海洋(又称世界大洋或全球海洋)是连成一体的咸水水体,覆盖了地球表面约71%,面积约3.61亿平方千米。海洋容纳了地球上约97%的水,总体积约为13亿至14亿立方千米。海洋储存并输送热量,与地球大气层进行气体交换,并驱动水循环,因此在很大程度上塑造了地球的气候。地球上可供生物栖息的空间大部分位于海洋之中。数千年来,人类一直依靠海洋获取食物、出行和开展贸易。
划分与规模
海洋的水体彼此相通,但按照惯例划分为五大洋:太平洋、大西洋、印度洋、南大洋(南冰洋)和北冰洋。太平洋面积最大,远超其他大洋,约占全部海水的一半;北冰洋面积最小。边缘海、海湾等部分被陆地环绕的较小海域,分布在各大洋边缘以及各大洲之间。
根据2010年基于卫星数据的估算,海洋平均深度约为3682米。已知最深处是位于西太平洋马里亚纳海沟的挑战者深渊,深约10935米。海底大部分区域仅通过卫星进行过粗略测绘。截至2026年,用高分辨率声呐测量过的海底还不到三分之一,深海的大部分区域仍未经探索。
起源与海底
地质学家普遍认为,海洋形成于地球历史的早期。火山活动从地球内部释放出水,彗星和小行星可能也带来了一部分水;随着年轻的地球逐渐冷却,这些水凝结成海洋。洋盆的形态由板块构造决定:新的洋壳在洋中脊生成,又在深海沟处俯冲回地幔。由于这一循环,从地质学角度看,洋壳比大陆地壳年轻得多。海底地貌多样,包括大陆架、大陆坡、广阔的深海平原、海山,以及热液喷口。在热液喷口处,富含矿物质的热水从地壳中涌出。
海水性质
海水的平均盐度约为每千克含35克溶解盐类,其中主要是钠离子和氯离子。这些盐类一部分来自岩石风化后经河流带入海洋的物质,一部分来自火山。在两极附近,表层海水可降至约−2 °C才会结冰;在热带地区,表层水温则可超过30 °C。由于海水大部分位于深层,海洋的平均温度只有约4 °C。温度和盐度共同决定海水密度,使海洋形成分层结构。阳光只能照到大约200米以内的表层,即透光层(上层带);再往下,海水越来越暗,也越来越冷。
环流与潮汐
吹过海面的风驱动着大规模的环流系统,称为环流圈。其中包括墨西哥湾流等流速很快的边界流,它们将温暖的海水输向高纬度地区。深层海水则通过由密度差异驱动的温盐环流流动:寒冷而高盐的海水在高纬度地区下沉,并在深海盆地中缓慢扩散,把各大洋连接成一条全球性的“传送带”,完成一次循环需要数百年。此外,在月球和太阳引力的作用下,海面会周期性涨落,形成潮汐。
在气候中的作用
水能吸收大量热量,因此海洋能够缓和季节之间和地区之间的温差,并将大量能量从赤道输送到两极。海洋也是碳循环的重要组成部分:二氧化碳溶入海水,海洋生物再把碳带入深海和沉积物中。
在人类活动导致的气候变化中,温室气体排放所截留的额外热量约有91%被海洋吸收。燃烧化石燃料和土地利用变化所释放的二氧化碳,也约有四分之一进入了海洋。这减缓了大气变暖,但也造成了海洋酸化:表层海水的平均pH值从1985年的约8.11降至2024年的8.04,使珊瑚、贝类和部分浮游生物更难形成碳酸钙外壳和骨骼。海水变暖后溶解的氧气减少,体积也会膨胀,与陆地冰川融化一起加剧了海平面上升。
海洋生物
生命极有可能起源于海洋,而海洋至今仍承载着地球生物多样性的很大一部分。微小的浮游生物,包括进行光合作用的藻类和蓝细菌,是大多数海洋食物网的基础,贡献了地球约一半的初级生产力。海洋生态系统包括珊瑚礁、海藻林、开阔大洋和深海等。在热液喷口,微生物群落不依赖阳光,而是靠化能合成维持生存。海洋中的细菌和古菌数量极其庞大,在海洋营养物质循环中起着核心作用。
人类利用与探索
航海开辟了海上丝绸之路等远距离贸易航线,也使欧洲人的大航海成为可能。这些航行大大改变了人们对世界的认识,也改变了世界在地图上的样貌。蒸汽船以及后来的集装箱运输,使海运成为全球货物流通的主要方式。海洋还提供渔业资源、海上石油和天然气,以及海上风电等日益增长的可再生能源。
科学意义上的海洋学通常以1872年至1876年英国皇家海军“挑战者”号的考察为开端。1875年,该船船员首次测量了马里亚纳海沟的深度,挑战者深渊即以该船命名。现代海洋研究借助科考船、卫星、自主浮标以及载人和无人潜水器开展。
治理
海洋的利用主要受1982年《联合国海洋法公约》(UNCLOS)规范。该公约规定了领海、专属经济区,以及公海和国际海底区域的相关规则。公海不属于任何国家管辖,约占海洋面积的三分之二。《联合国海洋法公约》框架下的另一项协定——《国家管辖范围以外区域海洋生物多样性协定》(BBNJ协定,常称“公海条约”)——于2023年6月由联合国通过,并于2026年1月17日生效。该协定确立了设立海洋保护区的程序,要求在批准可能造成危害的活动之前进行环境影响评估,并规定了海洋遗传资源惠益分享的机制。海洋面临的主要压力包括过度捕捞、塑料和营养物质径流等污染、栖息地破坏以及气候变化。在以往的大灭绝事件中,海洋生物都是受冲击最严重的类群之一。
参考来源
- How deep is the ocean?oceanservice.noaa.gov
- How deep is the ocean? - NOAA Ocean Explorationoceanexplorer.noaa.gov
- How much of the ocean has been explored? - NOAA Ocean Explorationoceanexplorer.noaa.gov
- Oceanen.wikipedia.org
- As Temperatures Climb, the Ocean Absorbs the Impactwri.org
- Ocean acidificationeea.europa.eu
- The Biodiversity Beyond National Jurisdiction (BBNJ) Agreement (or High Seas Treaty)congress.gov
- BBNJ: High Seas Treaty Enters into Force - OceanCareoceancare.org