海洋科普知识资料
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　　带来关于海洋的知识资料，欢迎阅读。
　　海洋的形成
　　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作出最后的答案，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。
　　现在的研究，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。星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温;当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重的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，喷出岩浆与热气。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。
　　地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。
　　在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体;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，水气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，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。
　　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，反复地形云致雨，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，才变成了大体匀的咸水。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，即在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，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，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，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。
　　洋流的产生
　　海里的水总是依照有规律的明确形式流动，循环不息，称为洋流。其中比较有名的是湾流，最狭窄处也宽达50哩，流动时速可达4里，沿北美洲海岸北上，横过北大西洋，调节北欧的气候。北太平洋海流是一道类似的暖流，从热带向北流，提高北美洲西岸的气温。
　　盛行风是使海流运动不息的主要力量。海水密度不同，也是海流成因之一。冷水的密度比暖水高，因此冷水下沉，暖水上升。基于同样原理，两极附近的冷水也下沉，在海面以下向赤道流去。抵达赤道时，这股水流便上升，代替随著表面海流流向两极的暖水。
　　岛屿与大陆的海岸，对海流也有影响，不是使海流转向，就是把海流分成支流。不过一般来说，主要的海流都是沿著各个海洋盆地四周环流的。由于地球自转影响，北半球的海流以顺时针方向流动，南半球的则相反。
　　海水的盐分
　　海水所含的盐分各处不同，平均约为百分之三点五。这些溶解在海水中的无机盐，最常见的是氯化钠，即日用的食盐。
　　有些盐来自海底的火山，但大部分来自地壳的岩石。岩石受风化而崩解，释出盐类，再由河水带到海里去。在海水汽化后再凝结成水的循环过程中，海水蒸发后，盐留下来，逐渐积聚到现有的浓度。
　　海洋所含的盐极多，可以在全球陆地上铺成约厚500呎的盐层。
　　波浪不断在海上翻滚，有时波平如镜，有时却巨浪滔天。除了那些由地震或火山爆发造成的波浪外，波浪多半由吹过海面的风引起，远处暴风雨所搅起的波浪，可能移动数百哩才抵达岸边。
　　浪与浪之间由波峰至槽底的高度，多半不超过10呎。不过在暴风雨中，波浪可能高得惊人;1933年，在太平洋录得的最大波浪高达112呎。
　　大陆架
　　少数像火山岛之类的陆块，边缘会陡峭地落入海中。但在大陆周围，大多数是覆盖著浅浅海水的架形陆块，是大陆的延伸部分，称为大陆架。大陆架通常徐徐向下斜伸至海面下约650呎，然后陡峭地落下到海底。大陆架的陡边称为大陆斜坡。大多数大陆架延伸至离岸约50哩处;有些狭窄得多;不过，西伯利亚北岸的大陆架却宽达800哩，远伸入北极海内。世界大部分渔获，都是来自大陆架上丰饶的水域;各国更声称拥有其海岸以外大陆架的主权，把其中的石油、矿藏和其他货源据为己有。
　　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多之，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。
　　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，撒布在海面，潮水退下时，便露出一排排的礁石，海水涨上来时，有贝淹没在水下。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。
