海洋的起源
生命緣於海洋，海洋是萬物之母，那麼，海洋本身又是怎樣形成的呢?
關於海洋起源的科學假說也是多種多樣的。因為人類是繼地球和海洋誕生之後才出現的，所以不可能目睹海洋形成的奇觀，因此，對海洋的起源問題隻能以已經掌握的科學知識來進行推測。
1879年，著名生物進化論創立者達爾文的兒子G達爾文提出了一種形成大洋的“月球分出說”。說是在地球剛剛形成的時候，地球的自轉速度比現在要快得多。由於太陽的引力作用和地球的高速自轉，使部分地塊分離了地球，被甩出的地塊在地球引力的作用下，繞著地球不停地旋轉，後來便成為我們夜晚時常看到的月亮。月球被甩出後，在地球上留下了一個大窟窿，逐漸演變成今天的太平洋。但是，這種假說後來遭到了許多科學家的反對。
此後，法國學者G狄摩切爾又提出了新的太平洋成因假說——“隕星說”。他認為，太平洋是由另一顆地球的衛星(其直徑比月球大兩倍)墜落到地麵造成的。這顆衛星衝開了大陸的矽鋁層外殼而形成巨大的隕石穀，它還可能深入地球內核，引起地球的強烈膨脹與收縮。其結果不僅形成了太平洋，而且又使其他陸殼也破裂張開，形成了大西洋等大洋。隨著宇航科學的發展，這個學說的研究又重新興盛起來了。然而，人們還是特別懷疑偶然的碰撞是否能形成占地球表麵積1／3的巨大太平洋盆地，因為，無論是地球上還是月球上的隕石坑，其規模都是很小的。
1910年，關於海洋成因的一個新的假說又被提出來了。當時，30歲的德國地球物理學家魏格納在閱讀世界地圖時，發現大西洋東西岸的海岸，雖然也和其他海岸一樣彎彎曲曲的，但是它們的形狀卻很相似，好像一張被撕成兩半兒的報紙。如果把這兩半兒“報紙”拚合在一起，恰好形成一塊完整的大陸。事情為什麼會這麼湊巧呢?這在魏格納的腦海裏留下了一個疑問。後來，他又發現大洋兩邊的大陸有著相同的地質年代和古生物化石，在地層和地質構造等方麵也有某些相似之處。經過反複研究，魏格納斷定大西洋兩岸原來是連在一起的，分開隻是後來的事。於是，他提出了“大陸漂移說”。這個科學假說後來又被許多科學家所完善，成為地球四大洋形成的最有說服力的一種學說。
大陸漂移說認為，在距今2億年前，地球上現有的大陸是彼此連成一片的，從而組成了一塊原始大陸，或稱為泛大陸。泛大陸的周圍是一片汪洋大海，叫做泛大洋。在距今1億8千萬年前，泛大陸開始分裂，漂移成南北兩大塊，南塊叫崗瓦納古陸，包括南美洲、非洲、印巴次大陸、南極洲和澳洲；北塊叫勞亞古陸，包括歐亞大陸和北美洲。以後，又經過上億年的滄桑之變，到了距今約6500萬年前，泛大陸又進一步分裂和漂移，從而形成了亞洲、非洲、歐洲、大洋洲、南美洲、北美洲和南極洲；而泛大洋則完全解體，形成了太平洋、大西洋、印度洋和北冰洋。
為了更合理地解釋大陸漂移現象，科學家們又在探索新的科學依據。1961年美國科學家赫斯和迪茲提出了“海底擴張說”，事過兩年，法國的凡因和馬修斯也提出了這個理論。海底擴張說認為，洋底新地殼有一個不斷形成的過程，地幔裏的物質不斷從大洋中脊上的裂穀裏湧出，冷凝和充填在中脊的斷裂處，從而形成新的洋底。新海底不斷擴張，把年老的海底向兩側排擠，當被擠到海溝區時，它們便沉入地幔。據計算，海底擴張速度每年有幾厘米，最快的每年可達16厘米；這樣，就使得海底每隔3～4億年便要更新一次。這一海底擴張的過程被深海鑽探資料所證實，還可以從洋脊兩側岩石的磁性上得到證明。
到了20世紀60年代後期，在“漂移”和“擴張”理論基礎上，又產生出一種嶄新的科學假說，從而使海洋起源的研究進入了一個新的時期。
