1海洋中的水来自哪里？

地球刚形成的时候，后来构成水分子(H2O)的大部分氢原子和氧原子是以氢氧根(OH-)的形式存在的，氢氧根与地壳和地幔岩石中的固体矿物结合在一起。岩石熔化后释放出氢氧根，氢氧根与氢结合产生水分子，水分子以水蒸气的形式从火山中冒出来。

在地球早期的历史中，地球的温度一直很高，水蒸气一直留在大气中。当地球冷却到足以使水蒸气凝结并以液态水的形式下落时，海洋就形成了。液态水可以聚集在海洋盆地中。

虽然在大多数地质时期，海水的体积保持相当稳定，但单个的水分子不会在海洋中停留很长时间，因为海洋只是水循环中几个水库之一。事实上，平均而言，一个水分子在海洋中以液体形式存在的时间不超过4000年，之后可能会蒸发为水蒸气。10个小时到几天内，水蒸气会凝结或结晶，然后回落到地球表面。

2海水中的盐

如果你在海洋中游泳，你会立刻品尝到它的咸味，并且感受到你在海洋中比在淡水中更容易漂浮。这是因为海水是一种含有溶解盐的溶液。在溶液中，溶解的离子在水分子之间流动，而不会改变水的整体体积，所以在水中加入盐会增加水的密度。

你在密度大的液体(海水)中浮得更浅，而在密度小的液体(淡水)中浮得更深。根据阿基米德原理，一个物体在水中下沉的深度，只有在这个深度，被排开的水的重量等于整个物体的重量。

死海(实际上是一个盐湖，完全被陆地包围)是如此的咸，以至于人们像软木塞一样漂浮在水面

一般海水中含有96.5%的水(H2O)和3.5%的盐。相比之下，一般淡水的含盐量不到0.02%。海水的含盐量是淡水的220倍。海洋中的盐太多了，如果所有的水分子蒸发掉，剩下的盐层将有67m厚，相当于25层楼的高度。海洋学家把盐在水中的浓度称为盐度。

海水的盐度在一定程度上取决于水温，因为温水比冷水含有更多的盐。它还取决于淡水输入和蒸发之间的平衡。例如，在河口，含盐的海水与淡水混合，产生比海水含盐量低的微咸水。

在冰川融水进入海洋的地方或大雨落在海面上的地方，也会形成微咸水。与此相反，在炎热、干旱的气候中，由于大量水分蒸发而变成了盐水。海水盐度平均为3.5%，但随着位置的变化，盐度从大约1.0%到大约4.1%不等。

海水的盐度随位置变化。这些区域差异反映了淡水增加率和蒸发率的差异

海洋盐度也随深度变化。盐度的最大变化发生在海洋的上部1公里处，这部分最受蒸发或淡水输入的影响。在较深的水中，盐度往往较均匀。海洋学家把表水盐度和深水盐度之间的梯度界线称为盐跃层。

盐度随深度和气候而变化，盐度的变化在最上层1公里的海水中最大

海洋中的盐是由什么组成的？化学分析表明，海水中的盐主要由：正离子包括钠(Na+)、钾(K+)、钙(Ca2+)和镁(Mg2+)，负离子包括氯(Cl -)和硫酸盐(SO42-)组成。在整个海洋中，不同离子的比例保持不变。大多数离子是钠和氯。

海水的平均化学成分，单位是克每升

当海水蒸发时，水分子从液体中分离出来变成蒸汽，但离子留在了后面。如果水变得过饱和，离子就会从溶液中出来并结合在一起形成晶体。当海水全部蒸发时，析出的盐中约有85%是矿物盐(NaCl)。其余部分由其他矿物盐类组成，包括石膏(CaSO4∙2H2O)、硬石膏(CaSO4)、硫酸镁(MgSO4)、氯化镁(MgCl2)和氯化钾(KCl)。

海水不需要完全蒸发就可以沉淀盐，盐可以直接从卤水中沉淀。矿物从卤水中的沉淀，取决于卤水的浓缩程度。当海水开始蒸发时，NaCl首先析出，因为它可以从浓度较低的卤水中析出，所以地质盐矿床中大部分含有NaCl。

含有其他盐类的地质沉积物，形成于海水完全或几乎完全蒸发的地方。最常见的食盐，也就是你的盐瓶里的那种，来自于地质盐沉淀的提纯，几乎全部含有NaCl。

在美食商店很受欢迎的“海盐”含有95%到98%的NaCl;其余部分由其他盐类组成。工人们通过在控制条件下蒸发现代海水来生产海盐。从盐水中提取淡水也可以采用类似的方法。

通过蒸发浅水池中的海水来获取海盐

海中的盐从何而来？1715年，Edmond Halley爵士提出，是在地球表面流动的河流把盐输送到了海里，因为他意识到，即使河水足够新鲜可以饮用，但其中也含有微量的溶解盐。

Halley的理论被证明是正确的：海洋中大多数溶解的离子是由流动的地下水和河水带到那里的。河流每年向海洋输送超过25亿吨的盐；少量来自海底热液喷口。盐中的离子最初来自火山气体和岩石的化学风化。