　　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做海岛;有的把500平方米，甚至1平方公里以上海洋中的小块陆地才算岛屿。显然，标准方法不同，所统计的数目也就不同。如，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个。一个国家不同部门统计的海岛数目就相差约4000个。
　　全世界岛屿的面积共约977万平方公里，占陆地总面积的1/15。
　　对海洋的探索
　　研究海洋的科学是海洋学。
　　早在史前人类就已经在海洋上旅行，从海洋中捕鱼，以海洋为生，对海洋进行探索。在航空发展之前，航海是人类跨大陆运输和旅行的主要方式。
　　对深海海底的探索一直到20世纪中才真正开始。虽然今天人类对海洋用潜水球、潜水艇深海还所知甚少。
　　海洋与气候的关系
　　海洋是地球上决定气候发展的最主要的因素之一。海洋本身是地球表面最大的储热体。海流是地球表面最大的热能传送带。海洋与空气之间的气体交换(其中最主要的有水汽、二氧化碳和甲烷)对气候的变化和发展有极大的影响。
　　海洋生态
　　海洋是许多动植物的生活环境。海洋中的绿藻是大气层氧气的主要生产者之一。热带珊瑚礁是地球上物种最丰富的生态系统(甚至比热带雨林还丰富)。人类对于深海生物的了解至今仍知之甚少。
　　海洋拥有许多陆地上没有的动、植物，且种类比陆地繁多。
　　丰富的海洋生物资源
　　随着人口的增加和工业的发展，人均耕地面积正在逐渐缩小。全世界都在关心地球如何养活 人类的问题，其着眼点不能只局限于进一步发展陆地上的农牧业，也要积极开发利用广阔的 海洋。海洋中蕴藏着丰富的生物资源，不仅可以建立海上农牧场进行海水养殖，而且还有许 多有待于我们去开发的用途。
　　海上农牧场 海上农牧厂自80年代起受到各国的重视。最早提出建设海上农牧场，1980 年起便开始实施一项为期9年&海洋腾飞计划&，大力发展海水养殖业，80年代末养殖产量 已超过200万吨，居世界首位。在80年代也投资10多亿美元建立了一个10万亩的海洋农 牧场。前苏联虽以远洋渔业为主，但也不放松海水养殖业，在里海和亚速海投放鲟鱼幼体， 长大后将其回捕，还在远东沿海建立牡蛎、扇贝等养殖场。其他国家在此期间也掀起发展海 水养殖业热。我国近来也注意实施海水养殖，并已成为世界养虾大国。
　　80年代以来世界海水养殖产量以每年10%的速度增长，到80年代末养殖产量估计已超过800万 吨。但从整个海洋渔业看，世界海水养殖的比重还比较小，不到10%，因此还有巨大潜力待 开发。
　　现在正把许多高技术用于鱼类品种的改良上。例如利用遗传基因工程技术，培育、改良鱼虾 贝藻的种苗和幼仔，使其成长快、生命力强、肉质好。
　　1984年美国通过基因重组技术，使贝 类、鲍鱼的养殖产量提高了25%。根据所发现的几种鱼类的生长激素其因，进行了基因分离 和转移实验，1986年成功地将虹鳟鱼生长激素基因转移到鲇鱼中，使鲇鱼养殖周期缩短一半 以上。从南极鱼类中分离抗冻基因，将其转移到大西洋鲑鱼中，增加了鲑鱼的抗寒能力，扩 大了其养殖地区。利用细胞工程进行鱼类性别控制研究，培养出全雌性鲑鱼和对虾、全雄性 罗非鱼等，这对于进行大量人工育种有重大意义。目前正在研究通过控制遗传基因使具有洄 游习性的某种鱼，能对声波和光线作出反应，以便对其进行科学管理。
　　除了进行品种改良外，还把高技术用于建设海洋农牧场中。建立人工鱼礁便是一例。它是为 鱼类建立舒适的家，以吸引更多鱼类到这里来栖息繁衍。人工鱼礁就是把石块、水泥块、废 旧车辆、废旧轮胎等以各种方式堆放在海底，以造成海洋生物喜欢的环境，微小的海洋生物 和海藻会附着它上面，为鱼类提供丰富的饵料。另外，突出于海底的人工鱼礁，会使海水从 底部流向上层，把海底营养丰富的海水带上来增加其肥性，以吸引鱼儿的到来。
　　据估算，在不破坏平衡的条件下，海洋每年可向人类提供30亿吨水产品，以2000年时全球人 口达到63亿计算，每人每年平均可得476千克，每月39千克。单从蛋白质产量看，海洋每年 能生产蛋白质约4亿吨，约为目前人类对蛋白质需要量的7倍。由此可见，海洋对解决人类的 吃饭问题能起何等大的作用。当然，要实现这个目标不是短期内能一蹴而就的。
　　科学有趣的鱼类分类
　　地球上的鱼类大约有2万多种，如何将它们分门别类地区别开来，这既是一个包含生物分类科学的严谨工作，又是一个引人入胜的话题。
　　我们知道，现代分类学上(包括对鱼的分类)采用的等级主要有门、纲、目、科、属、种，必要时还可以补充一些等级，如亚门、总纲、亚纲、总目、亚目、总科、亚科、亚属等。某种生物作为物种是真实存在的，并不是人为地分类划分。自然界有形形色色的各种生物，在大多数情况下，物种之间有明确的界线，而且物种是以种群的形式存在，异种之间存在着生殖隔离。
　　一般说来，生物进化的具体途径有三：一是由一个类群分化为两个差别不大的类群;二是向某一个体特定方向特化，从而引起形态结构上某些方面较大的变化;三是由低等到高等，由简单到复杂，所谓&复化进化&。需要特别指出的是生物的进化彼此间是相互交错的，同时还包括特化与退化两个方面。因此在分类上通常第一个途径用亚种、种、属表示，而部分属、科、目则与第二个途径相符，部分目、纲、门则与第三个途径相符，在对生物分类时。要根据自然的情况。排列合乎实际的自然系统。
　　对鱼的分类方法有两种，一是按鱼的外部形态及习性等方面的一个或几个特征作为分类标准，并不涉及亲缘关系，不考虑鱼的基本结构及演化关系，这是依靠人的主观见解来划分的。另一种是依靠鱼的形态、生态、生理、发生、化石演化关系等知识来分类，这是自然分类法。随着科学技术的发展，在分类学方面还出现了一些新的方法。如细胞分类法、化学分类法、分子分类法等。
