第11章

此外，本世纪初，有人在非洲东海岸附近的海中发现了一种怪物。据说，这种怪物全身发着蓝光，足足有20米长，身体宽大而平扁，身上还披着一层灰甲，样子十分可怕。

在一些海外奇谈中，涉及海洋上的“巨蟒”、“巨蛇”，这些怪物，着实惊人。从一幅16世纪的铜版画中，我们可以看到一条袭击船只的“巨型海蛇”，其体长超过船身，吞起人来简直像老虎吞蝴蝶。时至今日，关于长达几百米至几千米左右的“巨型海蛇”、“海蟒”的传说，仍为人们津津乐道。

迄今为止，虽然有许多人也目睹过海洋“巨蛇”、“巨蟒”，尽管人们把它说得活灵活现，却始终拿不出令人信服的证据，更别提展示实物让大家一饱眼福了。这海怪究竟是什么动物？

100多年来，海怪之谜吸引着无数的探险家和科学家，他们到处搜寻海怪的踪迹；海怪也引起了一些人的推测，有人把它说成是“巨型海蛇”，有人把它说成是“巨型海蟒”，也有人把它说成是大章鱼或是大王乌贼，还有人把它说成是一种巨型鳗鱼。过去，在世界各地的一些报纸杂志上了经常刊载着海怪遗骸的报道，有些还附有照片，但经专家鉴定后发现，这些怪东西通常是大鲨鱼的尸体。

海水盐度

海水盐度是指海水中全部溶解固体与海水重量之比，通常以每千克海水中所含的克数表示。海水盐度因海域所处位置不同而有差异，主要受气候与大陆的影响。它是研究海水物理、化学性质及其有关过程的一个重要指标。盐度=346+00175（E-P）。还水运动使不同区域中海水主要化学成分含量的差别减小到最低程度，因而其含量具有相对稳定性。

海水氯度

海水氯度是指海水中卤素离子含量的标度。使用银盐容量滴定法测定海水中氯离子时，除氯离子与银离子生成氯化银沉淀外，溴和碘离子也同时生成溴化银和碘化银沉淀。实用上把海水中能与银离子发生沉淀的离子全部当作氯离子。

海水的缓冲容量

海水具有一定的缓冲能力，这种缓冲能力主要是受二氧化碳系统控制的。缓冲能力可以用数值表示，称为缓冲容量。定义为使pH变化一个单位所需加入的酸或碱的量：海水的pH在6～9之间时缓冲容量最大。大洋水的pH变化主要是由CO2的增加或减少引起的。海水的缓冲容量除与CO2有关外，还与H3BO3有关。由于离子的影响，海水的缓冲容量比淡水和NaCl溶液都要大。

海水溶解氧

溶解在海水中的氧是海洋生命活动不可缺少的物质。它的含量在海洋中的分布，既受化学过程和生物过程的影响，还受物理过程的影响。这方面的研究，从19世纪就已经开始。在20世纪初期建立了适合现场分析的温克勒方法，以后进展比较快，至20世纪40年代前后，已取得了关于大洋中氧含量分布的比较完整的资料。

海洋表面微层

海洋表面微层又称海洋微表层，是海洋的表面层或表面膜。海洋水体中的物质不断向表面扩散，或被对流、上升流和上升的气泡带至海洋表面；大气中的物质因沉降作用或随降水而进入海洋表面；细菌等微生物的生化作用和光化学过程，也会在微表层中产生各种有机物质或无机物质，使微表层的化学组成和物理性质与其以下的海水本体不同。

海水微量元素

海水微量元素指海水中浓度等于或低于1毫克／升的元素。除海水常量元素、营养元素、溶解气体外，其余通称为海水微量元素。

海水中微量元素的分成和形成

海水中微量元素的含量很低，广泛地参加海洋的生物化学循环和地球化学循环，微量金属元素在海水中的存在形态有3类：（1）溶解态；（2）胶态；（3）悬浮态。溶解态又分成4种形式：（1）自由金属离子；（2）无机离子对和无机络合物；（3）有机络合物和螯合物；

（4）结合在高分子有机物质上，微量元素的形态、平衡和转移的机理等，在海洋化学中很重要，因此近年来受到重视，特别自20世纪50年代以来由于提出海洋重金属的污染问题，研究工作正在深入进行。

海水中的微量元素处于动态平衡状态，是由岩石的风化作用而被河水及其他途径带入海洋，在海洋中又通过生物、物理化学及地质过程迁移至海底，使其在海洋中的浓度属于相对稳定的状态。但由于工业的发展，矿物的开采，加大了微量元素向海洋的输送量，假如输送的速率大于海洋自然平衡的速率，就会使这些元素在海水中的含量增高，一些有毒的重金属对海洋造成污染，影响海洋生物的生态平衡，从而对人类造成危害。

海水营养盐

溶解于海水中作为控制海洋植物生长因子的元素。主要是一些含量较微的磷酸盐、硝酸盐、亚硝酸盐、铵盐和硅酸盐。海洋植物生存除需要二氧化碳、氧气等气体外，还需要磷、氮、硅、硫、镁、钙等多种元素，以构成其蛋白质和细胞核等物质。海洋中铅直对流和上升流等将富含氮、磷、硅等营养盐的底层海水带至上层，因而，在河口、锋面、寒暖流交汇和上升流等区域，浮游植物生产量高，渔获量也高。