1968年，法國學者勒比雄提出了“板塊構造說”。這種學說認為，全球岩石圈不是整體一塊，而是被一些構造活動帶所分割，分成的一些不連續的塊體稱為板塊。勒比雄將全球分為六大板塊，即亞歐板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、澳洲板塊(印度洋板塊)和南極洲板塊。這些板塊很像漂浮在地幔上的木筏，遊遊蕩蕩，存在著種種形態的漂移關係。地殼的活動就是這幾個板塊相互作用引起的，在板塊相互交接的地帶，地殼活動比較明顯，常常會形成地震和火山爆發等現象。這些板塊還在不斷地進行相對的水平運動，當大洋板塊向大陸板塊運動時，板塊的邊沿便向下俯衝進入地幔；地幔把俯衝進來的地殼加溫、加壓和熔化，再運向大洋海嶺的底部，然後再上升出來。這恰恰與“海底擴張說”相吻合，在地幔的相對運動中大陸確實被“漂移”了，經過很久很久的一段時間，才形成了今天地球上海陸分布的麵貌。
至此，大陸漂移、海底擴張和板塊構造3種理論結合了起來，構成了新的全球構造學說。我們所討論的海洋起源問題，也就有了一個比較清晰的眉目。
海洋的水來自太空
我們的故事發生在45億年前的銀河係中。大量的塵埃和小行星圍繞著早期的太陽旋轉。這些轉動的物質既有微小的灰塵，也有直徑幾百公裏的小行星。不久，大大小小的物質開始相互碰撞。最初，碰撞是緩慢的，引力將撞碎的空間物質結合在一起，形成了一個岩石體，這就是地球的雛形。隨著越來越多的碰撞物的聚集，地球逐漸長大了，其引力場也變得越來越強，使周圍旋轉的星際物質越來越快地被拉向地球，以更強的力量衝擊著地球表麵，形成巨大的隕石坑，釋放出大量的熱。在強大熱量的作用下，地球的外層開始熔化，形成了一個沸騰的熔岩淺海。還有大量的熱被地球內部吸收，埋藏在成噸的不斷生長的岩石下麵。這樣的過程持續了幾百萬年，直到地球長成現在的大小。
在地球早期的生長過程中，巨大的星際碰撞有規律地發生著，把大量的塵埃釋放到大氣中，遮住了所有的陽光，使地球陷入徹底的黑暗中。彗星、大量凝固的氣體和冰塊以及小行星撞擊著地球，猛烈的風暴在地球上肆虐。巨大的撞擊和不斷的火山噴發產生的大爆炸使埋藏於岩石中的水和氣體釋放到大氣中。這時的大氣，條件惡劣，密度很大，由二氧化碳、水蒸氣、氮氣和其他幾種氣體組成。塵埃、蒸汽和火山灰形成的黑雲籠罩著天空，狂雷巨閃劃破黑暗，熾熱的岩漿海在地麵上沸騰著、激蕩著。早期地球的黑暗讓人無法想像它會變成一個藍色的星球。
我們是怎樣知道所有這些發生在大約45億年前的事情的呢?科學家們利用一種新技術來估測地球誕生的時間，放射性測年。地球上所有的元素由於它們原子核內的中子和質子數的不同，而有一定的原子量。一些元素如鈾、鐳、鉀和碳，由於同一種元素的原子核內中子數不同而有幾種不同的表現形式，稱為元素的同位素。同位素原子量雖然不同，但它們的化學性質是相同的。一些同位素不穩定，具有放射性。放射性同位素以一定的速率衰變，衰變速率稱為半衰期。元素的半衰期就是這種元素從原始質量衰變到一半時所花費的時間。如果地質學家知道了某種元素的半衰期，他們就可以通過測定母體和子體(衰變的產物)的質量來計算岩石的年齡。例如，碳有三種同位素：兩種是穩定的(碳12和碳13)；一種是不穩定的，即具有放射性(碳14)。當碳14衰變時，放出熱量，生成氮14。碳14的半衰期是5570年，也就是說，在某種物質中的碳14需要花5570年的時間使一半的碳14轉變為氮14。地質學家們可以通過測定現在岩石中碳14和氮14的量，來估計岩石的年齡，這就是碳測年法。
