海洋的记载

    在海洋的表层与海底表面上都生存着一种被称为“有孔虫”的原生动物。

    前者为浮游性有孔虫，后者为海底有孔虫。冲绳特产“星砂”，即是一种海底有孔虫聚集在一起形成的。星砂有1～2毫米，而每只有孔虫只有0.2～0.5毫米，非常小。

    有孔虫有孔虫外壳大多由碳酸钙（CaCO3）构成。在外壳的形成过程中，海洋中许多宝贵的信息都一起被封存在其中，所以有孔虫的外壳可谓是记载海洋历史的宝库。

    在这些记载中，最宝贵的要属有关地球上“冰川面积”的内容了。

    今天的冰川只存在于南极洲和格陵兰海，而大约25，000年前，在斯堪的纳维亚半岛、欧洲以及北美洲都可见到冰川。那时即所谓的冰川时代。

    那么，那时地球上的冰川到底占多大面积呢？实际上，一只不足1毫米的小小有孔虫的外壳就可以告诉我们答案。

    宇宙中存在的氧原子的相对原子质量大多数为16。但是，在5，000个氧原子中大约会存在1个相对原子质量为18的特殊氧原子。

    有孔虫壳的构造

    化学性质相同，因中子数量不同而导致相对原子质量不同的原子被称为同位体。这两种氧原子分别写成16O、18O。在构成水分子的氧原子中，16O与18O也以5000∶1的比例存在。相对原子质量的不同，则意味着质量的不同。

    所以，16O构成的水分子就会稍轻于18O构成的水分子。这一差异直接影响到水分的蒸发。蒸发是水分子的热运动而引起的，16O较轻，所以蒸发得较多。水分子蒸发后，变成云，最终结成冰聚集在两极。

    换言之，地球上的冰川越多，海水中的16O就会越少。深层海水占海水容量一半以上，其氧原子同位素的比率，大致可代表同时代海水中的平均值。

    栖息于深海中的海底有孔虫，在生成自身的外壳时，碳酸钙中的氧原子同位素比率与海水中的比率相同。

    一只有孔虫外壳中的氧原子同位素的比率，可以通过质谱仪来进行测定。

    根据测定结果就可以知道当时海水中氧原子同位素的比率，从而进一步推测当时地球上冰川的面积。

    另外，海水蒸发形成冰川后，海水变少，海平面降低。海平面的下降值也可间接推出。

    白垩纪时期的海洋

    环境危机是当今人类所面临的最大的问题。其中以因废气的过度排放而引起温室效应，造成地球变暖这一问题尤为严重。

    在漫长的发展历史中，地球曾数次变暖。而最近一次则是在约1亿年前的白垩纪，即恐龙生存的时代。随着研究的不断深化，当时的地球渐渐明朗化。

    在白垩纪，海水淹没了一部分陆地（称为海浸），特别是北美洲、欧洲、北非、中东等地区全被海水浅浅地覆盖。

    白垩纪时期的海洋

    白垩层（白垩纪由此得名）的堆积，也是这次海水大量入侵造成的。

    据推测，当时的海平面比现在高300米。但两极的冰川全部融解也无法弥补这300米的高度差（冰川融解只能使海平面上升70米）。

    板块构造学说认为，海洋板块产生了海岭，从海岭向四周伸展时慢慢冷却、下降。

    海底的深度（d）与年代（t）之间的关系，可以用下面的关系式表示：

    d=2.8+0.35×t（d=千米，t=百万年）

    在白垩纪，火山活动频繁，海底的伸展速度极快。因此，海底不断变浅，而溢出的海水则淹没了陆地。

    结果导致陆地上植物锐减，并且因陆地上可侵蚀风化的面积减少，河流提供给海洋的营养物质也减少，海洋中的浮游生物无法大量生长，也就无法大量吸收空气中的二氧化碳。

    相反，频繁的火山活动，反而产生大量的二氧化碳进入空气中。于是，二氧化碳浓度大幅度上升，所谓的温室效应增强，地球逐渐变暖。于是两极的冰川也全部融化，出现了一个温暖世界，而当时的海洋也随之发生了奇妙的变化。

    在一批形成于白垩纪时期的琥珀中发现了稀有的海洋

    当今的海洋构造可大致分为表层与深海层。深海层的海水大多是北大西洋与南极洲的表层海水冷却后，下沉所致。在1，500～2，000年后与北太平洋之间的循环系统形成。

    但是在白垩纪，南北两极的冰川全变为陆地，表层海水无法冷却，深海层的海水就无法得到补充，因此当时海洋自身的循环被认为处于停滞状态。

    世界范围的黑色有机质泥石层的发现则是国际深海挖掘计划的另一重大成果。换言之，当时的海底大范围地被一层胶状污泥所覆盖。

    在海洋中，大多数有机物是在表层通过光合作用形成的。但在其沉至海底之前，已大部分被细菌所分解。随着分解的不断进行，海水中溶解的氧气被大量消耗，海水停止流动，循环中断，整个海洋处于无氧状态。而有机物的分解也因此暂时停止，有机物质（胶状污泥）才得以堆积到海底。这种黑色有机质泥石层，是现在世界上极其重要的石油来源。

    总而言之，人类利用过去温暖的地球所遗留下来的产物创建了文明，而现在又要释放出当时储存的碳元素，人为地使地球再次温暖起来。

    地球从温暖期至冰河时代

    在白垩纪，存在于古生代后期（3～2亿年前）的超级陆地开始分裂。

    据推测，陆地的分裂是由日益活跃的地幔对流运动引起的，火山爆发则是其直接导火索。前章所讲述的地球温暖期则是其产物。

    在这一时代，由于海底火山运动的影响，热水循环加速，而河流提供的养分又减少，海洋处于缺乏营养的困境中。同时，虽然海洋生物平均数量减少，但由于海洋循环的停滞，有机物得以保存，海底的污泥层不断升高。

