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Shipping in Hong Kong harbor
中國的珠江三角洲有著世界上最繁忙的幾個港口,海洋在人類的發展和貿易中扮演了極其重要的角色

,是占地球表面積70.8%的鹹水[1]海洋調節著地球的氣候並在水循環碳循環氮循環發揮了中的極其重要的作用。儘管人類從史前時期就開始在大海中旅行並探索未知的海域,但現代海洋學研究始於19世紀70年代英國挑戰者號遠征[2]海通常被劃分為四個或五個大的部分,如太平洋,被稱為大洋,而較小的部分,如地中海,被稱為海。

由於大陸漂移,現今北半球幾乎是被陸地和海洋平分(約2:3的比例),而南半球多是海洋 (約1:4.7的比例)。[3] 開闊海域的海水鹽分約為3.5%,不同的水域鹽分有所不同。海水的固體組成約為85%為。深海的洋流是由鹽度和溫度的差異而產生,海面的洋流是海浪間的摩擦而產生,但這些都被陸地和地球自轉所影響(科里奧利力)。

以往海平面的變化留下了大陸棚,也就是靠近陸地,海水深度較淺的區域。此區域的海水有豐富的養份,因此可以滋養海洋生物,也是人類食物的來源之一,稱為海鮮。海鮮主要以為主,也包括貝類海洋哺乳動物海藻,可能是捕獲的,也可能是人工養殖。在熱帶珊瑚礁附近的海域是多樣性最高的區域。以往常在海上捕鯨,但鯨魚的數量減少,因此訂定了《國際捕鯨公約英語International Convention for the Regulation of Whaling》,並且成立國際捕鯨委員會,自1986年起暫停大部份的商業捕鯨行為。海洋中的生物不都生長在陽光照射的到的水域,甚至在海底深處,壓力很大的超深淵帶也有生物,其營養來源來自深海熱泉,形成獨特的生態系統,這類生物稱為嗜極生物。在無生源論中,生命起源可能是來是海洋,海洋微生物墊英語microbial mat符合地球大氣大氧化事件,而動物及植物的起源也都來自海上。

定義[編輯]

地球上的海洋及其各部分的聯繫

是指地球上與相互連接的水域系統,包括國際航道測量組織命名的四個大洋[4]大西洋太平洋印度洋北冰洋—和南冰洋及其所包含的水域。[5]

物理學[編輯]

地球是已知唯一表面由液態水覆蓋的行星[6](p22),儘管火星擁有冰蓋且其他行星可能擁有海洋,[7]地球上的水的來源尚不明確。從太空遙望,地球是一塊包括海洋,冰蓋雲層的「藍色大理石」。[8]地球上擁有13.6億立方千米的水資源,約97.2%的海水[9][註 1]覆蓋著地球70%以上的表面[6](p7),還有約2.15%的水被冰凍在冰雪覆蓋的北冰洋,南極洲和附近的海洋,以及世界各地的冰川和表層沉積物中。其餘約0.65%的水組成了地下水或處在水循環的各個階段,包括人們在生活中所使用的淡水。空氣中的水蒸氣,慢慢地形成了雲層,雲層積累到一定厚度後產生落到地表,形成湖泊河流,最終流向大海。[9]

海水[編輯]

35鹽度的海水的溶質組分[10]
溶質 占水的質量(‰) 占總的溶質(%)
氯離子 19 .3 55 .0
鈉離子 10 .8 30 .6
硫酸根 2 .7 7 .7
鎂離子 1 .3 3 .7
鈣離子 0 .41 1 .2
鉀離子 0 .40 1 .1
碳酸氫根 0 .10 0 .4
溴離子 0 .07 0 .2
碳酸根 0 .01 0 .05
鍶離子 0 .01 0 .04
硼酸根 0 .01 0 .01
氟離子 0 .001 < 0 .01
其他 < 0 .001 < 0 .01
Global salinity map (Aug.–Sept. 2010 & 2011) produced by the ESA's Soil Moisture and Ocean Salinity satellite. Released 2012.
全球表層海水的鹽度(2011年),從32(紫色)到38‰(紅色)