科學家們認為隕石和地球具有相同的年齡，通過對隕石進行放射性測年，得出隕石已經有45億歲了。現在，科學家們認為地球在早期形成過程中受到一個巨大的小行星撞擊，使地球的一部分脫離出去，形成了月球。所有的月球岩石的測年結果都略小於45億年。古隕石坑，尤其是月球表麵上的古隕石坑中的岩石的測年結果表明，大約45億年前，地球已經長到了現在的大小，彗星和小行星的撞擊頻率開始減慢。
到44億年前，撞擊的減少使岩漿海的活動減弱，地球的表麵開始冷卻，慢慢地，冷凝的岩漿形成一層薄而黑的地殼覆蓋著地球。雖然行星撞擊和火山噴發時不時地把地殼撕開，把熾熱的岩漿噴向天空，但是，隨著撞擊的不斷減少，冷卻的不斷進行，地球表麵形成了越來越厚的地殼。冷卻使大氣中的水蒸氣冷凝，水滴以降雨的形式落到地麵上。不久，暴雨衝刷大地，形成了第一個水的海洋。這時的海水是酸性的，而且非常熱，水溫大概有100℃。火山噴發和大量的降雨把一些元素帶入海洋中，使海洋稍稍有一點兒鹽度。環繞地球的大氣仍充滿著二氧化碳，並且密度大，具有腐蝕性。隨著越來越多冷凝水的形成，陽光開始穿透黑雲。這時海的周圍矗立著高高的環形山，但水的侵蝕力量是巨大的，凶猛的洪水衝出深穀，衝蝕著山峰。最近的幾次小行星撞擊使海洋產生了滔天巨浪，海嘯席卷了整個地球。因為那時的月球更接近地球，所以海洋中的潮汐作用很強。
大氣中的二氧化碳開始溶入海洋，與海洋中的碳酸根離子結合形成碳酸鈣或石灰石。隨著沉積在海底的石灰石越來越多，大氣中的二氧化碳逐漸減少，天空變得明亮起來。碳酸鈣調節著海洋的酸性，使海洋的化學環境略帶苦澀，其作用就像胃酸過多的人服用的抗酸藥物一樣。太陽的輻射增加，使地球的溫度上升，大量的水從海洋中蒸發出來，使海平麵下降，露出許多陸地。在雨水和河流的風化作用下，更多的礦物質從新的陸地進入海洋，海洋的鹽度開始上升。
在這一時期，地球上的氣候變化可能異常劇烈，同時火山噴發、地震海嘯仍不斷改造著地球表麵。一些科學家認為，在這段時期，災難性的小行星碰撞仍時有發生，海洋以幾十年為周期不斷地蒸發著、改造著。
海水的家族成員
海洋水是含有一定數量的無機質和有機質的溶液，主要溶解有氮、氧和二氧化碳等氣體物質，以氯化物為主的各種鹽類，以及其他許多種化學元素。
在為數眾多的溶解於海洋水的元素中，氯化物和硫酸鹽含量約占鹽類總含量的99％，其中氯化鈉、氯化鎂等氯化物則占4／5以上。氯化鈉(食鹽)味道發鹹，氯化鎂和硫酸鎂味道發苦，所以海洋水不僅有鹹味兒，也有苦味兒。
全世界的海洋水裏到底含有多少鹽類呢?如果把它們全部提取出來，那是非常驚人的。據科學家計算，全球海洋水中鹽類總含量約5億億噸，體積有2200萬立方。這個數字有多大呢?打個比方，如果把海水全部蒸發掉，整個大洋底部將平均有60米厚的鹽層，如果把這麼多鹽類均勻地鋪在地球表麵，則有45米厚；如果把它們全部倒入北冰洋，不僅可以將北冰洋填平，而且會在洋麵上堆起500米高的鹽層；如果把它們堆積到印度半島上，鹽層的高度甚至可以把世界第一高峰——珠穆朗瑪峰完全埋沒。
微量元素在海水內的含量微乎其微，但由於海洋水總儲量非常龐大，所以這些元素也十分可觀。例如，1000噸海洋水中含鈾僅有3克，但在整個海洋中鈾的總儲量高達40多億噸，比陸地上已知鈾的總儲量大2000～3000倍，大約相當於燃燒8000萬億噸優質煤所釋放的能量。1000噸海洋水中含金00004克，整個海洋就有500多萬噸；在1000噸海洋水中含碘60克，整個海洋就多達930億噸。