第1章 地球简介 1
1．1 地球上有多少海洋？ 2
1．1．1 四大洋及另一个大洋 2
1．1．2 海与洋的比较：七海有哪些？ 3
1．2 早期如何进行海洋勘探？ 5
1．2．1 早期历史 5
1．2．2 中世纪 9
1．2．3 欧洲人的“发现时期” 10
1．2．4 远洋科学的开端 11
1．2．5 仍将继续的海洋学历史 12
1．3 科学探索的本质是什么？ 12
1．3．1 观察 13
1．3．2 假说 13
1．3．3 检验 13
1．3．4 理论 13
1．3．5 理论和真理 14
1．4 地球和太阳系是如何形成的？ 15
1．4．1 星云假说 15
1．4．2 原始地球 16
1．4．3 密度和密度分层 17
1．4．4 地球的内部结构 17
1．5 地球上的大气和海洋是如何形成的？ 20
1．5．1 地球大气的起源 20
1．5．2 地球海洋的起源 20
1．6 海洋是地球生命的摇篮吗？ 21
1．6．1 氧气对生命的重要性 21
1．6．2 斯坦利?米勒实验 22
1．6．3 生物进化与自然选择 23
1．6．4 植物和动物的进化 24
1．7 地球有多大年龄？ 26
1．7．1 放射性年龄测定 26
1．7．2 地质年代表 27
基本概念回顾 28
第2章 板块构造和洋底 29
2．1 支持大陆漂移的证据有哪些？ 30
2．1．1 大陆的吻合 31
2．1．2 岩石层序与山脉 32
2．1．3 冰河时代与其他气候证据 32
2．1．4 生物分布 33
2．1．5 大陆漂移的反对意见 35
2．2 支持板块构造的证据是什么？ 35
2．2．1 地球磁场和古地磁学 36
2．2．2 海底扩张和海洋盆地特征 40
2．2．3 海盆的其他证据 41
2．2．4 理论的接受 43
2．3 板块边界有哪些特征？ 44
2．3．1 离散边界特征 45
2．3．2 汇聚型板块边界 49
2．3．3 转换型板块边界特征 53
2．4 测试模型：板块构造的应用有哪些？ 54
2．4．1 热点和地幔柱 54
2．4．2 海山和平顶海山 57
2．4．3 珊瑚礁的发育 57
2．4．4 卫星观测的板块运动 59
2．5 地球过去是怎样变化的，将来又会是什么
样子？ 60
2．5．1 地球的过去：古地理学 60
2．5．2 未来：一些大胆的预测 61
2．6 板块构造是如何作为实用模板应用的？ 62
基本概念回顾 65
第3章 海洋区域 67
3．1 测量海洋深度的技术有哪些？ 68
3．1．1 探测技术 68
3．1．2 回声测深 68
3．1．3 利用卫星从太空描绘海洋特征 70
3．1．4 地震反射剖面 72
3．2 大陆边缘有哪些地貌？ 73
3．2．1 被动大陆边缘与主动大陆边缘 73
3．2．2 大陆架 74
3．2．3 大陆坡 74
3．2．4 海底峡谷和浊流 75
3．2．5 大陆隆 76
3．3 深海盆地中有什么地貌特征？ 78
3．3．1 深海平原 78
3．3．2 深海平原的火山 79
3．3．3 海沟和火山弧 79
3．4 大洋中脊有哪些地貌特征？ 81
3．4．1 火山地貌 81
3．4．2 热液喷口 82
3．4．3 断裂带和转换断层 84
3．4．4 大洋岛屿 87
基本概念回顾 88
第4章 海洋沉积物 89
4．1 如何采集海洋沉积物样品？海洋沉积物
揭示了哪些历史事件？ 91
4．1．1 海洋沉积物的采集 91
4．1．2 海洋沉积物揭示的环境条件 93
4．1．3 古海洋学 93
4．2 陆源沉积的特征 94
4．2．1 陆源沉积的起源 94
4．2．2 陆源沉积的组成 94
4．2．3 沉积结构 96
4．2．4 陆源沉积的分布 97
4．3 生物沉积的特征 98
4．3．1 生物沉积的来源 98