海水都帶有鹹味,但不同水域的鹹味程度(鹽度)有所不同,約90%的海水每公升溶解有34-35克的固體,鹽度在3.4-3.5%之間。[11]為了準確描述較小的差異,海洋學家通常用千分比[‰]或千分率[ppt]來表示海水的鹽度。北半球表層海水的鹽度約為34‰,而南半球表層海水的鹽度約為35‰。[3]海水中的溶質主要來自河流海底[12]但世界海洋的溶質的組分是相似的:[10][13]鈉離子氯離子占溶質的85%左右。其他溶質包括金屬離子鎂離子鈣離子陰離子硫酸根碳酸根溴離子等。由於海水的含鹽量過高,所以即使在沒有被污染的情況下,海水也不能直接飲用,[14]同樣的,海水也不能在未經淡化的情況下用於灌溉大多數植物。出於科學和技術的目的,人造海水的標準化形式經常被使用。

海水鹽度的變化受到眾多因素的影響:海洋間的洋流、從河流和冰川流入的淡水、海冰的形成與融化、海水的蒸發降雨,海水的鹽度還與溫度,風,海浪互相影響。例如,波羅的海表層海水的鹽度很低,約為10-15,這是因為北歐較低的氣溫令海水的蒸發量較小,且波羅的海有眾多的流入河流,由於波羅的海和北海連接的海峽較窄,所以波羅的海的表層海水幾乎不與寒冷,濃度較大底層海水混合。[15]與之相反的是位於撒哈拉沙漠阿拉伯沙漠之間的紅海,海水的鹽度平均約為40‰:蒸發量較高,沉澱較少;只有幾條且多為季節性的流入河流;它和其他的海洋相連的通道-北面的蘇伊士運河和南面的曼德海峽都十分狹窄。[16]地中海的海水鹽度較低,約為37‰。

Annual mean sea surface temperature from World Ocean Atlas 2009.
全球海水的溫度(2009年),從-2°C(紫色)到30°C(粉色)

海水的溫度主要取決於所吸收的太陽輻射量。在陽光直射的赤道地區,表面海水的溫度會超過30°C(86°F),而兩極附近的海水的溫度在冰點左右。海水中的所含溶質使得其凝固點低於純凈水,大約為為−1.8°C(28.8°F)。海水間溫度的差異有助於海水連續不斷的循環暖流在離開熱帶地區後溫度下降,密度降低並逐漸下沉,在寒冷的深海海水回到海面前,海水再次回流到赤道地區。深海海水的溫度在−2到5°C(28到41°F)之間。[17]

Annual mean dissolved oxygen levels at the sea surface from World Ocean Atlas 2009.
全球海水的含氧量(2009年),從0.15(紫色)到0.45(粉色)摩爾每立方米

海水的含氧量主要取決於溫度和海洋中的中的光合生物,特別是藻類浮游植物海草等生物。白天,它們通過光合作用產生的氧氣溶解在海水中並被其他海洋生物所利用,海水在夜間的含氧量較低,而深海海水的含氧量更低。海平面200米以下地方,光線的強度不足以發生光合作用[18],因此海水的含氧量較低。在此以下,厭氧細菌分解沉到海底的有機物,產生硫化氫[19]全球變暖將會造成海水的含氧量降低[20],並加劇海水分層[21]

海浪[編輯]

潮汐[編輯]

洋流[編輯]

海盆[編輯]

海岸[編輯]

海平面[編輯]

水循環[編輯]

碳循環[編輯]

海洋酸化[編輯]

生物學[編輯]

人類和海洋[編輯]

地球上面積最大的海[編輯]

No. 水體名稱 面積(sq.mi) 面積(sq.km)
1 菲律賓海 2,000,000 5,177,762
2 珊瑚海 1,850,000 4,791,000
3 阿拉伯海 1,491,130 3,862,000
4 南中國海 1,351,936 3,500,000
5 威德爾海 1,081,548 2,800,000
6 加勒比海 1,063,000 2,754,000
7 地中海 965,000 2,500,000
8 塔斯曼海 900,000 2,330,000
9 白令海 873,000 2,260,100
10 孟加拉灣 838,970 2,172,000

腳註[編輯]

  1. ^ Hydrous ringwoodite recovered from volcanic eruptions suggests that the transition zone between the lower and upper mantle holds between one[22] and three[23] times as much water as all of the world's surface oceans combined. Experiments to recreate the conditions of the lower mantle suggest it may contain still more water as well, as much as five times the mass of water present in the world's oceans.[24][25]

參考文獻[編輯]