    海底火山爆发

    进入新生代后，分裂的陆地开始相互碰撞，形成山脉，即现在的阿尔卑斯山及喜马拉雅山等。海底的火山活动减少，海平面也下降了。山脉的侵蚀风化频繁，河流与泥石流共同作用，把大量的物质运往海中。

    于是，海洋中的养分增多，海洋生物频繁出生。这些生物的频繁活动，又使得在白垩纪上升的大气中二氧化碳的浓度慢慢降低，地球开始变冷，终于两极冰川再次出现，地球进入了冰川时代。据考证，时间应在200万年以前。

    冰川时代开始后，地球公转轨道的变化使得太阳日照量发生周期性变化，从而产生了周期分别为4万年与10万年的冰川异常发达的“冰期”与相对温和的“间冰期”，二者交替重复出现。通过分析以有孔虫为代表的海底堆积物，可以证实这段历史的真实性。

    现在属于间冰期。大约在12万年前，与现在大致相同的间冰期也曾出现过。冰川时代结束，地球迅速变暖。但是，当时的间冰期并未得以长期存在，地球很快又变冷了。

    冰河时代的冰川

    那么，今天的地球又将迎接怎样的命运呢？

    在人类活动进化到全球性的今天，单靠分析过去的环境变化是无法预测地球的明天的。但是，在地球环境的变化过程中，海洋生物对碳循环所起的决定性作用是毋庸置疑的。

    约30亿年前，火山列岛的相互碰撞产生了添加体，从而进一步形成了陆地。伴随着陆地的形成，地球上第一次出现了山脉的风化、河流及泥石流现象，海洋获得了大量的养分，生成了无数光合生物。

    随之，大气中的二氧化碳被吸收，而释放出的氧气成为大气主要的成分。从白垩纪到新生代的转变，究其本质也是这一变化的一种体现。

    其中，海洋生物的数量也至关重要。人类现在正想强制性地搅乱这一变化。今后地球暖化会以何种形式爆发，谁也无法预测。

    有关环境变化历史的研究告诉我们，海洋生物的数量变化与生态系统的变化是不容忽视的。

    蓝色海洋是怎样形成的

    海洋是怎样形成的？海水是从哪里来的？

    对这个问题，目前科学还不能给出最后的答案，这是因为，它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。

    海底世界现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。在运动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。碰撞过程中，星云团块在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地球内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重者下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。在高温下，内部的水分汽化与其他气体一起冲出来，飞升入空中。但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气、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。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢地稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成的。

    地壳经过冷却定型之后，地球就像个久放而氧化了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床和海盆，各种地形一应俱全了。

    在很长的一个时期内，天空中水汽与大气共存于一体，浓云密布，天昏地暗。随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水汽以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均匀，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。

    火山爆发

    原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地成云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了咸水。同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，则有了海藻类生物，在阳光下进行光合作用，产生氧气，慢慢积累的结果是形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。

    总之，经过水量和盐分的逐渐增加，以及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。

    大陆漂移说

    早在1620年，英国人培根就已经发现，在地球仪上，南美洲东岸同非洲西岸可以很完美地衔接在一起。到了1912年，德国科学家魏格纳根据大洋岸弯曲形状的某些相似性，提出了大陆漂移的假说。数十年后，大量的研究表明，大陆的确是漂移的。人们根据地质、古地磁、古气候及古生物地理等方面的研究，重塑了古代时期大陆与大洋的分布。大约在2.4亿年前，地球上的大陆是汇聚在一起的，这个大陆从北极附近延至南极，地质学上叫泛大陆。在泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后，又经过了漫长的岁月，泛大陆开始解体，北部的劳亚古陆和南部的冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋（1.8亿年前）。此后，大陆继续分裂，印度洋陆块脱离澳大利亚一南极陆块，南美陆块与非洲陆块分裂；此时的印度洋、大西洋扩张开始。到了6000万年前，已经出现现代大陆和大洋的格局雏形。以后，澳大利亚裂离南极北上，阿拉伯板块与非洲板块分离，红海、亚丁湾张开，形成现代大洋和大陆的分布格局。

    大陆漂移示意图

    大陆的漂移由扩张的海底也能得到证实。纵贯大洋底部的洋中脊，是形成新洋底的地方；地幔物质上升涌出，冷凝形成新的洋底，并推动先形成的洋底向两侧对称地扩张；海底与大陆结合部的海沟，是洋底灭亡的场所。当洋底扩展移至大陆边缘的海沟处时，向下俯冲潜没在大陆地壳之下，使之重新返回到地幔中去。

    大陆漂移的证据

    从地图上看出，大西洋两岸海岸线弯曲形状非常相似，但细究起来，并不十分吻合。这是因为海岸线并不是真正的大陆边缘，它在地质历史中随着海平面升降和侵蚀堆积作用发生过很大的变迁。1965年，英国科学家布拉德借助计算机，按1000米等深线，将大西洋两缘完美地拼合起来。如此完美的大陆拼合，只能说明它们曾经连在一起。此外，美洲和非洲、欧洲在地质构造、古生物化石的分布方面都有密切联系。例如，北美洲纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系遥相呼应；美国阿巴拉契亚山的海西褶皱带，其东端没入大西洋，延至英国西南部和中欧一带又重出现；非洲西部的古老岩层可与巴西的古老岩层相衔接。这就好比两块撕碎了的报纸，按其参差的毛边可以拼接起来，而且其上的印刷文字也可以相互连接。我们不能不承认，这样的两片破报纸是由一大张撕开来的。

    羊齿植物化石古生物化石，也同样证实大陆曾是连在一起的。比如广布于澳大利亚、印度、南美和非洲等南方大陆晚古生代地层中的羊齿植物化石，在南极洲也有分布。此外，被大洋隔开的南极洲、南非和印度的水龙兽类和迷齿类动物群，具有惊人的相似性。这些动物也见于劳亚大陆。如果这些大陆曾经不是连在一起，很难设想这些陆生动物和植物是怎样远涉重洋、分布于世界各地的。

