进化论创立者达尔文的儿子G.达尔文提出了一种形成大洋的“月球分出说”。这种假说认为，在地球刚刚形成的时候，它的自转速度比现在要快得多。由于太阳的引力作用和地球的高速自转，使部分地块脱离了地球，被甩出的地块在地球引力的作用下，绕着地球不停地旋转，后来便成为我们夜晚常能看到的月亮。月球被甩出后，在地球上留下了一个大窟窿，逐渐演变成今天的太平洋。但是，这种假说后来遭到了许多科学家的反对。
有人计算过，若使地球上的物体飞离，其自转速度应是目前地球自转速度的17倍，也就是说一天只有1小时25分钟，这显然是令人难以置信的。还有的人认为，若月球从地球上飞出，则月球的运行轨道应在地球赤道的上空，而事实上却不是这样。此后，法国学者G.狄摩切尔又提出了新的太平洋成因假说——“陨星说”。他认为，太平洋是由另一颗地球的卫星（其直径比月球大两倍）坠落地面造成的。这颗卫星冲开了大陆的硅铝层外壳而形成巨大的陨石谷，它还可能深入地球内核，引起地球的强烈膨胀与收缩，其结果不仅形成了太平洋，而且又使其他陆壳也破裂张开，形成了大西洋等大洋。随着宇航科学的发展，这个学说的研究又重新兴盛起来了。然而，人们还是特别怀疑偶然的碰撞是否能形成占地球表面积1/3的巨大太平洋盆地，因为，就目前人类的发现来说，无论是地球上还是月球上的陨石坑，其规模都是很小的。
大陆漂移说认为，地球上现有的大陆在距今2亿年前是彼此连在一起的，从而组成了一块原始大陆，或称为联合古陆。联合古陆的周围是一片汪洋大海，叫做泛大洋。在距今1.8亿年前，联合大陆开始分裂，漂移成南北两大块，南块叫冈瓦纳古陆，包括南美洲、非洲、印巴次大陆、南极洲和澳洲；北块叫劳亚古陆，包括欧亚大陆和北美洲。以后，又经过上亿年的沧桑之变，到了距今约6500万年前，联合古陆又进一步分裂和漂移，从而形成了亚洲、非洲、欧洲、大洋洲、南美洲、北美洲和南极洲；而泛大洋则完全解体，形成了太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。
世界各地的科学家们为了能够更合理地解释大陆漂移现象，一直在坚持不懈地探索新的科学依据。1961年，美国科学家赫斯和迪兹提出了“海底扩张说”，事过两年，法国的凡因和马修斯也提出了这个理论。海底扩张说认为，洋底新地壳有一个不断形成的过程，地幔里的物质不断从大洋中脊上的裂谷里涌出，冷凝和充填在中脊的断裂处，从而形成新的洋底。新海底不断扩张，把年老的海底向两侧排挤，当被挤到海沟区时，它们便沉入地幔。据计算，海底扩张速度每年有几厘米，最快的每年可达16厘米。这样，就使得海底每隔3亿～4亿年便要更新一次。这一海底扩张的过程被深海钻探资料所证实，还可以从洋脊两侧岩石的磁性上得到证明。
直到20世纪60年代后期，在“漂移”和“扩张”这两大理论基础上，一种崭新的科学假说诞生了，从此，海洋起源的研究进入了一个全新的时期。1968年，法国学者勒比雄提出了“板块构造说”。这种学说认为，全球岩石圈不是整体一块，而是被一些构造活动带所分割，分成的一些不连续的块体称为板块。勒比雄将全球分为六大板块，即亚欧板块、美洲板块、非洲板块、太平洋板块、澳洲板块（印度洋板块）和南极洲板块。这些板块很像漂浮在地幔上的木筏，游游荡荡，存在着种种形态的漂移关系。地壳的活动就是这几个板块相互作用引起的，在板块相互交接的地带，地壳活动比较明显，常常会形成地震和火山爆发等现象。这些板块还在不断地进行相对的水平运动，当大洋板块向大陆板块运动时，板块的边沿便向下俯冲进入地幔；地幔把俯冲进来的地壳加温、加压和熔化，再运向大洋海岭的底部，然后再上升出来。这恰恰与“海底扩张说”相吻合，在地幔的相对运动中大陆确实被“漂移”了，经过很久很久的一段时间，才形成了今天地球上海陆分布的面貌。
当大陆漂移、海底扩张和板块构造这三种理论有机地结合起来，一个新的、完整的全球构造学说的轮廓就清晰起来了，我们所讨论的海洋起源问题，也就有了一个比较清晰的眉目。然而，人类的历史才只有300多万年，与地球相比，这段历史显然只是一段极短暂的时光，对于海陆起源的问题，上述种种学说都有它不能解释的问题，所以，这个问题至今仍旧不能说已经得到了最终的解答。