　　1844年缪勒第一次将鱼类列为脊椎动物的一个纲，以下分为6个亚纲，14个目。此后，雷根、古德里奇、琼丹又先后用自己的方法对鱼类进行了分类。1955年贝尔格在《现代和化石鱼形动物及鱼类分类学》一书中，将现生和古生鱼类分为12个纲，119个目，每一个纲、目、科都有特征描述，1966年格林伍德、罗逊等人依据胚胎发育、稚鱼是否变态、内部形态解剖，将真骨鱼分成3大类，8个总目，30个目和82个亚目。1971年拉斯将鱼类分为软骨鱼纲和硬骨鱼纲。1994年纳尔逊又对鱼类进行了更为系统的分类，他在《世界鱼类》一书中，根据骨骼学、系统发育学、胚胎学、形态学、比较解剖学、古生物学及比较生物化学的原理,较为完整地对鱼类进行了分类。
　　目前，世界海洋鱼类分为头索动物亚门和脊推动物亚门。在头索动物亚门中的鱼种，脊索和神经管纵贯全身，终生保留，无头颅，无脊椎。无软骨和硬骨，心脏为一能跳动的腹血管。无红血球：具有肝盲囊，肌肉分节：表皮由单层细胞组成。鳃孔众多，开口于围鳃腔。原肾管分节排列，元共同管道，分别开口，具有内柱，无真正的脑，但具两对脑叶及神经，脊髓神经的上下枝不相连接。生殖腺分节排列，并且还没有化石记录。具有这些特征的鱼可在头索动物亚门序列下命名。
　　目前仅文昌鱼属于该亚门。脊椎动物亚门的鱼类分为：无颌总纲、盲鳗纲、头甲形纲;有颌总纲、软骨鱼纲、全头鱼纲、板鳃鱼亚纲、肉鳍鱼纲、腔棘鱼亚纲、孔鳞鱼类与肺鱼亚纲、辐鳍鱼纲、软骨硬鳞鱼亚纲、新鳍鱼亚纲等。属于无颌总纲里的鱼最大特点是口无颌，全世界现存2科，12属，84种;有颌总纲类的海洋鱼类最早是出现于早志留世的棘鱼类。还包括软骨鱼纲(分为2个亚纲，13目，45种，170属，约846种)、肉鳍鱼纲、辐鳍鱼纲(2个亚纲，4个亚组，9个总目，42个目，431科，4075属，23681种)。
　　当你发现某一物种，在历史上尚没有人记载时，就可定为新种，但在定为新种之前，你要查考《动物学记录》(ZoologicalRecord)。由此书找出某一类群的文献题目，再找原文核对鉴定。当你确定新种时，同时要选择模式标本，即新种描述所确定的标本。这种模式标本一般有正模标本(holotype)、副模标本(paratype)、综模标本(syntrpe)、选模标本(lectotype)、补模标本(neotype)等。当你提出发现新种的时候，一定要注明模式标本保存的地点、模式的种类，以便核对。新种定名要在种名之后附上sp.nov或n.sp，意为新种。
　　定种人是按照优先律，谁先创立就用谁的名字，如鲤鱼为林奈所鉴定，则标明Cyprinus Carpio Linnaeus。如果新种命名的发现者误将某新种列为另一属，或是某一属后来又分成若干属，甚至把该种移入另一属，这种原定名仍保留，但要将原建种人的名字放在括弧内。例如梭鱼ugil haematocheila Temminck et Schlegel改为Liza haematocheila(Temminck et Schlegel)。在书写时，门、纲、目、科、属之第一个字母用大写，种名第一个字母用小写。定种人第一个字母用大写，如果两个人合定一种，则在两个人的名字之间写一个et或&表示&和&的意思。
　　世界四大洋
　　地球上的陆地广布四方、彼此隔开，而海水则是四通八达、连成一体，这一连片不断的水体便构成了世界海洋。世界海洋是以大洋为主体，与围绕它所附属的大海共同组成。全世界共有四大洋：太平洋、大西洋、洋和北冰洋。主要的大海共有54个之多，如地中海、加勒比海、波罗的海、红海、南海等等。现在，就让我们对世界的四大洋作一番巡视吧!
　　太平洋
　　太平洋是世界海洋中面积最阔、深度最大、边缘海和岛屿最多的大洋。据较多资料介绍，最早是由探险家巴斯科发现并命名的，&太平&一词即&和平&之意。16世纪，西班牙的航海学家麦哲伦从大西洋经麦哲伦海峡进入太平洋并到达菲律宾，航行其间，天气晴朗，风平浪静，于是也把这一海域不约而同地取名为&太平洋&。太平洋位于亚洲、大洋洲、美洲和南极洲之间，北端的白令海海峡与北冰洋相连，南至南极洲，并与大西洋和印度洋连成环绕南极大陆的水域。太平洋南北的最大长度约15900千米，东西最大宽度约为109900千米。总面积17868万平方千米，占地球表面积的三分之一，是世界海洋面积的二分之一。平均深度3957米，最大深度11034米。全世界有6条万米以上的海沟全部集中在太平洋。太平洋海水容量为70710万立方千米，均居世界大洋之首。太平洋中蕴藏着非常丰富的资源，尤其是渔业水产和矿产资源。其渔获量，以及多金属结核的储量和品位均居世界各大洋之首。
　　大西洋
　　大西洋是世界第二大洋。位于南、北美洲和欧洲、非洲、南极洲之间，呈南北走向，似&s&形的洋带。南北长大约1.5万千米，东西窄，其最大宽度为2800千米。总面积约为9166万平方千米，比太平洋面积的一半稍多一点。平均深度3626米，最深处达9219米，位于波多黎各海沟处。海洋资源丰富，盛产鱼类，捕获量约占世界的五分之一以上。大西洋的海运特别发达，东、西分别经苏伊士运河和运河沟通印度洋和太平洋，其货运量约占世界货运总量的三分之二以上。
　　印度洋
　　印度洋是世界第三大洋。位于亚洲、大洋洲、非洲和南极洲之间。面积约为7617万平方千米，平均深度3397米，最大深度的爪哇海沟达7450米。洋底中部有大致呈南北向的海岭。大部处于热带，水面平均温度20℃一27℃。其边缘海红海是世界上含盐量最高的海域。