4．3．2 生物沉积的组成 99
4．3．3 生物沉积的分布 101
4．4 水生沉积的特征 106
4．4．1 水生沉积的成因 106
4．4．2 水生沉积的组成及分布 106
4．5 宇宙沉积的特征 108
4．5．1 宇宙沉积的来源、组成、分布 108
4．6 深海及浅海沉积的分布 109
4．6．1 海洋沉积混合物 109
4．6．2 浅海沉积 109
4．6．3 深海沉积 110
4．6．4 如何根据海底沉积物反映表层海水
状况？ 111
4．6．5 全球海洋沉积物的厚度 111
4．7 海洋沉积资源 112
4．7．1 能源资源 112
4．7．2 其他资源 114
基本概念回顾 116
第5章 水和海水 118
5．1 为什么水具有如此特殊的化学性质？ 119
5．1．1 原子结构 119
5．1．2 水分子 120
5．2 水还具有哪些重要的性质？ 122
5．2．1 水的热力学性质 122
5．2．2 水的密度 126
5．3 海水有多咸？ 129
5．3．1 盐度 129
5．3．2 盐度的测定 131
5．3．3 纯水和海水的比较 131
5．4 为什么海水盐度会有变化？ 132
5．4．1 盐度变化 132
5．4．2 影响海水盐度的因素 133
5．4．3 海水中溶解性组分的输入与输出 135
5．5 海水是酸性的还是碱性的？ 136
5．5．1 pH值的范围 137
5．5．2 碳酸盐的缓冲系统 138
5．6 海水盐度在表层如何变化？随深度如何
变化？ 139
5．6．1 表层盐度变化 139
5．6．2 盐度随深度变化 140
5．6．3 盐跃层 141
5．7 海水密度随深度如何变化？ 141
5．7．1 影响海水密度的因素 141
5．7．2 温度和密度随深度变化 142
5．7．3 温跃层和密度跃层 143
5．8 用什么方法去除海水中的盐分？ 144
5．8．1 蒸馏法 144
5．8．2 膜过滤过程 145
5．8．3 其他海水脱盐方法 145
基本概念回顾 146
第6章 海气的相互作用 148
6．1 是什么引起了太阳辐射在地球上的
变化？ 149
6．1．1 是什么引起了地球季节循环？ 149
6．1．2 纬度如何影响太阳辐射的分布？ 151
6．1．3 海洋热流 152
6．2 大气拥有怎样的物理特性？ 153
6．2．1 大气组成 153
6．2．2 大气中温度的变化 153
6．2．3 大气中密度的变化 154
6．2．4 大气中的水蒸气含量 154
6．2．5 大气压 155
6．2．6 大气运动 155
6．2．7 一个例子：不自转的地球 155
6．3 科里奥利效应是如何影响物体运动的？ 156
6．3．1 例1：旋转木马的参照系 156
6．3．2 例2：两枚导弹的故事 157
6．3．3 科里奥利效应随纬度而变化 158
6．4 全球大气存在怎样的环流形式？ 159
6．4．1 环流 160
6．4．2 气压 160
6．4．3 风带 160
6．4．4 边界 160
6．4．5 环流圈：是理想的还是真实的？ 161
6．5 海洋上发生什么样的天气和气候形态？ 163
6．5．1 天气与气候 163
6．5．2 风 163
6．5．3 风暴和锋面 164
6．5．4 热带气旋（飓风） 166
6．5．5 海洋的气候形态 172
6．6 海冰和冰山是如何形成的？ 173
6．6．1 海冰的形成 173
6．6．2 冰山的形成 174
6．7 风中的能量能否作为能源加以利用？ 176
基本概念回顾 177
第7章 海洋环流 179
7．1 海流是如何测量的？ 180
7．1．1 表层流的测量 180
7．1．2 深层流的测量 182
7．2 海洋表层流是如何组织的？ 183
7．2．1 表层流的起源 183