千奇百怪：海底地形地貌
海洋是地球上广袤连续分布的咸水水体的总称。海洋的总面积为3.6亿平方千米，约占地球总面积的71%，它的总体积约为13.7亿立方千米，比陆地的体积大14倍。海洋的平均深度为3800米，最大深度为11034米。在北半球，海洋面积占该半球面积的61%；在南半球，海洋面积占该半球面积的81%。一般来说，海洋的中心部分称为洋，边缘部分称为海，海与洋彼此沟通，组成统一的世界海洋或称大洋。海底地形地貌也是千变万化的，与陆路地一样有着复杂的地形和丰富的矿藏，我们一起了解一下：
1.复杂多变的海底地形地貌
在辽阔的海洋上，分布着几个大陆板块和许许多多的美丽海岛。海岛形态各异、大小不一，宛如一颗颗璀璨的珍珠镶嵌在波光粼粼的大海之上。这些岛屿小的不足1平方千米，大的却有几百万平方千米。世界上的岛屿有5万多个，总面积达997万平方千米，约占地球总面积的1/15。
那么，地球表面70%以上的部分被海水覆盖，海水下面的海底是什么样子呢？是不是和陆地一样，有山脉、平原、盆地等不同的地形呢？答案是肯定的。海底有高耸的海山，起伏的海丘，绵长的海岭，深邃的海沟，也有坦荡的海底平原。
2.大陆架
《国际海洋法》给大陆架的定义是：大陆架是指邻接一国海岸但在领海以外的一定区域的海床和底土。沿岸国有权为勘探和开发自然资源的目的对其大陆架行使主权权利。
大陆架又叫“陆棚”或“大陆浅滩”。它是指环绕大陆的浅海地带。在地理学意义上，大陆架指从海岸起在海水下向外延伸的一个地势平缓的海底地区的海床及底土，在大陆架范围内海水深度一般不超出200米；海床的坡度很小，大陆架是大陆向海洋的自然延伸，通常被认为是陆地的一部分。
大陆架有丰富的矿藏和海洋资源，目前已发现的有石油、煤、天然气、铜、铁等20多种矿产，其中已探明的石油储量占整个地球石油储量的1/3。大陆架的浅海区是海洋植物和海洋动物生长发育的良好场所，全世界的海洋渔场大部分分布在大陆架海区。还有海底森林和多种藻类植物，它们可以用来加工食品，制药和作为工业原料，这些资源的所有权属于沿海国家。
3.大陆坡
大陆坡是指向海一侧，从大陆架外缘较陡地下降到深海底的斜坡。它广泛展布于所有大陆架周缘，为全球性地形单元。大陆坡可以分为上下两界，上界水深多在100～200米之间；下界往往是渐变的，在1500～3500米水深处，也有的下延到更深处。大陆坡宽度为20～100千米以上，世界上的大陆坡总面积约2870万平方千米，占全球面积的5.6%。
由于河流径流和海洋作用，大陆坡沉积物中含有丰富的有机质，沉积层深厚的地方具有良好的油气远景。锰结核、磷灰石、海绿石等矿产也分布在大陆坡上。此外，世界上一些重要的渔场，也往往形成在大陆坡海域。
4.大陆隆
大陆隆，也叫大陆裙，是位于大陆坡与深海平原之间的巨大海洋地质沉积体。大陆隆靠近大陆坡的地方较陡，接近深海平原的部分较缓，平均坡度为0.5°～1°，水深在1500～5000米之间。大陆隆主要分布在大西洋、印度洋、北冰洋边缘和南极洲周围。在太平洋西部边缘海的向陆一侧也有大陆隆，但在太平洋周围的海沟附近缺失大陆隆。大陆隆的沉积物主要来自大陆的黏土及砂砾，厚度约在2000米以上。
5.大洋盆地
四周较浅而中部较深、面积较大的大洋底称为大洋盆地，简称“洋盆”。
大洋盆地一般位于大洋中脊与大陆边缘之间，它的一侧与大洋中脊平缓的坡麓相接，另一侧与大陆隆或海沟相邻。
大洋盆地是大洋的主体，大多面积辽阔，深度2500～6000米不等。世界大洋的大洋盆地总面积占海洋总面积的45%。海盆底部发育深海平原、深海丘陵等地形。
6.海沟与海槽
海沟是位于海洋中的两壁较陡、狭长的、水深大于5000米的沟槽，是大洋海底的一些最深的地方，最大水深达到1万多米。