　　海洋资源以石油最丰富，波斯湾是世界海底石油最大的产区。印度洋是世界最早的航海中心，其航道是世界上最早被发现和开发的，是连接非洲、亚洲和大洋洲的重要通道。海洋货运量约占世界的10%以上，其中石油运输居于首位。
　　北冰洋
　　北冰洋位于地球的最北面，大致以此北极为中心，介于亚洲、欧洲和北美洲北岸之间，是四大洋中面积和体积最小、深度最浅的大洋。面积约为1479万平方千米，仅占世界大洋面积3.6%;体积1698万立方千米，仅占世界大洋体积的1.2%;平均深度1300米，仅为世界大洋平均深度的三分之一，最大深度也只有5449米。北冰洋又是四大洋中温度最低的寒带洋，终年积雪，千里冰封，覆盖于洋面的坚实冰层足有3～4米厚。每当这里的海水向南流进大西洋时，随时随处可见一簇簇巨大的冰山随波飘浮，逐流而去，就像是一些可怕的庞然怪物，给人类的航运事业带来了一定的威胁。而且，北冰洋还有两大奇观。第一大奇观：就是那里一年中几乎一半的，连续暗无天日，恰如漫漫长夜难见阳光;而另一半日子，则多为阳光普照，只有白昼而无黑夜。由于这样，北冰洋上的一昼一夜，仿佛是一天而不是一年。此外，置身大洋中，常常可见北极天空的极光现象，飘忽不定、变幻无穷、五彩缤纷，甚是艳丽。这是北冰洋上第二大奇观。
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海洋生态环境有何重要性
09-01-02 &匿名提问
由于海水中生活条件的特殊，海洋中生物种类的成分与陆地成分迥然不同。就植物而言，陆地植物以种子植物占绝对优势，而海洋植物中却以孢子植物占优势。海洋中的孢子植物主要是各种藻类。由于水生环境的均一性，海洋植物的生态类型比较单纯，群落结构也比较简单。多数海洋植物是浮游的或漂浮的。但有一些固着于水底，或是附生的。 海洋植物区系的地理分布也服从地带性规律。与陆地植物区系不同的是寒冷的海域区系成分较为丰富，热带海洋中种属反而比较贫乏，这一点与陆地植物区系恰好相反。 海洋生物群落也像湖泊群落一样分为若干带： 1．潮间带 (intertidal) 或沿岸带 (1ittoralzone) 即与陆地相接的地区。虽然该带内的生物几乎都是海洋生物，但那里实际上是海陆之间的群落交错区，其特点是有周期性的潮汐。生活在潮间带的生物除要防止海浪冲击外，还要经受温度和水淹与暴露的急剧变化，发展出许多有趣的形态和生理适应。潮间带的底栖生物又因底质为沙质、岩石和淤泥分化为不同类型。 2．浅海带或亚沿岸带 (neritic 或 sublittoralzone) 包括从几米深到200米左右的大陆架范围，世界主要经济渔场几乎都位于大陆架和大陆架附近，这里具有丰富多样的鱼类。 3．浅海带以下沿大陆坡之上为半深海带 (bathylzone) ，而海洋底部的大部分地区为深海带 (abyssalzone) 深海带的环境条件稳定，无光，温度在0～4℃ 左右，海水的化学组成也比较稳定，底土是软的和粘泥的，压力很大(水深每增10m，压力即增加101.325kPa) 。食物条件苛刻，全靠上层的食物颗粒下沉，因为深海中没有进行光合作用的植物。由于无光，深海动物视觉器官多退化，或者具发光的器官，也有的眼极大，位于长柄末端，对微弱的光有感觉能力。适应高压的特征如薄而透孔的皮肤，没有坚固骨骼和有力肌肉。 4．大洋带 (pelagiczone) 从沿岸带往开阔大洋，深至日光能透入的最深界限。大洋区面积很大，但水环境相当一致，惟有水温变化，尤其是暖流与寒流的分布。大洋缺乏动物隐蔽所，但动物保护色明显。 红树林、珊瑚礁、马尾藻海都属于海洋中特殊的生物群落类型。河口湾是大陆水系进入海洋的特殊生态系统，由于许多河口湾是人类海陆交通要地，受人类活动干扰甚深，也易于出现赤潮，河口湾生态学是一个重要研究领域。
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海洋生态环境是海洋生物生存和发展的基本条件，生态环境的任何改变都有可能导致生态系统和生物资源的变化，海水的有机统一性及其流动交换等物理、化学、生物、地质的有机联系，使海洋的整体性和组成要素之间密切相关，任何海域某一要素的变化（包括自然的和人为的），都不可能仅仅局限在产生的具体地点上，都有可能对邻近海域或者其他要素产生直接或者间接的影响和作用。生物依赖于环境，环境影响生物的生存和繁衍。当外界环境变化量超过生物群落的忍受限度，就要直接影响生态系统的良性循环，从而造成生态系统的破坏。 　　海洋生态平衡的打破，一般来自两方面的原因：一是自然本身的变化，如自然灾害。二是来自人类的活动，一类是不合理的、超强度的开发利用海洋生物资源，例如近海区域的酷渔滥捕，使海洋渔业资源严重衰退；另一类是海洋环境空间不适当地利用，致使海域污染的发生和生态环境的恶化，例如对沿海湿地的围垦必然改变海岸形态，降低海岸线的曲折度，危及红树林等生物资源，造成对海洋生态环境的破坏。海洋生物多样性的减少，是人类生存条件和生存环境恶化的一个信号，这一趋势目前还在加速发展的过程中，其影响固然直接危及当代人的利益，但更为主要的是对后代人未来持续发展的积累性后果。因此，只有加强海洋生态环境的保护，才能真正实现海洋资源的可持续利用。