    板块构造说

    板块构造理论，是从海底研究得出的，是了解地球形态的一把钥匙。

    地球表层是由一些板块合并而成的。这些板块就像浮在海面的冰山，在熔融的地幔岩浆上漂浮运动。所谓板块构造，讲的就是这些坚硬的岩石板块以及它们的运动体系。地球表层主要有六个基本板块。板块坚如磐石，内部稳定，地壳处于比较宁静的环境之中；而板块之间的交界处是地壳运动激烈的地带，经常发生火山喷发、地震、岩层的挤压褶皱及断裂。

    六大板块中，太平洋板块完全由大洋岩石圈组成；而大西洋由洋中央海底山脉分开，一半属于亚欧板块和非洲板块，一半属于美洲板块；印度洋，也由人字形的海底山脉分开，使印度洋洋底分别属于非洲板块、印度板块和南极板块。所以，这些板块是由大洋岩石圈及大陆岩石圈组成，包含了海洋与大陆。

    六大板块的划分板块为什么会运动？它的动力来自何处？目前的科学知识告诉我们，主要是地幔深处的热对流作用。地球深部的核心称地核，它是高温熔融的。它给地核外围的地幔加热，致使温度很高，靠近地核的岩层也熔化。地幔下部的导热性不能有效地将地核的热量散发出去，使热量积聚，致使地幔逐渐升高温度。地幔物质成为塑性状态，形成对流形式的运动。地幔的热对流是在大洋中的海底山脉（又称洋中脊）处上升，沿着海底水平运动，到大洋边缘的海沟岛弧带，经过水平长距离运动后冷却，而沿海沟带下沉，又回到高温的地幔层中消失。

    由于地幔的对流运动，使得漂浮在它上面的板块也被带动做水平运动。所以，地幔的热对流是带动板块运动的传送带。板块从洋中脊两侧各自做分离的运动。这运动的板块最终总会相遇的，相遇时会相互碰撞。当大洋板块与大陆板块相碰撞，大洋板块密度大而且重，就插到大陆板块之下，在碰撞向下插入处就形成大洋边缘的深海沟。假使是两个大陆板块相碰撞，则互相挤压，使两个板块的接触带挤压变形，形成巨大的山系。如喜马拉雅山系就是由于欧亚板块与印度板块挤压而形成的。因此，大洋底部的运动，形成大洋边缘岛弧海沟复杂的地貌，也构成大陆上巨大的山系。板块构造控制了整个地球的地表形态。

    板块运动冲击成的海岸线崎岖美丽的海岸

    海岸是什么？通俗地说，海岸是临接海水的陆地部分。进一步说，海岸是海岸线上边很狭窄的那一带陆地。总之，海岸是把陆地与海洋分开同时又把陆地与海洋连接起来的海陆之间最亮丽的一道风景线。但是，它不是一条海洋与陆地的固定不变的分界线，而是在潮汐、波浪等因素作用下，每天都在发生变动的一个地带。

    红树林海岸

    海岸形成于遥远的地质时代。当地球形成、海洋出现，海岸也就诞生了。蜿蜒曲折的海岸线经历了漫长的变化，才形成今天的模样。变动着的海岸历经沧桑，仿佛一切都已成为遥远的过去，然而通过海洋与陆地留下的古生物化石和侵蚀与堆积的痕迹，人们寻觅到了古海岸线的蛛丝马迹。沿着这些踪迹，无论是高高挂起还是深埋地下的海岸线，都将映入我们的眼帘。我们将一个一个地解开海岸沧桑之谜，科学而又准确地讲述海岸的变迁、预见海岸的未来。

    海岸根据海岸动态可分为堆积性海岸和侵蚀性海岸，根据地质构造划分为上升海岸和下降海岸，根据海岸组成物质的性质，可分为基岩海岸、砂砾质海岸、平原海岸、红树林海岸和珊瑚礁海岸。

    雄伟壮丽的基岩海岸

    由坚硬岩石组成的海岸称为基岩海岸。它轮廓分明、线条强劲、气势磅礴，不仅具有阳刚之美，而且具有变幻无穷的神韵。它是海岸的主要类型之一。基岩海岸常有突出的海峡，在海峡之间，形成深入陆地的海湾。峡、湾相间，绵延不绝，海岸线十分曲折。

    我国的山东半岛、辽东半岛及杭州湾以南的浙、闽、粤、桂、琼等省及台湾地区，基岩海岸广为分布。基岩海岸最为壮观的景象是从海上奔腾而来的巨浪在悬崖峭壁上撞出冲天水柱，发出阵阵轰鸣。

    基岩海岸

    我国的基岩海岸多由花岗岩、玄武岩、石英岩、石灰岩等各种不同山岩组成。辽东半岛突出于渤海及黄海中间，该处基岩海岸多由石英岩组成。山东半岛插入黄海中，多为花岗岩形成的基岩海岸。杭州湾以南浙东、闽北等地的基岩海岸多由花岗岩组成。闽南、广东、海南的基岩海岸多由花岗岩及玄武岩组成。

    碎玉雄砌的卵石海岸

    海滩上堆积大量碎玉般石块的海岸称为卵石海岸。卵石的大小不一，比鹅卵大的、与鸡蛋相似的、比鹌鹑蛋还小的都有。卵石的形状也不相同，浑圆状、椭圆状、长椭圆状都有，其中以椭圆状的居多。它们色彩纷呈，红、黄、灰、黑、白、黑白相间、红黄辉映的应有尽有，美不胜收。许多海边的游人俯首觅石，各取所爱，乐而忘返。