7．2．2 表层流的主要组成 184
7．2．3 影响海洋表层流的其他因素 186
7．2．4 洋流与气候 189
7．3 什么引起上升流和下降流？ 190
7．3．1 表层水辐散 190
7．3．2 表层水辐合 190
7．3．3 沿岸上升流和下降流 190
7．3．4 上升流的其他原因 192
7．4 各大海盆主要的表层环流形态是什么？ 192
7．4．1 南极环流 193
7．4．2 大西洋环流 193
7．4．3 印度洋环流 197
7．4．4 太平洋环流 200
7．5 存在哪些深海洋流？ 207
7．5．1 热盐环流的起源 207
7．5．2 深层水的来源 207
7．5．3 全球范围的深层环流 209
7．5．4 深层水的溶解氧 210
7．6 海流可以用来发电吗？ 210
基本概念回顾 211
第8章 海浪和水动力学 213
8．1 海浪是如何生成和传播的？ 214
8．1．1 扰动形成海浪 214
8．1．2 波浪运动 215
8．2 海浪具有什么特征？ 216
8．2．1 海浪的常用术语 216
8．2．2 圆形轨道运动 217
8．2．3 深水浪 219
8．2．4 浅水浪 220
8．2．5 过渡浪 220
8．3 风成浪是如何发展的？ 221
8．3．1 海波的发展 221
8．3．2 干涉模式 225
8．3．3 疯狗浪 225
8．4 海浪在碎浪带是如何变化的？ 227
8．4．1 海浪靠近海滨时的物理变化 227
8．4．2 碎浪和冲浪运动 228
8．4．3 海浪的折射 229
8．4．4 海浪的反射 230
8．5 海啸是如何形成的？ 232
8．5．1 海岸的影响 232
8．5．2 海啸的几个例子 234
8．5．3 海啸预警系统 239
8．6 海浪的能量是否可作为能源加以利用？ 240
8．6．1 海浪发电厂和海浪农场 241
8．6．2 全球沿岸的海浪资源 242
基本概念回顾 242
第9章 潮汐 244
9．1 什么导致了海洋潮汐？ 245
9．1．1 引潮力 245
9．1．2 潮隆：月球的影响 249
9．1．3 潮隆：太阳的影响 250
9．1．4 地球自转与潮汐 250
9．2 潮汐在月潮周期内如何变化？ 251
9．2．1 月潮周期 251
9．2．2 复杂的因素 253
9．2．3 理想潮汐的预测 254
9．3 海洋中的潮汐是什么样的？ 255
9．3．1 无潮点和等潮线 255
9．3．2 陆地的影响 256
9．3．3 其他影响因素 257
9．4 潮汐有哪些类型？ 257
9．4．1 半日潮模式 258
9．4．2 混合潮模式 258
9．5 沿海地区有哪些潮汐现象？ 259
9．5．1 潮汐的极端例子：芬迪湾 260
9．5．2 沿海潮汐 261
9．5．3 漩涡：是事实还是虚幻？ 262
9．5．4 银汉鱼：跑到海滩上来做什么？ 262
9．6 潮汐是否可以作为能源来加以利用？ 264
9．6．1 潮汐发电厂 264
基本概念回顾 266
第10章 海岸：海滩和海岸线过程 267
10．1 沿海地区是如何定义的？ 268
10．1．1 海滩术语 268
10．1．2 海滩的组成 269
10．2 海滩上的沙子是怎样运移的？ 269
10．2．1 垂直于海岸线的运移 269
10．2．2 平行于海岸线的运移 270
10．3 侵蚀海岸和堆积海岸有什么地貌特征？ 272
10．3．1 侵蚀海岸的特征 272
10．3．2 堆积海岸的特征 274
10．4 海平面如何变化才会形成新生海岸线和
淹没海岸线？ 279
10．4．1 新生海岸线的特征 280
10．4．2 淹没海岸线的特征 280
10．4．3 海平面的变化 280
10．5 美国海岸具有什么特征？ 282