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学科简介　　海洋科学是研究海洋的自然现象、性质及其变化规律，以及与开发利用海洋有关的知识体系。它的研究对象是占地球表面71%的海洋，包括海水、溶解和悬浮于海水中的物质、海洋中的生物、海底沉积和海底岩石圈，以及海面上的大气边界层和河口海岸带等。 　　海洋科学的研究领域十分广泛，其主要内容包括对海洋的物理、化学、生物和地质过程的基础研究，海洋资源开发利用，以及海上军事活动等的应用研究。　　由于海洋本身的整体性、海洋中各种自然过程相互作用的复杂性和主要研究方法、手段的共同性而统一起来，使海洋科学成为一门综合性很强的科学。　　在太阳系的行星中，地球处于“得天独厚”的位置。地球的大小和质量、地球与太阳的距离、地球的绕日运行轨道以及自转周期等因素相互的作用和良好配合，使得地球表面大部分区域的平均温度适中(约15℃)，以致它的表面同时存在着三种状态(液态、固态和气态)的水，且绝大部分是以液态海水的形式形成一个全球规模的含盐水体——世界大洋。因此，我们的地球又称为“水的行星”。　　全球海洋总面积约3.6亿平方公里，约占地表总面积的71%。全球海洋的平均深度约3800米，最大深度11,033米。全球海洋的容积约为13.7亿立方公里，占地球总水量的97%以上。如果地球的地壳是一个平坦光滑的球面，那么就会是一个表面被2600多米深的海水所覆盖的“水球”。　　世界海洋每年约有50.5万立方公里的海水在太阳辐射作用下被蒸发，向大气供应87.5%的水汽。从海洋或陆地蒸发的水汽上升凝结后，又作为雨或雪降落在海洋和陆地上。陆地上每年约有4.7万立方公里的水在重力的作用下，或沿地面注入河流，或渗入土壤形成地下水，最终注入海洋，从而构成了地球上周而复始的水文循环。　　海水是—种含有多种溶解盐类的水溶液。在海水中，水占96.5%左右，其余则主要是各种各样的溶解盐类和矿物，还有来自大气中的氧、二氧化碳和氮等溶解气体。世界海洋的平均含盐量约2.5%，而世界大洋的总盐量约为4.8亿亿吨。假若将全球海水里的盐分全部提炼出来，均匀地铺在地球表面上，便会形成厚约40米的盐层。　　目前在海水中已发现的化学元素超出80种。组成海水的化学元素，除了构成水的氢和氧以外，绝大部分呈离子状态，主要有氯、钠、镁、硫、钙、钾、溴、碳、锶、硼、氟等11种，它们占海水中全部溶解元素含量的99%；其余的元素含量甚微，称为海水微量元素。　　溶解于海水中的氧、二氧化碳等气体，以及磷、氮、硅等营养盐元素，对海洋生物的生存极为重要。海水中的溶解物质不仅影响着海水的物理化学特征，而且也为海洋生物提供了营养物质和生态环境。　　海洋对于生命具有特别重要的意义。海水中主要元素的含量和组成，与许多低等动物的体液几乎一致，而一些陆地高等动物，甚至人的血清所含的元素成分也与海水类似。研究证明，地球上的生命起源于海洋，而且绝大多数的动物生活在海洋中。在陆地上，生物集中栖息在地表上下数十米的范围内，可是在海洋中，生物栖息范围可深达一万米。因此，研究生命起源的学者把海洋称作“生命的摇篮”。　　海洋作为地球水圈的重要组成部分，同大气圈、岩石圈以及生物圈相互依存，相互作用，成为控制地球表面的环境和生命特征的一个基本环节。　　由于水具有很高的热容量，因此世界海洋是大气中水汽和热量的重要来源，并参与整个地表物质和能量平衡过程，成为地球上太阳辐射能的一个巨大的储存器。在同一纬度上，由于海陆反射率的固有差异，海面单位面积所吸收的太阳辐射能约比陆地多25～50%。因此，全球大洋表层海水的年平均温度要比全球陆地上的平均温度约高10℃。　　由于太阳辐射能在地球表面上分布的固有差异，赤道附近的水温显著地高于高纬度海区，因此，在海洋中导致暖流从赤道流向高纬度、寒流从高纬度流向赤道的大尺度循环。从而引起能量重新分布，使得赤道地区和两极的气候不致过分悬殊。　　海面蒸发产生的大量水汽，可被大气环流及其他局部空气运动携带至数千公里以外，重新凝结成雨雪降落到所有大陆的表面，成为地球表面淡水的源泉。由此可见，海洋对全球天气和气候的形成，以至地球表面形态的塑造都有深远的影响。　　海洋中的动物约16～20万种，植物一万多种。海洋中的生物，如同整个生物圈中的生物一样，绝大多数直接地或间接地依赖于光合作用而生存。海洋生物由海洋光合植物、食植性动物和食肉性动物逐级依赖和制约，组成了海洋食物链。　　海洋作为一个物理系统，其中发生着各种不同类型和不同深度的海水运动和过程，对于海洋中的生物、化学和地质过程有着显著的影响。海水运动按其成因，大致分为：海水密度变化产生的“热盐”运动，如海面蒸发、冷却和结冰，以及海水混合等；海面风应力驱动形成的风生运动，如风海流和风生环流等；天体引力作用产生的潮汐运动；海水运动速度切变产生的湍流运动；各种扰动产生的波动，如风浪、惯性波和行星波等。　　海洋是生物的生存环境，海水运动等物理过程会导致生物环境的改变。因此，不同的流系、水团具有不同的生物区系和不同的生物群落。海水运动或波动是海洋中的溶解物质、悬浮物和海底沉积物搬运的重要动力因素，因此，海洋中化学元素的分布和海洋沉积，以及海岸地貌的塑造过程都是不能脱离海洋动力环境的。反过来，海水的运动状况也与特定的地理环境、化学环境有关。这就是海洋自然环境的统一性的具体表现。　　大洋地壳作为全球地壳的一个结构单元，具有不同于大陆地壳的一系列特点。陆壳较轻、较厚，比较古老；洋壳较重、较薄(缺失花岗岩层)，相对年轻。在地壳的均衡作用下，陆壳质轻而浮起，洋壳质重而深陷。地球之所以存在着如此深广的海洋，是与洋壳的物质组成有关的。　　由于海水的覆盖，海底地壳是难以直接观察的。近半个世纪以来，深海考察发现了海洋中有深度超过万米的海沟，长达上千公里的断裂带以及众多的海山：而给人印象最深的是存在着一条环绕全球、纵贯大洋盆地、延伸达80000公里的水下山脉体系。这条水下山脉纵贯大西洋和印度洋的洋盆中部，所以称为大洋中脊。在大洋中脊顶部发育有一条被断裂带错开的纵向的大裂谷，称为中央裂谷。　　20世纪70年代以来，海洋学者乘坐潜水器考察大洋中脊和裂谷，发现从裂谷底喷涌出来的热泉。