    卵石海岸在我国分布较广，多在背靠山地的海区。辽东半岛、山东半岛、广东、广西和海南都有这种海岸分布。

    形成卵石海岸的物质，来源于两个方面：其一是山地山洪暴发形成的河流所挟带的大量石块；其二是从基岩海岸侵蚀和崩塌下来的碎石。这些石块、碎石长期在波浪的冲击下，原来的棱角被磨平，变得圆滑，堆积起来，就形成了卵石海岸。

    卵石海岸金沙、银沙铺起的沙质海岸

    在夏季酷暑难熬的时候，人们最好的消暑休闲去处当数海滨浴场了。北戴河、南戴河、昌黎黄金海岸、青岛汇泉浴场、北海银滩浴场、海南三亚大东海、亚龙湾皆人满为患。成千上万的人在海中游泳嬉戏，在沙滩上、在太阳伞下静卧的人悠然自得。这些沙滩都是由金色的、银色的沙粒堆积而成。金沙银沙铺起了连绵不绝的沙质海岸。松软的沙滩、绚丽的色调使人们对它一往情深。沙质海岸主要分布在山地、丘陵沿岸的海湾。山地、丘陵腹地发源的河流，携带大量的粗沙、细沙入海，除在河口沉积形成拦门沙外，随海流扩散的漂沙则在海湾里沉积成沙质海岸。

    沙质海岸

    昌黎沿海的沙丘一般高达25～35米，最高可达40米，成为平原上突起的“高山峻岭”。沙丘带的宽度约为2千米，长达40千米，面积约为76平方千米。沙丘向海一侧迎风坡的坡度为6°～8°，向陆地一侧背风坡的坡度达到30°～32°。昌黎一带的沙质海岸是美丽的。金沙银沙堆成的海滨沙丘，在夏日阳光照射下，光彩夺目，分外壮观。人们把昌黎沙质海岸称为黄金海岸。这不仅是因为它具有金子一样的外表，更为重要的是，通过海岸开发来发展旅游业，将会获得丰厚的回报，可谓寸土寸金之地。

    潮滩地貌坦荡无垠的淤泥质海岸

    淤泥质海岸主要是由细颗粒的淤泥组成。它的平均粒径只有0.01～0.001毫米。我国淤泥质海岸分布在渤海的辽东湾、渤海湾、莱州湾及黄海的苏北平原海岸。淤泥质海岸与河流有密切的关系，河流是淤泥质海岸的生命源。有河流存在，淤泥质海岸就兴旺发展；失去了河流，淤泥质海岸就萎缩后退。我国上述的淤泥质海岸与在这里入海的辽河、黄河、海河等有关，特别是黄河，把巨量泥沙搬运入海，在沿海形成广阔平坦的淤泥质海岸。

    淤泥质海岸

    我国的淤泥质海岸坦荡无垠，其坡降在0.5‰左右。高低潮线之间的滩涂宽度一般为3～5千米，宽的地方可超过10千米。淤泥质海岸靠近大潮高潮线的滩地称为高潮滩。那里是整个滩涂地势最高、离海最远的地方。一般高潮时，海水涨不到这一地带，只有在发生大潮或风暴潮时，潮水才能将其淹没。这里裸露的滩面受强烈的蒸发作用的影响，表层脱水干缩，形成许多不规则的裂纹。这些裂纹与龟壳上的图案很相似，因而被称为龟裂纹。滩面脱离海水的时间越久，龟裂现象就越明显，龟裂带的宽度可达几百米。而发生大潮时，海水到达高潮滩，龟裂纹消失，滩面又恢复潮湿平整的面貌。

    层林尽染的红树林海岸

    红树林是生长在海水中的森林，是生长在热带、亚热带海岸及河口潮间带特有的森林植被。它们的根系十分发达，盘根错节屹立于滩涂之中。它们具有革质的绿叶，油光闪亮。它们与荷花一样，出淤泥而不染。涨潮时，它们被海水淹没，或者仅仅露出绿色的树冠，仿佛在海面上撑起的一片绿伞。潮水退去，则是一片郁郁葱葱的森林。

    红树林是生长在海水中的森林

    红树植物有10余种，有灌木也有乔木。因其树皮及木材呈红褐色，因而被称为红树、红树林。红树的叶子不是红色，而是绿色。枝繁叶茂的红树林在海岸形成的是一道绿色屏障。

    红树林发育在潮滩上。这里很少有其他植物立足，唯有红树林抗风防浪，组成独特的红树林海岸。

    红树具有高渗透压的生理特征。由于渗透压高，红树能从沼泽性盐渍土中吸取水分及养料，这是红树植物能在潮滩盐土中扎根生长的重要条件。红树的根系分为支柱根、板状根和呼吸根。一棵红树的支柱根可有30余条。这些支柱根像支撑物体最稳定的三脚架结构一样，从不同方向支撑着主干，使得红树风吹不倒，浪打不倒。这样的红树林，对保护海岸稳定起着重要的作用。

    最有趣的是红树植物繁殖的“胎生”现象。红树植物的种子成熟后在母树上萌发。幼苗成熟后，由于重力作用离开母树下落，插入泥土中。这种“胎生”现象在植物界是很少见的。更使人们惊奇的是，幼苗落入泥中几个小时就可在淤泥中扎根生长。有时从母树落下的幼苗平卧于土上，也能红树林长出根，扎入土中。当幼苗落至水中时，它们随海流漂泊。有时在海水中漂泊几个月，甚至长达一年也未能找到它生长所需的土壤。

    风光绚丽的珊瑚礁海岸

    在蔚蓝色的海面下，盛开着色彩艳丽的“石花”。色彩斑斓的热带鱼在“石花”中欢快地穿梭往来，上下漫游。一簇簇一枝枝红色、绿色、白色的“石花”与大红大紫的鱼群交相辉映。这既是一幅美丽动人的图画，又是一曲海洋生命的礼赞。“石花”学名为珊瑚。它是一种较高级的腔肠动物，是生长在海洋中不能移动的动物。