海水中的悬浮物

海水中包括胶粒在内的、分散度不同的各种悬浮物质，它们的粒径一般在几至几百微米之间。为了研究其化学组成，通常用孔径为045微米的过滤膜将其从海水中分离出来。悬浮物包含有机组分和无机组分两类：

（1）有机组分。主要是生物残骸、排泄物和分解物，由纤维素、淀粉等碳水化合物、蛋白质、类脂物质和壳质等所组成。

（2）无机组分。包括石英、长石、碳酸盐和黏土等来自大陆的矿物碎屑，在海水化学过程中所生成的硅酸盐等。

海洋的组成

海洋由四部分组成：（1）海水水体——海洋的主体；（2）海岸——海洋的边缘；（3）海底——托起海水的固体层；（4）海空——海面以上的大气。可见，海洋是一个包括海水、水下、水上的立体概念，由具有固态、液态、气态的三态物质组成，由无机物和有生命的海洋生物并存的复杂的统一体。

海水的密度

海水的密度是指单位体积内海水所包含的质量。海水密度一般在102～107之间，它取决于温度、盐度和压力(或深度)。在低温、高盐和深水压力大的情况下，海水密度大。例如，在大西洋深层冷水中，海水密度就大。而在高温、低盐的表层水域，如赤道表层海水密度就小。一般情况下，由赤道向两极，温度逐渐变低，密度则逐渐变大。到了两极海域，由于水温低，海水结冰，剩下的海水盐分高，所以密度更大。因此，北冰洋附近海域海水密度都很高。

海洋是生命的摇篮

在25亿年以前，地球表面绝大部分是深浅不一的广阔海洋，而陆地的面积很有限。这时在海洋中形成了一种类似蛋白质的有机物质，经过长期的演化和孕育，它们慢慢形成为最原始的生命体。到了大约距今6亿年前，即地质史上的元古生代，海水里的生命活动明显地加强了，除单细胞生物外，已有藻类、海绵类等多细胞生物出现了。到了距今约6～25亿年前的古生代，海水里已经出现了许许多多的动物，如三叶虫、珊瑚等。到古生代的中期，出现了脊椎动物——鱼类。鱼类逐渐演化成两栖类动物，并且逐渐从海洋向陆地发展，直至进化到今天的规模。

近来，天文学家在宇宙尘埃中发现了大量的有机分子；在陨石中还找到了多种氨基酸，这些物质大部分坠入海洋，在海水和阳光的作用下，经过长期演化，在海洋中形成了最初的生命。因此，人们认为生命起源于海洋，海洋是生命的源泉。

海洋——未来的粮仓

蛋白质是构成生物体的最重要的物质，它是生命的基础。现在人类消耗的蛋白质中，由海洋提供的不过5％～10％。令人焦虑的是，20世纪70年代以来，海洋捕鱼量一直徘徊不前，有不少品种已经呈现枯竭现象。用一句民间的话来说，现在人类把黄鱼的孙子都吃得差不多了。要使海洋成为名副其实的粮仓，鲜鱼产量至少要比现在增加十倍才行。美国某海洋饲养场的实验表明，大幅度地提高鱼产量是完全可能的。

在自然界中，存在着数不清的食物链。在海洋中，有了海藻就有贝类，有了贝类就有小鱼乃至大鱼……海洋的总面积比陆地要大一倍多，世界上屈指可数的渔场，大抵都在近海。这是因为，藻生长需要阳光和硅、磷等化合物，这些条件只有接近陆地的近海才具备。海洋调查表明，在1000米以下的深海水中，硅、磷等含量十分丰富，只是它们浮不到温暖的表面层。因此，只有少数范围不大的海域，那儿由于自然力的作用，深海水自动上升到表面层，从而使这些海域海藻丛生，鱼群密集，成为不可多得的渔场。

海洋学家们从这些海域受到了启发，他们利用回升流的原理，在那些光照强烈的海区，用人工方法把深海水抽到表面层，而后在那儿培植海藻，再用海藻饲养贝类，并把加工后的贝类饲养龙虾。令人惊喜的是这一系列试验都取得了成功。

海水起伏最大的海湾

芬迪湾是世界海潮潮差最大的海湾。位于大西洋西北部，在北美洲加拿大东南沿海，呈东北——西南走向。长约150千米，湾口宽50千米，面积9300平方千米。平均深度75米，最大水深214米。芬迪湾名称源于葡萄牙语，有深深的海湾之意。