原来，冷海水沿裂隙渗入炽热的新生洋壳内部，变成热海水，热海水和洋壳玄武岩之间发生强烈的化学反应。玄武岩中的铁、锰、铜、锌等被淋滤出来进入热海水，从而喷出富含金属的热泉。由河流带入海洋中的镁、硫酸根，在上述过程中也大部分被中脊轴部的洋壳所吸收。据估计，沿着八万公里长的大洋中脊只需800～1000万年，与世界海洋等量的海水就可以经过脊轴洋壳循环一遍。这对于海水化学成分的演化，产生了十分深远的影响。　　总之，海洋中发生的各种自然过程，在不同程度上同大气圈、岩石圈和生物圈都有耦合关系，并且同全球构造运动以及某些天文因素密切相关，这些自然过程本身也相互制约，彼此间通过各种形式的物质和能量循环结合在一起，构成一个具有全球规模的、多层次的海洋自然系统。正是这样一个系统，决定着海洋中各种过程的存在条件，制约着它们的发展方向。　　海洋科学研究的目的，就在于通过观察、实验、比较、分析、综合、归纳、该绎以及科学抽象方法，去揭示这个系统的结构和功能，认识海洋中各种自然现象和过程的发展规律，并利用这些规律为人类服务。海洋学简史　　人类认识海洋的历史，是在沿海地区和海上从事生产活动开始的。古代人类已具有关于海洋的一些地理知识。但直到19世纪70年代，英国皇家学会组织的“挑战者”号完成首次环球海洋科学考察之后，海洋学才开始逐渐形成为一门独立的学科。20世纪50～60年代以后，海洋学获得大发展，形成为一门综合性很强的海洋科学。　　从古代到18世纪末是海洋知识的积累时期，也是海洋学萌芽时期。　　在科学不发达的古代，人们对海洋自然现象的认识和探索，主要依靠很不充分的观察和简单的逻辑推理。虽然当时只限于直观地、笼统地把握海洋的一些性质，但也提出了不少精彩的见解。例如，公元前7～前6世纪古希腊的泰勒斯认为，水是万物的本源，而大地则浮在浩瀚无际的海洋之中。公元前11～前6世纪中国的《诗经》中，已有江河“朝宗于海”的记载。公元前四世纪，古希腊思想家中知识最渊博的亚里士多德在《动物志》中，已描述和记载170多种爱琴海的动物。公元一世纪，中国东汉王充曾科学地指出了潮汐运动和月亮运行的对应关系。　　从15世纪到18世纪末，自然科学和航海事业的发展，促进了海洋知识的积累。这时的海洋知识以远航探险等活动所记述的全球海陆分布和海洋自然地理概况为主。　　年中国明朝郑和率领船队七次横渡印度洋；年意大利航海家哥伦布4次横渡大西洋，并到达美洲；年葡萄牙航海家麦哲伦等完成了人类历史上第一次环球航行；年英国库克在海洋探险中最早进行科学考察，取得了第一批关于大洋表层水温、海流和诲深以及珊瑚礁等资料。　　这些活动和成果，不仅使人们弄清了地球的形状和海陆分布的大体形势，而且直接推动了近代自然科学的发展，为海洋学各个主要分支学科的形成奠定了基础。如1670年英国玻意耳研究海水含盐量和海水密度的变化关系，开创了海洋化学研究；1674年荷兰列文虎克在荷兰海域最先发现原生动物；1687年，英国牛顿用引力定律解释潮汐，奠定了潮汐研究的科学基础；1740年瑞士科学家贝努利提出潮汐静力学理论；1772年法国拉瓦锡首先测定海水成分；1775年法国拉普拉斯首创大洋潮汐动力学理论，等等。　　19世纪初到20世纪中，机器大工业的产生和发展，有力地促进了海洋学的建立和发展。　　英国科学家、生物进化论的创始人达尔文在 年随“贝格尔”号环球航行，对海洋生物、珊瑚礁进行了大量研究，于1842年出版《珊瑚礁的构造和分布》，提出了珊瑚礁成因的沉降说；于1859年出版《物种起源》，建立了生物进化理论。　　英国生物学家福布斯在19世纪40、50年代提出了海洋生物分布分带的概念，出版了第一幅海产生物分布图和海洋生态学的经典著作《欧洲海的自然史》。美国学者莫里为海洋学的建立作出了更为显著的贡献，其1855年出版的《海洋自然地理学》被誉为近代海洋学的第一本经典著作。　　年，英国“挑战者”号考察被认为是现代海洋学研究的真正开始。“挑战者”号在12万多公里航程中，作了多学科综合性的海洋观测，在海洋气象、海流、水温、海水化学成分、海洋生物和海底沉积物等方面取得大量成果，使海洋学从传统的自然地理学领域中分化出来，逐渐形成独立的学科。　　年，德国“流星”号在南大西洋的科学考察，第一次采用电子回声测深法，测得七万多个海洋深度数据等资料，揭示了大洋底部并不是平坦的，它像陆地地貌一样变化多端。同时，海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学等各基础分支学科的研究也取得显著进展，发现和证实了一些海洋自然规律。　　1957年，海洋研究科学委员会(SCOR)和1960年政府间海洋学委员会(IOC)的成立，促进了海洋科学的迅速发展。美国的深潜器“的里雅斯特2”号1960年曾深潜到10919米的海洋深处，美国核潜艇“鹦鹉螺”号1950年从冰下穿越北极，表明海洋的任何部分都能为人类所征服。但是，1963年美国潜艇“脱粒机”号和1960年“蝎子”号失事，全体乘员丧生，又从反面证明海洋环境仍然是难以掌握的。事实上，从技术的角度来说，人类要在深海海底上行走比在月球上漫步还要困难。　　现代海洋学对于具体的海洋自然现象或特定海区的研究，普遍地从传统的静态定性描述和简单的因果分析向着动态定量分析发展，重视基础理论、现场实验和功能模拟研究。　　海洋科学各分支学科之间、海洋科学和相邻基础科学之间的相互结合、相互渗透，并逐步形成了一系列跨学科的有高度综合性的研究课题。例如，海洋-大气相互作用和长期气候预报、海洋生态系统、海洋中的物质循环和转化、洋底构造以及有关海洋与地球的起源，海洋生命起源这样一些根本问题。　　