    珊瑚礁海岸

    珊瑚对生长地有着严格的要求，最适宜生长的海水温度为25℃～29℃。它洁身自好，对于不清净的海水难以忍受。它既不嗜盐如命，又不喜欢清淡的海水，要求海水盐度保持在27‰～35‰。它喜欢海水中具有新鲜而充足的氧气。它生长的深度不超过40～60米。由于珊瑚对生长条件的要求比较严格，所以珊瑚只能生长在具备它所需条件的热带、亚热带海区，以及暖流影响到的温带地区。珊瑚的生长界线，主要在赤道两侧南纬28°到北纬28°之间的海域。

    南沙群岛

    许多死亡的造礁珊瑚骨骼与一些贝壳和石灰质藻类胶结在一起，形成大块具有孔隙的钙质岩体，像礁石一样坚硬，因而被称为珊瑚礁。在浅水形成的近岸珊瑚礁，构成了风光绚丽的珊瑚礁海岸。在我国海岸类型中，珊瑚礁海岸是重要的类型之一。在台湾海峡以南的广东、广西、台湾和海南沿海的一些地区以及东沙、西沙、中沙和南沙群岛等地，珊瑚礁广泛发育。

    星罗棋布的海岛

    有一位老航海家曾经说过：“海洋里的岛屿，像天上的星星，谁也数不清。”这句话形容了世界海岛之多。到目前为止，全世界海洋中岛屿究竟有多少，很难说出一个准确数目来。有人说20万左右，有人说10万左右。哪一种说法更接近呢？这要看你用什么方法和标准去计算。

    岛屿

    在海洋里，有些地方在水面上露出一块几平方米的礁石。有些地方的珊瑚礁像一串串珍珠，散布在海面上，潮水退下时，便露出一排排的礁石；海水涨上来时，便被淹没在水下。如果把这些只要露出海面的礁滩都算作是岛屿的话，那么，说世界上有20多万个岛屿，可能有一定道理。

    海洋里的岛屿，像天上的星星，谁也数不清

    如果根据世界各国出版的地图书中发表的海岛数目统计，世界上有10万个左右的海岛的说法，是有一定根据的。但是，世界各国统计计算的标准、方法也不完全一样：有的把10平方米以上，或100平方米以上的礁石就算作海岛；有的把500平方米，甚至1平方千米以上海洋中的小块陆地才算作岛屿。显然，标准、方法不同，所统计的数目也就不同。如印度尼西亚，它是世界上海岛最多的国家，印尼政府有关部门统计为13000多个，而印尼海军统计为17000多个。一个国家不同部门统计的海岛数目就相差约4，000个。全世界岛屿的面积共约977万平方千米，占陆地总面积的1／15。

    山川秀丽的大陆岛

    什么是大陆岛呢？大陆岛实际是原来大陆的一部分，多分布在离大陆不远的海洋上。大陆岛主要是由陆地局部下沉或海洋水面普遍上升形成的。下沉的陆地，低的地方被海水淹没，高的地方仍露出水面。露出水面的那部分陆地，就成为海岛。我国的舟山群岛、台湾岛、海南岛以及沿海的一台湾岛些小岛，都是这样形成的大陆岛。还有些大陆岛，如新西兰、马达加斯加等，是地质历史上大陆在漂移过程中被甩下的小陆地。大陆岛有大岛也有小岛，在地貌上，大陆岛保持着和大陆相同或相似的特征。

    千姿百态的海洋岛

    海洋自身的岛屿，其物质来源于海底火山熔岩和火山灰或造礁珊瑚的骨骼，在地质结构上与大陆没有关系，一般远离大陆，这种岛叫海洋岛。但我国的海洋岛都位于大陆架或大陆坡阶地上，地质构造与大陆有间接的联系。例如，海底火山形成的澎湖列岛就位于台湾海峡大陆架上，珊瑚岛形成的南海诸岛又位于南海大陆坡上。由于组成海岛的物质结构与大陆不同，海洋岛的地貌形态和植被也独具特色：火山岛呈凸起网锥形，珊瑚岛则呈低平条状，澎湖列岛鸟瞰动植物种类明显少于大陆岛。

    貌似陆地的海底

    海底是地球表面的一部分。海底并非我们想象中那么平坦。倘若沧海真的变成了桑田，你就会发现，海底世界的面貌和我们居住的陆地十分相似：有雄伟的高山、深邃的海沟与峡谷，还有辽阔的平原。世界大洋的海底像个大水盆，边缘是浅水的大陆架，中间是深海盆地，洋底有高山深谷及深海大平原。位于太平洋的马里亚纳海沟深得让人难以置信，如果把世界最高峰放进去，都不会露出水面分毫。

    大陆坡示意图人们通过地震波及重力测量，了解海底地壳的结构。海洋地壳主要是玄武岩层，厚度约为5千米；而大陆地壳主要是花岗岩层，平均厚度为33千米。大洋底一直都在更新和不断成长，每年扩张新生的洋底大约有6厘米。洋中脊，是大洋底隆起的“脊梁骨”，世界大洋中脊总长约为8万千米，约占洋底面积的1／3，海底扩张就从这儿起始。

    海底火山爆发

    根据大量的海深测量资料，人们已清楚知道，海底的基本轮廓是这样的：沿岸陆地，从海岸向外延伸，是坡度不大、比较平坦的海底，这个地带称“大陆架”；再向外是相当陡峭的斜坡，急剧向下直到3000米深，这个斜坡叫“大陆坡”；从大陆坡往下便是广阔的大洋底部了。整个海洋面积中，大陆架和大陆坡占20％左右，大洋底占80％左右。

    海底山脉

    大陆架浅海的海底地形起伏一般不大，上面覆盖着一层厚度不等的泥沙碎石，它们主要是河流从陆地上搬运来的。但是，有的地方，如南北美洲太平洋沿岸、地中海沿岸，山脉紧靠海边，海底地形就比较崎岖陡峭；有的地方，如我国黄海沿岸，大河下游的河口海湾一带，陆地上地势平坦，海底也是起伏不大的宽广的大陆架。