海沟多分布在大洋边缘，而且与大陆边缘相对平行。地球上主要的海沟都分布在太平洋周围地区。世界大洋约有30条海沟，其中主要的有17条，属于太平洋的就有14条。环太平洋的地震带也都位于海沟附近。地球上最深、也是最知名的海沟是马里亚纳海沟，位于西太平洋马里亚纳群岛东南侧，深度大约11033米。1951年，英国“挑战者”Ⅱ号在太平洋关岛附近发现了它。
小于海沟，宽度较大，两坡或其中一坡较缓的长条状海底洼地，叫做海槽。
7.大洋中脊
大洋中脊又名中洋脊，是隆起于大洋底的中部，并贯穿整个世界大洋，为地球上最长、最宽的环球性洋中山系。在太平洋的部分，其位置偏东，称东太平洋海隆；在大西洋的中脊则呈“S”形，与两岸近于平行，向北延伸至北冰洋中；在印度洋的中脊分三支，呈“入”字形。三大洋的中脊在南半球互相连接，总长达8万千米，面积约1.2亿千米，占世界海洋总面积的1/3。大洋中脊的少数山峰露出于海面形成岛屿，如冰岛、亚速尔群岛等。
大洋中脊是现代地壳最活动的地带，经常发生火山活动、岩浆上升和海中地震，水平断裂广布。根据海底扩张和板块构造学说，大洋中脊是洋底扩张的中心和新地壳产生的地带。熔融岩浆沿脊轴不断上升，凝固成新洋壳，并不断向两侧扩张推移。扩张的速度为每年向两边各扩张1～5厘米。
海洋的深度
当人类文明尚未进入现代社会之前，对海洋深度直接观测的情况是怎样的呢？现有最古老的文字纪录大约是在公元前100年，希腊哲学家波西多留斯曾在撒丁岛海岸以外的地方测量过地中海的深度，测到的深度据说大约是2千米。然而，直到18世纪，科学家们为了研究海中生物，才开始对海洋的深度进行系统的研究。在18世纪70年代，丹麦生物学家O.F.弥勒发明了一种水底采样器，可以用来从海面下几米深的地方取出生物标本。
19世纪30年代，英国生物学家小福布斯使用水底采样器取得了显著成功，他从北海和不列颠群岛周围的其他海域中取出了海中生物。此后，1914年，他随一艘海军军舰前往东地中海，在那里从410米的深处采到了一条海星。植物只能生长于海水的最上层，因为阳光只能穿透大约70米深的海水。动物说到底必须依靠植物才能生存，因此，小福布斯认为，动物是不能在能找到植物的水深以下长久存活的。实际上，他认为深度410米大概是海中生物生存的极限，这个极限以下的海洋是贫瘠的，不可能有任何生物存在。然而，正当小福布斯做出这种判断的时候，英国探险家J.C.罗斯在南极洲海岸探险时，从730米深的海水中捞出了生物，远深于小福布斯的极限。但是，南极洲太远了，所以大多数生物学家还是接受小福布斯的判断。
当决定横越大西洋海底铺设一条电报电缆时，海底才第一次成为人类实际关心的事情（而不再只是少数科学家出于一种好奇心）。1850年，莫里在美国金融家菲尔德的坚决支持下，为铺设海底电缆而绘制了一张大西洋海底地形图。15年后，经过许多挫折和失败，大西洋海底电缆终于铺设成功。
这项工程的成功，标志着人类开始对海底进行系统的考察，这一切应该感谢莫里。莫里的探测表明，大西洋中间的水域比两边的浅。为了纪念这条电缆，莫里把中央浅的区域命名为“电报海台”。英国船“斗牛狗”号继续对海底进行考察并扩大了莫里考察的范围。“斗牛狗”号于1860年起航，船上的英国物理学家沃利克用海底采样器从大约2300米的深海中捞出13条海星。很明显，这些活蹦乱跳的海星不是死后沉到海底的。沃利克立即报告了这一情况，并认为即使没有植物，动物也可以在寒冷漆黑的深海中生存。生物学家仍不愿意相信这种可能性，1868年，苏格兰生物学家C.W.汤姆森乘坐一艘叫“闪电”号的船到深海去打捞，结果从深海中捞出了各种动物，于是争议结束了，小福布斯关于海中生物生存下限的说法被推翻了。C.W.汤姆森想测定海洋到底有多深，1872年12月7日他乘坐“挑战”者号出海，在海上航行了3.5年，航行距离合计12.6万千米。为了测量海洋的深度，“挑战者”号采用了人们长期使用的方法，将长6.4千米缆索的一端系上一个重物，再把缆索放入海中直接到达海底，当时除此以外没有更好的方法。“挑战者”号就这样在370个地方测量了海洋的深度。遗憾的是，这种方法既费力又不精确。