深海钻探和海洋地球物理探测技术的发展，使海洋科学(特别是海洋地质学)以及地球科学的研究方法和理论出现新的突破。例如，被誉为20世纪地球科学最重大成就之一的板块构造理论，主要就是通过对海洋地质和地球物理探测成果的研究建立起来的。　　20世纪60年代以来海洋科学中所有的重大进展都同新的观测仪器、研究手段和方法的研制成功，以及广泛而密切的国际合作有关。例如，卓有成效的海洋观测，数据传输、处理系统的应用，航天遥感、遥测技术和水声技术的应用，国际地球物理年、国际印度洋考察、黑潮及邻近水域的合作研究、国际海洋考察十年、全球大气研究计划大西洋热带实验、深海钻探计划，以及世界(海洋科学)资料中心的建立等国际性海洋科学合作研究。海洋学研究的特点　　海洋科学具有明显的区域性特征，即使是同一区域，海洋、水文、化学要素及生物分布也是互相各异、多层次性的。因此，很难在实验室里对各类海洋现象和过程，以及它们之间的相互作用进行精细的实验，也不能只靠数学分析和数学模拟来进行研究，而是要充分利用科学设备在自然条件下进行观察研究。　　直接的观察研究，既为实验室研究和数学研究的模式提供确切的可靠资料，又可以验证实验室和数学方法研究结论的可靠性。因此，在自然条件下进行长期的、周密的、系统的海洋考察是海洋科学研究的基本方法。　　在海洋科学研究中，海洋观测仪器和技术设备起着重要的作用，有时甚至是决定性的作用。海水深而广，具有大密度和流动性，给人们的直接观测带来极大困难。从海面向下大约每增加10米，压力就要增加一个大气压，在万米深处，海水的压力作用可以把潜水钢球的直径压缩几个厘米，人类很难在这样大的深处活动。即使在海洋上层，海水处于不断的流动和波动状态，依靠一个点上的观测资料，也很难说明面上的情况。因此，只有大力发展海洋观测仪器和技术设备，才能取得所需要的大量海洋资料，以推动海洋科学的发展。　　20世纪60年代以来，海洋科学的发展表明，几乎所有主要的重大进展都和新的观察实验仪器、装备的建造，新的技术的发明和应用，观察实验的精度，以及数据处理能力的提高有紧密关系。例如，浮标观测技术、航天遥感技术和计算技术的应用，促成了关于海洋环流结构、海-气相互作用、中尺度涡旋、锋区、上升流、内波和海洋表面现象等理论和数值模型的建立；回声测深、深海钻探、放射性同位素和古地磁的年龄测定、海底地震和地热测量等新技术的兴起和发展，对海底扩张说和板块构造说的建立作出了重要贡献。　　海洋科学的观察主要是在自然条件下进行的，因而受到自然条件的限制。各种海洋现象和过程，有的“时过境迁”，有的“浩瀚无际”，有的因时间尺度太长，短时间的观测资料不足以揭示其历史演变规律。加之其中各种作用相互交叉、随机起伏，因此在自然条件下的观察只能获得关于海况的一些片断的、局部的信息。即使获得某一海区近百年的海况和海洋生物种群动态的观测序列，那也只是整个海洋生态环境和生物种群动态总体中的一个小小的样本。　　所以在海洋科学研究中比较着重于从信息论、控制论和系统论的观点，研究海洋现象和过程的行为与动态，并根据已有的信息，通过系统功能模拟模型进行研究，对未来海况作出预测。分支学科　　海洋科学研究和科学理论呈现出日益增强的整体化趋势。随着海洋科学的发展，揭示的海洋现象越来越多，因此学科的划分也就越来越细，研究领域也越来越广。近几十年来对海洋现象和过程的深入研究发现，各分支学科之间是彼此依存、相互交叉、相互渗透的，每一分支学科只有在整个海洋科学体系的相互联系中才能得到重大发展。　　现代海洋科学的研究体系，大体可以分为基础性学科研究和应用性技术研究两部分。基础性学科是直接以海洋的自然现象和过程为研究对象，探索其发展规律。应用性技术学科则是研究如何运用这些自然规律为人类服务。　　海洋中发生的自然过程，按照内秉属性，大体上可分为物理过程、化学过程、地质过程和生物过程四类，每一类又是由许多个别过程所组成的系统。对这四类过程的研究，相应地形成了海洋科学中相对独立的四个基础分支学科：海洋物理学、海洋化学、海洋地质学和海洋生物学。　　海洋物理学是以物理学的理论、技术和方法研究发生于海洋中的各种物理现象及其变化规律的学科。主要包括物理海洋学、海洋气象学、海洋声学、海洋光学、海洋电磁学、河口海岸带动力学等。　　物理海洋学主要研究海水的各类运动(如海流、潮汐、波浪、行星波、湍流和海水层的微结构等)，海洋同大气圈和岩石圈的相互作用规律，海洋中声、光、电的现象和过程，以及有关海洋观测的各种物理学方法。　　海洋化学是研究海洋各部分的化学组成、物质分布，化学性质和化学过程的学科。研究的内容主要是海洋水层和海底沉积以及诲洋一大气边界层中的化学组成、物质的分布和转化，以及海洋水体。海洋生物体和海底沉积层中的化学资源开发利用中的化学问题等。海洋化学包括化学海洋学和海洋资源化学等分支。　　海洋地质学是研究地球被诲水淹没部分的特征和变化规律的学科。主要研究内容为：海岸和海底地形，海洋沉积的组成和形成过程，大洋地层学、洋底岩石的岩性、矿物和地球化学，海底地壳构造和大洋地质历史，海底的热流、重力异常、磁异常和地震波传播速度等地球物理特性。海洋地质学当前研究的重大课题是海底矿产资源的分布和成矿规律，大陆边缘(包括岛弧——海沟系)和大洋中脊为主的板块构造，以及古海洋学等。　　海洋生物学是研究海洋中一切生命现象和过程及其规律的学科，主要研究海洋中生命的起源和演化，海洋生物的分类和分布、形态和生活史、生长和发育、生理和生化、遗传，特别是生态的研究，以阐明海洋生物的习性和特点与海洋环境之间的关系，揭示海洋中发生的各种生物学现象及其规律，为开发、利用和发展海洋生物资源服务。海洋生物学包括生物海洋学、海洋生态学等分支学科。　　