    大洋底部位于几千米的深处。洋底主要是深水的盆地、深海大平原、规模宏大的海底山脉和海底高原，还有一些孤立的洋底火山、巨大的珊瑚岛礁等。这些地形与陆地地形不同，是在海洋中形成的。大洋底部表面覆盖着一层厚度不大的海底沉积物，称为深海软泥。

    海底为什么有这样的轮廓？大陆架、大陆坡与大洋底为什么有如此巨大的差异性呢？这是由海底的地壳构造决定的。

    海底高山

    在整个海底世界，大洋底约占海洋总面积的80％。宏伟的海底山脉、广漠的海底平原、深邃的海沟，上面均覆盖着厚度不一、或红或黑的沉积物，把大洋底装点得气势磅礴、雄伟壮丽。

    大陆架

    大陆架是大陆的自然延伸，坡度一般较小，起伏也不大。世界大陆架总面积为2，700多万平方千米，占海洋总面积的8％，平均宽度约为75千米。大陆架浅海靠近人类的住地，与人类关系最为密切，大约90％的渔业资源来自大陆架浅海。人类自古以来在这里捕鱼、捉蟹、赶海，享“鱼盐之利，舟楫之便”。随着生产的发展，人们又在这里开辟浴场、开采石油，利用这里的阳光、沙滩和新鲜空气，开辟旅游度假区。

    在许多浅海海底有蜿蜒曲折的水下河谷，有趣的是它们常常可以同陆地的河谷相对应起来。像北美的哈德逊水下河谷就很明显，它沿东南方向伸到大西洋底，顶端是浅平的半圆形，向“下游”逐渐变深，最深处在海面以下100米，而谷地两旁的海底深度只有40米。哈德逊水下河谷的下游出口处呈三角形散开，就好像河流入海的宽大河口。在东南亚，苏门答腊与加里曼丹之间的其他大陆架上，有着树枝状的水下河谷系统，一条向北流，一条向南流。两条水下河谷的海底“分水岭”，就是两条微微上凸的海底高地。这两条水下河谷底部都是慢慢地向下游倾斜的，它们的横剖面与平面外形同陆地上的河谷简直一模一样。另外，在欧洲西北部围绕着英伦三岛的一片广阔的大陆架浅海底，也有几条极为海底高地明显的水下河谷。现在地图上的易北河、莱茵河和威悉河都是分开单独入海的，如果把它们各自的水下河谷连接起来，那么可以看到，它们入海后通过各自海底的河谷，向北延伸，最后三条河谷汇合，一起“注入”北海了。从法国、英国注入大西洋的河流，不少是同海底水下河谷相连接的，甚至英吉利海峡的本身，就是一条通向大西洋的海底谷地。

    为什么它们如此地酷似陆地上的河谷？这同大陆架的形成有密切的关系。

    原来，大陆架曾经是陆地的一部分，只是由于海平面的升降变化，使得陆地边缘的这一部分，在一个时期里沉溺在海面以下，成为浅海的环境。

    大陆架上的石油井架大陆坡与峡谷

    由大陆架向外伸展，海底突然下落，形成一个陡峭的斜坡，这个斜坡叫大陆坡。它像一个盆的周壁，又像一条绵长的带子缠绕在大洋底的周围。大陆坡的宽度在各大洋不一样，从十几千米到几百千米，平均宽度约为70千米，坡度为几度至20多度，平均为4°30′，是地球上最绵长、最壮观的斜坡。全球大陆坡总面积约为2，800万平方千米，约占海洋总面积的12％。坡麓横切着许多非常深的大峡谷，称为海底峡谷，规模同陆地上穿过山脉的山涧峡谷相比既深且大。

    大陆架示意图按照地形特点，大陆坡有两种。一种地形比较简单、坡度比较均一，像北大西洋沿北美洲、欧洲及巴伦支海等地的大陆坡。这类大陆坡上半部是个陡壁，岩石裸露缺乏沉积物，向下大约2，000米深处，大陆坡的坡度突然变得非常平缓，深度逐渐增加，成为一个上凹形的山麓地带。顺着大陆坡的斜面上，有一系列互相平行的“海底峡谷”，把大陆坡切开。另一种大陆坡，地形复杂，坡面上有许多凹凸不平的地形，主要分布在太平洋。南海的大陆坡就属于这一类，坡面上常常呈一系列的台阶，是一些棱角状的顶平壁陡的高地，与一些封闭的平底凹地交替着分布。平顶高地上有一些粗大的砾石岩屑，而平底凹地里堆积着一些杂乱的沙子、石块和软泥。这类大陆坡上的海底峡谷谷底也呈阶梯状。除了这两类以外，大河河口外围的大陆坡，常常是坡度比较平坦的，整个斜坡盖满从大河带来的泥沙。

    海底峡谷

    大多数海底峡谷在大陆坡上只存在一段，向上到大陆架，向下到大洋底就消失，与陆地上河流无关。但也有些海底峡谷可以同陆地上的河流联系起来，像北美东海岸的哈德逊海底峡谷，它的源头是哈德逊河，河流注入海洋。在大陆架海底有个浅平的水下河谷，深度在海底以下30米，但宽度有7千米，到大陆架边缘，深度（低于海底）是40米，而宽度达到25千米，显然水下河谷在大陆架是一条笔直的浅平的低洼地。与这水下河谷相接的是大陆坡上的海底峡谷，它从顶部水深150米开始沿大陆坡向下一直到2，400米深的洋底。而它在海底下切的深度，几乎整条海底峡谷都超过1，000米。它的尾端进入2，000多米深的洋底后，就逐渐消失。