芬迪湾形状狭长，湾口大，湾顶小，状似喇叭。这种地势便于潮波能量的汇集，在湾顶处集中，水势渲泄不透，隆起而成高潮。其最大潮差21米，成为世界最壮观的涌潮。

海水中溶解盐的分类

对于海水中的溶解盐组分，基本上有三类：一是溶解组分。例如，各种溶解盐类、有机化合物和气体；二是第二相的气泡组分；三是不溶性的无机和有机固体。海水中的溶解物质，又可分两类：电解质和非电解质。电解质溶于水时，产生带电荷的微粒或离子，而非电解质则不然。目前，通过各种技术测定，各大洋海水的主要组分及空间分布是均匀的。人们相信，这种组分是空间均匀趋态，在过去几百年间，已经基本形成，并基本保持不变。

海水中溶解着的元素

海水中溶解着的元素大多是以离子态存在的。这些离子态的元素，可分为阳离子和阴离子两大类，若以某一元素的重量占海水重量的千分比来表示，当盐度为35时，其中最主要的阳离子是按下列顺序排列的。最主要的阳离子平均含量为钠(Na+)1076310-3、镁(Mg2+)129410-3、钙(Ca2+)043210-3、钾(K+)039910-3、锶(Sr2+)000810-3，这5种阳离子总量占海水重量1287610-3。最主要的阴离子为氯化物(Cl-)1935410-3、硫酸盐(SO42-)271210-3、碳酸氢盐(HCO3-)014610-3、溴化物(Br-)006710-3、硼酸盐(H2BO3-)014610-3、氟化物(F-)000110-3，这6种阴离子总量占海水重量的2230010-3。

这11种离子的总量占海水重量的351710-3，为整个海水溶解物质总量的99910-3。除上述元素之外，大洋中还含有天然存在的痕量元素。据计算，每一立方千米的海水中，约含040亿吨固体。其中，食盐(氯化纳)03亿吨、镁140万吨、钾96万吨、溴7万吨、硼酸盐5万吨、碘530吨、铁220吨、铜110吨。

此外，还有一定数量的其他元素。在这些元素之中，由于回收技术等因素的影响，大多数达不到合理的商业生产目标，只有食盐、镁和溴已从海水中大量提取，并投入商业生产。在海水中还有金、镭等元素存在，但因浓度极小，无法进入商业生产，故显得微不足道。然而，就其总量来说，它们仍是个十分可观的数字。

克伦威尔海流

1952年，年轻的美国科学家在伦威尔正，在太平洋赤道海域进行鲔鱼科鱼类生活环境条件的研究。研究考察的方法并不复杂，就是把玻璃浮子用绳子串在一起，布放在16～20千米长的海面上，然后，再从绳子上引出若干钓绳，挂上铅锤和鱼钩沉入海中。这套钓鱼工具白天放下去，晚上收回来，工作是很辛苦的。他选择的这个海区是稳定的东南信风盛行的地方，是向西流动的南赤道海流的流经区。按照通常看法，既然海流是朝西流动的，布下的钓鱼工具应当向西漂。然而，科学家发现，沉到海面下的钓具并不向西漂，而是一反常规地向东漂动着。在赤道海域的表层流下，存在着一支像湾流那样强大而稳定的向东逆流。在地球赤道海域存在着强劲而稳定的南、北赤道流，以及夹在它们中间的赤道逆流，1957人们便把这支海流命名为“克伦威尔海流”，也叫“赤道潜流”。

拉马波海渊

拉马波海渊是世界第五深渊，深度为10680米，在伊豆小笠原海沟内。是美国军舰拉马波号发现的。

锰结核的分布

锰结核一般分布在水深2000～6000米，太平洋里锰结核丰富区位于太平洋北纬6°～20°，西经110°～180°之间，其宽度约200千米，面积约为1080万平方千米。锰结核的海底表层，其形态各异，大小不等，结核表面颜色呈黑色或深棕红色。有的表面较为光滑，有的则呈粒状。资源总量达3万亿吨，具有商业开采潜力的资源总量达700亿吨。它含有70多种元素，如镍、铜、钴等，其总量分别高出陆地上相应储量的几十倍到几千倍，具有很高的经济价值。这里是一个比较平缓的广阔的深海丘陵地带，水深在3200～5900米之间，海底沉积物多为硅质软泥和粘土，有利于锰结核富集。这个海区的75%以上海底为锰结核所覆盖，分布密度在每平方米10千克以上，因此，日本人称这个海区为“锰结核的银座”，美国人则称之为“世界海底锰之路”。

墨西哥湾（暖）流

世界上第一大海洋暖流，亦称墨西哥湾（暖）流。墨西哥湾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，其中的一小部分进入墨西哥湾，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水域。它的厚度为200～500米，流速205米／秒，输送的水量比黑潮大15倍。

生物圈

生物圈，也可以认为是地球上有生命的部分，含有许许多多碳的化合物，例如，煤、石油、天然气、石灰岩和其他的碳酸盐岩，包括介壳、珊瑚礁、泥炭等。这些化合物在不断地生成、转化和分解。它们的关系基本上是由动力学根据不同的对象，产生不同的机制来维持的。

生物圈的因素

这包括4个方面的因素：

（1）海水溶解大量二氧化碳的能力；

（2）它们之间的物理和化学过程；

（3）海洋浮游生物和陆地植物吸收日光能和二氧化碳，并把它们用于光合过程，将二氧化碳转化为有机分子的能力；