如同自然科学中的其他学科一样，海洋科学的各个基础分支学科不仅互相联系，互相依存，而且互相渗透，不断萌生出许多新的分支学科，如海洋地球化学、海洋生物化学、海洋生物地理学、古海洋学等。　　另一方面，海洋科学的研究，特别是在早期，具有明显的自然地理学方向，着重于从自然地理的地带性和区域性的角度研究海洋现象的区域组合和相互联系，以揭示区域特点、区域环境质量、区域差异和关系，形成了区域海洋学。　　由于现代科学技术发展很快，海洋资源开发技术与日俱新，因此需要专门研究如何把基础理论研究成果应用到实践中去，解决生产技术问题。这样，在海洋科学研究中就逐渐分化出一系列技术性很强的应用学科和专业技术研究领域。　　如海洋工程，它始于为海岸带开发服务的海岸工程。到了20世纪后半期，世界人口和经济迅速增长，人类对蛋白质和能源的需求量也急剧增加，因此海洋工程又增加了深海采矿、经济生物的增养殖、海水淡化和综合利用、海洋能的开发利用、海洋水下工程、海洋空间开发等内容。　　海洋科学研究成果的应用，由于服务对象不同，还相应地形成一些相对独立的应用性学科，如海洋水文气象预报、航海海洋学、渔场海洋学、军事海洋学等。　　但是，如同其他自然科学研究一样，任何学科分类和体系都不是最终的封闭系统，随着对海洋研究的深化和扩展，海洋科学的学科分类和体系将不断地有所更新和发展。 　　海和洋的区分　　广阔的海洋，从蔚蓝到碧绿，美丽而又壮观。海洋，海洋。人们总是这样说，但好多人却不知道，海和洋不完全是一回事，它们彼此之间是不相同的。那么，它们有什么不同，又有什么关系呢？　　洋，是海洋的中心部分，是海洋的主体。世界大洋的总面积，约占海洋面积的89%。大洋的水深，一般在3000米以上，最深处可达1万多米。大洋离陆地遥远，不受陆地的影响。它的水温和盐度的变化不大。每个大洋都有自己独特的洋流和潮汐系统。大洋的水色蔚蓝，透明度很大，水中的杂质很少。世界共有4个，即太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋。　　海，在洋的边缘，是大洋的附属部分。海的面积约占海洋的11%，海的水深比较浅，平均深度从几米到二三千米。海临近大陆，受大陆、河流、气候和季节的影响，海水的温度、盐度、颜色和透明度，都受陆地影响，有明显的变化。夏季，海水变暖，冬季水温降低；有的海域，海水还要结冰。在大河入海的地方，或多雨的季节，海水会变淡。由于受陆地影响，河流夹带着泥沙入海，近岸海水混浊不清，海水的透明度差。海没有自己独立的潮汐与海流。海可以分为边缘海、内陆海和地中海。边缘海既是海洋的边缘，又是临近大陆前沿；这类海与大洋联系广泛，一般由一群海岛把它与大洋分开。我国的东海、南海就是太平洋的边缘海。内陆海，即位于大陆内部的海，如欧洲的波罗的海等。地中海是几个大陆之间的海，水深一般比内陆海深些。世界主要的海接近50个。太平洋最多，大西洋次之，印度洋和北冰洋差不多。　　海洋的形成　　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作出最后的答案，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。　　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。星云团块碰撞过程中，在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，使原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重的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，喷出岩浆与热气。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成了。　　地壳经过冷却定形之后，地球就像个久放而风干了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床、海盆，各种地形一应俱全了。　　在很长的一个时期内，天空中水气与大气共存于一体；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，水气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，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。　　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，反复地形云致雨，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，才变成了大体匀的咸水。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，即在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，有了海藻类，在阳光下进行光合作用，产生了氧气，慢慢积累的结果，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，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。
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