    深邃的海沟

    在太平洋西侧，有一系列的群岛自北而南呈弧状排列着。它们是阿留申群岛、千岛群岛、日本群岛、台湾岛、菲律宾群岛、小笠原群岛和马里亚纳群岛等，人们送它们个雅号，叫做“岛弧”。岛弧像一串串珍珠，整齐地点缀在太平洋与它的边缘海之间；岛弧像一队队的哨兵，日夜守卫、警戒在亚洲大陆的周边。

    无独有偶。与岛弧的这种有趣的排列相呼应的是，在岛弧的大洋一侧，几乎都有海沟伴生。诸如阿留申海沟、千岛海沟、日本海沟、琉球海沟、菲律宾海沟和马里亚纳海沟等，几乎一一对应，也形成一列弧形海沟。岛弧与海沟像是孪生姊妹，形影相随，不离不弃；一岛一沟，显得奇特可贵。其他的大洋也有群岛与海沟伴生的现象，如大西洋的波多黎各群岛与波多黎各海沟等；地质构造上也大同小异，不过没有太平洋西部这样集中，也不这么突出和典型罢了。如此有趣的安排，不是上帝的旨意，而是大自然的内在力量的体现，是大洋底与相邻陆地相互作用的结果。

    马里亚纳海沟示意图

    海沟是海洋中最深的地方。它却不在海洋的中心，而偏安于大洋的边缘。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，且多集中在西侧，东边只有中美海沟、秘鲁海沟和智利海沟3条。大西洋有2条，是波多黎各海沟和南桑威奇海沟。印度洋有1条，叫爪哇海沟。

    海沟是海洋中最深的地方

    海沟的深度一般大于6，000米。世界上最深的海沟在太平洋西侧，叫马里亚纳海沟。它的最深点查林杰深渊最大深度为11，034米，位于北纬11°21′，东经142°12′。如果把世界屋脊珠穆朗玛峰移到这里，将被淹没在2，000米的水下。海沟的长度不一，从500千米到4，500千米不等。世界最长的海沟是印度洋的爪哇海沟，长达4，500千米。有些人把秘鲁海沟、智利海沟合称为秘鲁—智利海沟，其长度达5，900多千米。据调查，这两条海沟虽然靠近，几乎首尾相接，但中间有断开，目前尚未衔接起来。海沟的宽度在40～120千米之间，全球最宽的海沟是太平洋西北部的千岛海沟，其平均宽度约为120千米，最宽处大大超过这个数，距离相当于北京至天津那么远，听起来也够宽了，但在大洋底的构造里，算是最窄的地形了。

    大洋中脊

    人有脊梁，船有龙骨。这是人和船成为一定形状的重要支柱。因而人能立于天地之间，船能行于大洋之上。海洋也有脊梁，大洋的脊梁就是大洋中脊，它决定着海洋的成长。

    流星考察船

    1873年，“挑战者”号船上的科学家在大西洋上进行海洋调查，用普通的侧深锤测量水深时，发现了一个奇怪的现象，大西洋中部的水深只有1，000米左右，反而比大洋两侧浅得多。这出乎他们的预料，按照一般推理，越往大洋的中心部位，应该越深。为打消这个疑虑，他们又测了几个点，结果还是如此，他们把这个事实记录在案。1925～1927年间，德国“流星”号调查船利用回声测深仪，对大西洋水深又进行了详细的测量，并且绘出了海图，证实了大西洋中部有一条纵贯南北的山脉。这一发现，引起当时人们的震惊，也吸引了更多的科学家来此调查。大西洋中部的这条巨大山脉，像它的脊梁，因而取名叫“大西洋中脊”。

    大西洋中脊的峰是锯齿形的，分布在大西洋中间，大致与东西两岸平行，呈“S”形纵贯南北。自北极圈附近的冰岛开始，曲折蜿蜒直到南纬40°，长达1.7万千米，宽为1，500～2，000千米不等，约占大西洋的1／3。其高度差别很大，许多地方高出海底5，000多米，平均高度约为3，000多米。高出海面部分，成了岛屿，如冰岛就是大洋中脊高出水面的一部分。这样巨大规模的山脉，是陆地上任何山脉所无法比拟的。更为奇特的是，在大洋中脊的峰顶，沿轴向还有一条狭窄的地堑，叫中央裂谷，宽约为30～40千米，深约为1，000～3，000米。它把大洋中脊的峰顶分为两列平行的脊峰。

    中央裂谷示意图许多观测表明，在中央裂谷一带，经常发生地震，而且还经常地释放热量。这里是地壳最薄弱的地方，地幔的高温熔岩从这里流出，遇到冷的海水凝固成岩。经过科学家研究鉴定，这里就是产生新洋壳的地方。较老的大洋底，不断地从这里被新生的洋底推向两侧，更老的洋底则被较老的推向更远的地方。

    随后，人们在印度洋和太平洋也相继发现了大洋中脊。印度洋中脊呈“人”字形分布，西南的一支绕过非洲南端，与大西洋中脊连接起来；东南走向的一支绕过大洋洲以后，与东太平洋海底隆起的南端相衔接。这两支洋脊在印度洋中部靠拢，在印度洋北部合二为一，并向西北倾斜，构成了一个大大的“人”字形，成为印度洋“骨架”。

    大洋的洋中脊是彼此互相联结的一个整体，是全球规模的洋底山系。它起自北冰洋，纵贯大西洋，与印度洋、太平洋连接，北上直达北美洲沿岸，全长达8万多千米，相当于陆地山脉的总和。