10．5．1 大西洋海岸 282
10．5．2 墨西哥湾 284
10．5．3 太平洋海岸 284
10．6 加固构筑物是怎样影响海岸线的？ 285
10．6．1 拦沙坝和拦沙坝群 285
10．6．2 防波堤 287
10．6．3 防浪堤 287
10．6．4 海堤 289
10．6．5 加固构筑物的替代方案 290
基本概念回顾 291
第11章 近海 293
11．1 管理海洋所有权的法律有哪些？ 294
11．1．1 公海和领海 294
11．1．2 海洋法 294
11．2 沿海水域有哪些特征？ 296
11．2．1 盐度 297
11．2．2 温度 297
11．2．3 沿海地转流 298
11．3 沿海水域有哪些类型？ 299
11．3．1 河口 299
11．3．2 泻湖 303
11．3．3 边缘海 304
11．4 沿海湿地面临哪些问题？ 306
11．4．1 滨海湿地的类型 306
11．4．2 滨海湿地的特点 306
11．4．3 湿地的严重消失 308
11．5 什么是污染？ 309
11．5．1 海洋污染的定义 309
11．5．2 环境生物检测 309
11．5．3 海洋中废弃物的处理 310
11．6 海洋污染的主要类型有哪些？ 310
11．6．1 石油 310
11．6．2 污水污泥 317
11．6．3 DDT和PCB 319
11．6．4 汞和水俣病 320
11．6．5 非点源污染及垃圾倾倒 322
11．6．6 生物污染：非本地物种 327
基本概念回顾 328
第12章 海洋生物和海洋环境 330
12．1 什么是生物，它们是如何分类的？ 331
12．1．1 生命的有效定义 331
12．1．2 生命的三域 332
12．2 海洋生物是如何分类的？ 335
12．2．1 浮游生物 335
12．2．2 游泳生物 336
12．2．3 底栖生物 337
12．3 究竟存在多少种海洋生物？ 338
12．3．1 为什么海洋生物很少？ 339
12．3．2 水层生活生物和海底生活生物 340
12．4 海洋生物如何适应海洋的物理条件？ 340
12．4．1 物理条件的支撑 341
12．4．2 水的黏度 341
12．4．3 温度 343
12．4．4 盐度 344
12．4．5 溶解气体 347
12．4．6 水的高透明度 347
12．4．7 压力 349
12．5 海洋环境主要划分为哪些部分？ 351
12．5．1 海水环境 351
12．5．2 海底环境 353
基本概念回顾 354
第13章 生物生产力和能量传递 356
13．1 什么是初级生产力？ 357
13．1．1 初级生产力的测量 357
13．1．2 影响初级生产力的因素 359
13．1．3 海水中的光传播 360
13．1．4 为什么边缘海生命如此丰富？ 362
13．2 海洋存在哪些类型的光合作用生物？ 364
13．2．1 种子植物（显花植物） 364
13．2．2 大型藻类 364
13．2．3 微藻 366
13．2．4 海洋富营养化和死亡区 369
13．2．5 光合细菌 371
13．3 初级生产力的区域差异如何变化？ 372
13．3．1 极地（高纬度）的海洋生产力 373
13．3．2 热带（低纬度）海域的生产力 374
13．3．3 中纬度（温带）海洋的生产力 375
13．3．4 地区生产力比较 376
13．4 物质和能量是如何在海洋生态系统中
传递的？ 377
13．4．1 海洋生态系统中能量的流动 377
13．4．2 海洋生态系统中营养物质的流动 378
13．4．3 海洋捕食关系 379
13．5 影响海洋渔业的因素有哪些？ 383
13．5．1 海洋生态系统和渔业 383
13．5．2 过度捕捞 383