  1. ^ Pidwirny, Michael.Fundamentals of Physical Geography, 2nd ed., Ch.8: "Introduction to the Hydrosphere". University of British Columbia (Okanagan), 2006. Accessed 26 Nov 2007.
  2. ^ National Oceanic and Atmospheric Administration. "Then and Now: The HMS Challenger Expedition and the 'Mountains in the Sea' Expedition" at Ocean Explorer. Accessed 2 Jan 2012.
  3. ^ 3.0 3.1 Reddy, M.P.M. Descriptive Physical Oceanography, p. 112. A.A. Balkema (Leiden), 2001. ISBN 90-5410-706-5. Accessed 6 Aug 2014.
  4. ^ International Hydrographic Organization. "Limits of Oceans and Seas (Special Publication №28)", 3rd ed. Imp. Monégasque (Monte Carlo), 1953. Retrieved 7 February 2010.
  5. ^ Oxford English Dictionary, 1st ed. "sea, n." Oxford University Press (Oxford), 1911.
  6. ^ 6.0 6.1 Stow, Dorrik. Encyclopedia of the Oceans. Oxford University Press. 2004. ISBN 0-19-860687-7. 
  7. ^ Ravilious, Kate. "Most Earthlike Planet Yet Found May Have Liquid Oceans" in National Geographic. 21 Apr 2009. Accessed 10 Sept 2013.
  8. ^ Platnick, Steven. "Visible Earth". NASA. Accessed 22 Apr 2013.
  9. ^ 9.0 9.1 NOAA. "Lesson 7: The Water Cycle" in Ocean Explorer. Accessed 19 Apr 2013.
  10. ^ 10.0 10.1 Millero, Frank & al. "The Composition of Standard Seawater and the Definition of the Reference-Composition Salinity Scale" in Deep Sea Research, Part I: Oceanographic Research Papers, Vol. 55, No. 1, pp. 50–72. Jan 2008. DOI 10.1016/j.dsr.2007.10.001. Bibcode: 2008DSRI...55...50M.
  11. ^ Pond, Stephen & al. Introductory Dynamic Oceanography, p. 5. Pergamon Press, 1978.
  12. ^ Pinet, Paul. Invitation to Oceanography. West Publishing Co. (St. Paul), 1996. ISBN 978-0-314-06339-7.
  13. ^ Swenson, Herbert. "Why is the Ocean Salty?" US Geological Survey. Accessed 17 April 2013.
  14. ^ US Army. FM 21-76: Survival, Chapter 6: "Water Procurement". June 1992. Accessed 1 Aug 2014.
  15. ^ Thulin,Jan & al. "Religion, Science, and the Environment Symposium V on the Baltic Sea". 2003. Hosted at Archive.org, 6 Jun 2007. Accessed 16 Apr 2013.
  16. ^ Thunell, Robert C.; Locke, Sharon M.; Williams, Douglas F. Glacio-eustatic sea-level control on Red Sea salinity. Nature. 1988, 334 (6183): 601–604. Bibcode:1988Natur.334..601T. doi:10.1038/334601a0. 
  17. ^ Gordon, Arnold (2004). "Ocean Circulation" in The Climate System. Columbia University (New York).
  18. ^ Russell, F.S. (1928) The Seas. pp. 225–227. Frederick Warne.
  19. ^ Swedish Meteorological and Hydrological Institute (2010). "Oxygen in the Sea".
  20. ^ United States Environmental Protection Agency (2012). Water Monitoring & Assessment, 5.2: "Dissolved Oxygen and Biochemical Oxygen Demand".
  21. ^ Shaffer, G. .; Olsen, S. M.; Pedersen, J. O. P. Long-term ocean oxygen depletion in response to carbon dioxide emissions from fossil fuels. Nature Geoscience. 2009, 2 (2): 105–109. Bibcode:2009NatGe...2..105S. doi:10.1038/ngeo420.  編輯
  22. ^ Oskin, Becky. "Rare Diamond Confirms that Earth's Mantle Holds an Ocean's Worth of Water" in Scientific American. 12 Mar 2014. Accessed 13 Mar 2014.
  23. ^ Schmandt, Brandon & al. "Dehydration Melting at the Top of the Lower Mantle" in Science, Vol. 344, No. 6189, pp. 1265–68. 13 Jun 2014. DOI 10.1126/science.1253358. Accessed 13 Jun 2014.
  24. ^ Harder, Ben. "Inner Earth May Hold More Water Than the Seas" in National Geographic. 7 Mar 2002. Accessed 14 Nov 2013.
  25. ^ Murakami, Motohiko & al. "Water in Earth's Lower Mantle" in Science, Vol. 295, No. 5561, pp. 1885–87. 8 Mar 2002. Accessed 8 Aug 2014.

參見[編輯]