    海底火山与平顶山

    海底火山的分布相当广泛，大洋底散布的许多圆锥山都是它们的杰作。火山喷发后留下的山体都是圆锥形状。据统计，全世界共有海底火山2万多座，太平洋就拥有一半以上。这些火山中有的已经衰老死亡，有的正处在年轻活跃时期，有的则在休眠，不一定什么时候苏醒又“东山再起”。现有的活火山，除少量零散分布在大洋以外，绝大部分在岛弧、中央海岭的断裂带上，呈带状分布，统称海底火山带。太平洋周围的地震火山，释放的能量约占全球的80％。海底火山，死的也好，活的也好，统称为海山。海山的个头有大有小，一两千米高的小海山最多，超过5千米高的海山就少得多了，露出海面的海山（海岛）更是屈指可数了。美国的夏威夷岛就是海底火山的功劳。它拥有面积1万多平方千米，有10万余居民，气候湿润，森林茂密，土地肥沃，盛产甘蔗与咖啡，山清水秀，有良港与机场，是旅游的海底火山胜地。夏威夷岛上至今还留有5个盾状火山，其中冒纳罗亚火山海拔4，170米，它的大喷火口直径达5，000米，常有红色熔岩流出。1950年曾经大规模地喷发过，是世界上著名的活火山。

    海底山有圆顶，也有平顶。平顶山的山头好像是被什么力量削去的。以前，人们也不知道海底还有这种平顶的山。第二次世界大战期间，为了适应海战的要求，需要摸清海底的情况，便于军舰潜艇活动。美国科学家、普林顿大学教授H.H.赫斯当时在“约翰逊”号任船长，接受了美国军方的命令，负责调查太平洋洋底的情况。他带领全舰官兵，利用回声测深仪，对太平洋海底进行了普遍的调查，发现了数量众多的海底山，它们或是孤立的山峰，或是山峰群，大多数成队列式排列着。这是由裂谷缝隙中喷溢而出的火山熔岩形成的。这种奇特的平顶山有高有矮，大都在200米以下，有的甚至在2，000米水下。凡水深小于200米的平顶山，赫斯称它为“海滩”。1946年，赫斯正式命名水深大于200米的平顶山为“盖约特”。

    海底平顶山示意图

    赫斯发现海底平顶山之后，当时非常纳闷。他苦苦思索着：山顶为什么会那么平坦？滚圆的山头到哪儿去了？后来，科学家们经过研究终于解开了这个谜。原来海底火山喷发之后形成的山体，山头当时的确是完整的。如果海山的山头高出海面很多，任凭海浪怎样拍打冲刷，都无法动摇它，因为海山站稳了脚跟，变成了真正的海岛，夏威夷岛就是一例。倘若海底火山一开始就比较小，处于海面以下很多，海浪的力量达不到，山头也安然无恙。只有那些不高不矮、山头略高于海面的，海浪趁它立足不稳，拼命地进行拍打冲刷，年深日久，就把山头削平了，成了略低于海面、顶部平坦的平顶山。

    海底温泉

    现在的海底有无温泉？海底的温泉是什么样子？近20年来，经过科学家反复调查，发现现在的大洋底也有温泉，可惜一般人无法看到。只有等到有朝一日，具备了到大洋底旅游的条件时，大家才可能去一饱眼福。

    1977年10月，美国科学家乘“阿尔文”号深潜器，来到东太平洋海隆的加拉帕格斯深海底，在不断裂谷地进行考察时惊奇地发现：这里的海底上耸立着一个个黑色烟囱状的怪物，它的高度一般为2～5米，呈上细下粗的圆筒状。从“烟囱”口冒出与周围海水不一样的液体，这里的温度高达350℃。在“烟囱”区附近，水温常年在30℃以上，而一般洋底的水温只有4℃。可见，这些海底“烟囱”就是海底的温泉。

    海底黑烟囱

    在如此高温的大洋底，有活着的生物吗？科学家进一步考察，发现在海底温泉口周围，不仅有生物，而且形成了一个新奇的生物乐园：有血红色的管状蠕虫，像一根根红色塑料管，最长的达3米，横七竖八地排列着。它用血红色肉芽般的触手，捕捉、滤食水中的食物。科学家称这里为“深海绿洲”。这是处在水下几千米的海底，没有阳光，不能进行光合作用，没有海藻类植物，这里的动物靠什么生活呢？科学家们研究认为：这里水中的营养盐极为丰富，是一般海底的300倍，比生物丰富的水域也高3～4倍。这里的海洋细菌，靠吞食温泉中丰富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生；然后，海洋细菌又成了蠕虫、虾蟹与蛤的美味。在这个特殊的深海环境里，孕育出一个黑暗、高压下生存的生物群落。

    海洋蠕虫

    温泉，不但养育了一批奇特的海洋生物，还能在短时间内，生成人们所需要的宝贵矿物。那些“黑烟囱”冒出来的炽热的溶液，含有丰富的铜、铁、硫、锌，还有少量的铅、银、金、钻等金属和其他一些微量元素。当这些热液与4℃的海水混合后，原来无色透明的溶液立刻变成了黑色的“烟柱”。经过化验，这些烟柱都是金属硫化物的微粒。这些微粒往上跑不了多高，就像天女散花从烟柱顶端四散落下，沉积在烟囱的周围，形成了含量很高的矿物堆。人们过去知道的天然成矿历史，是以百万年来计算的。现在开采的石油、煤、铁等矿，都是经历了千万年后才形成的。而在深海底的温泉中，通过黑烟囱的化学作用来造矿，大大地缩短了成矿的时间。一个黑烟囱从开始喷发，到最终“死亡”，一般只要十几年到几十年。在短短几十年的时间里，一个黑烟囱，可以累积造矿近百吨。而且这种矿，基本没有土、石等杂质，都是些含量很高的各种金属的化合物，稍加分解处理就可以利用。这是科学家在海底温泉的重大发现。

    海底温泉多在海洋地壳扩张的中心区，即在大洋中脊及其断裂谷中。仅在东太平洋海隆一个长6千米、宽0.5千米的断裂谷底，就发现10多个温泉口。在大西洋、印度洋和红海都发现了这样的海底温泉。初步估算，这些海底温泉，每年注入海洋的热水，相当于世界河流水量的1／3。它抛在海底的矿物，每年达十几万吨。在陆地矿产接近枯竭的时候，这一新发现的价值之重大，就不言而喻了。

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