13．5．3 附带渔获物 386
13．5．4 渔业管理 388
13．5．5 海产品选择 391
基本概念回顾 392
第14章 水层环境中的动物 393
14．1 海洋生物如何才能不下沉？ 394
14．1．1 储气装置的使用 394
14．1．2 漂浮的能力 395
14．1．3 游泳的能力 395
14．1．4 浮游动物的多样性 395
14．2 海洋水层生物有哪些觅食的适应性？ 400
14．2．1 机动性：猛扑和巡游 400
14．2．2 游泳速度 402
14．2．3 冷血生物和温血生物 402
14．2．4 深层游泳生物的适应性 403
14．3 海洋水层生物有哪些逃避敌害的
适应性？ 404
14．3．1 集群 405
14．3．2 共生 405
14．3．3 其他适应性 406
14．4 海洋哺乳动物具有哪些特征？ 407
14．4．1 哺乳动物的特征 407
14．4．2 食肉目 408
14．4．3 海牛目 409
14．4．4 鲸目 410
14．5 为什么灰鲸要迁徙？ 416
14．5．1 迁徙路线 417
14．5．2 迁徙的理由 417
14．5．3 迁徙的时间 418
14．5．4 灰鲸是濒危物种吗？ 418
14．5．5 捕鲸和国际捕鲸委员会 419
基本概念回顾 420
第15章 海底环境中的动物 422
15．1 岩质海岸有哪些生物群落？ 424
15．1．1 潮间带 424
15．1．2 浪花带（潮上带）：生物及其
适应性 425
15．1．3 高潮带：生物及其适应性 426
15．1．4 中潮带：生物及其适应性 427
15．1．5 低潮带：生物及其适应性 428
15．2 沉积物覆盖的海岸有哪些生物群落？ 430
15．2．1 沉积物的物理环境 430
15．2．2 潮间带分区 430
15．2．3 沙滩：生物及其适应性 431
15．2．4 泥滩：生物及其适应性 432
15．3 近岸浅海的海底有哪些生物群落？ 433
15．3．1 岩石底质（潮下带）：生物及其
适应性 433
15．3．2 珊瑚礁：生物及其适应性 436
15．4 深海海底有哪些生物群落？ 442
15．4．1 物理环境 442
15．4．2 食物来源和物种多样性 442
15．4．3 深海热液口生物群落：生物及其
适应性 444
15．4．4 低温渗口生物群落：生物及其
适应性 448
15．4．5 深海生物圈：一个新的前沿 450
基本概念回顾 450
第16章 海洋和气候变化 452
16．1 地球气候系统由什么组成？ 453
16．2 地球近期气候变化：是自然现象还是人类
造成的影响？ 455
16．2．1 确定地球过去的气候：代用资料和
古气候学 455
16．2．2 气候变化的自然原因 456
16．2．3 IPCC报告：人类所致气候变化的
文件 461
16．3 什么引起了大气温室效应？ 462
16．3．1 地球的热收支和波长变化 463
16．3．2 哪种气体导致温室效应？ 464
16．3．3 由于全球变暖，会出现哪些记录的
变化？ 468
16．4 由全球变暖引起的海洋正在发生怎样的
变化？ 469
16．4．1 海洋温度的上升 469
16．4．2 飓风活动的增加 471
16．4．3 深海环流的变化 472
16．4．4 极地冰的融化 473
16．4．5 海洋酸度的近期增加 475
16．4．6 海平面上升 477
16．4．7 预测和观测的其他变化 479
16．5 应该怎样做来减少温室气体？ 480
16．5．1 海洋在减弱全球变暖中的作用 480
16．5．2 减少温室气体的可能性 482
16．5．3 京都议定书：限制温室气体的排放 483
基本概念回顾 484
术语表 486