值得注意的是，从河流进入海洋的离子的比例与溶解在海洋中的离子的比例不同。事实上，河水中超过一半的负离子由HCO3-组成，传统上称为碳酸氢盐。

海水失去了它的HCO3-，因为生物提取离子来建造方解石外壳，当生物死亡时，方解石下沉到海底，最终被埋在那里。Na+和Cl-不能被提取出来形成贝壳，所以这些离子留在海水中，变得相对浓缩。

3海洋的温度变化

当泰坦尼克号沉没在北大西洋的冰山后，乘客和机组人员跳或掉进大海并在几分钟内死于寒冷，热量从身体中的流逝非常迅速。然而，游泳者可以在加勒比海游泳，那里的海面温度通常达到28℃。虽然全球每年海洋表面温度平均在17℃左右，但它的范围从热带海洋的35℃到两极附近的-2℃。

年平均海面温度的区域变化大致与纬度相关

由于日照(太阳辐射强度)随纬度的变化而变化，海洋表面年平均温度与纬度存在相关性。日照也随着季节的变化而变化，因此海洋表面温度也随着季节的变化而变化，但不像空气温度变化那么大，因为水有很高的热容量，这意味着它可以吸收或释放大量的热量而不需要改变温度太多。

例如，在中纬度地区，冬季和夏季海洋温度的平均差异约为8℃。相比之下，北美内陆地区的平均气温在一年中变化了43℃。

在热带和温带地区，海水的温度随深度变化明显，因为受太阳加热的海水会膨胀，密度比较冷的海水小。因此，温暖的水“漂浮”在密度更大、温度更低的水之上；上面较暖的海水和下面较冷的海水之间的边界被称为温跃层(Thermocline)。

在热带地区，温跃层的顶部在海洋表面以下约200m，底部在约900m；在温跃层以下，海水温度保持相当稳定。极地海洋中不存在明显的温跃层，因为表层海水已经非常寒冷，海洋表面和海底之间几乎没有任何温度差异。

海水温度随水深变化，海洋底部的水接近淡水的冰点

4海水密度和水团

温度和盐度都控制着海水的密度，因此海水密度在横向和纵向上都有变化。海洋表面的水密度在1020到1030 g/L之间，所以它的密度大约比淡水高2%到3%。海底的水，由于上覆水的重量所造成的压力、低温和高盐度的综合作用，可以达到1050 g/L的密度。在世界上的一些地方，密度变化相对迅速，越过边界，称为密度跃层，深度约为1公里。

海水密度随深度变化，在一段称为密度跃层(Pycnocline)的间隔内变化最为迅速。其深度和厚度随纬度发生变化

随着时间的推移，某一地点的普遍条件可能导致大量海水达到特定的温度和盐度，从而达到特定的密度；海洋学家将其称为水团。由于海洋水体在其边缘不易混合，因此在相对于相邻水体的移动过程中，它们在很长一段时间内保持相当明显的差异。

例如，非常咸，相对密集的地中海的水通过直布罗陀海峡进入大西洋，它下沉深度1000m，大约几百米厚，以舌状向西传播的约3000km。

来自南极洲海岸的冷水会沉入海洋底部，在大西洋海底形成一层南极底水。同样，来自北极地区的冷水下沉，形成北大西洋的海底水。前者与后者在赤道地区重叠，其他的水团在这些海底之上形成，不同水团的交错造成海洋的整体分层。

由于密度的变化，海洋分层成不同的水团

5海水的颜色

如果你看过海洋的照片，有机会沿着海岸散步，或者乘船穿过海洋，你可能会注意到海洋的颜色变化很大。它可以是深蓝色、绿松石色、深绿色，甚至是灰色。当被风或海浪搅成泡沫时，它就变成了白色。是什么赋予了水颜色？为什么水的颜色变化如此之大？

干净的水在透明的玻璃里看起来是无色的，你可以透过它看，几乎就像你可以透过玻璃看一样容易。这是因为你只能在大约8cm的水中观察。

当你看到海洋的时候，你看到的水可能有几米到几公里深。在晴朗的天空下，这片水域看起来是蓝色的，而且水越深，它看起来就越蓝。

你看到这种颜色有两个原因。首先，水分子吸收红、绿、黄光，但散射蓝光。其次，当你看到蓝天下的大海时，你看到的是水面对蓝天的反射。在阴天，水可能看起来是灰绿色的。

在阳光明媚的日子里，加勒比海岛屿的海水看起来是蓝色的；在阴天，古巴的海水看起来是灰色的

在水足够浅的地方，光线可以穿透海底，水的颜色部分取决于海底的颜色：白色沙子上的水比深色海藻上的水要浅。水中微小的悬浮颗粒也会影响它的颜色。

例如，大量浮游植物的存在，它们含有绿色的叶绿素，可以使水变绿；大量浮游生物的存在与白色方解石壳往往使水变成蓝绿色，因为贝壳反射光线和照亮水；悬浮粘土的存在可以使水变成褐色。

因为水散射不同波长的光的数量不同，你看到的颜色从水中的物体反射随着深度的变化。例如，水肺潜水者在20m深处看到的鱼的颜色与同一条鱼在水面上看到的颜色是不一样的。

水吸收其他颜色的光比吸收蓝光更有效。在清澈的水中，光线可以穿透到大约200m深的地方