大海

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   大海(英文:seas and oceans; the ocean; the sea 法文:Mer)即海洋。連綿不絕的鹽水水域,分布於地表的巨大盆地中。面積約362,000,000平方公里(140,000,000平方哩),近地球表面積的71%。全球海洋一般被分為數個大洋和面積較小的海。三個主要的大洋為太平洋、大西洋和印度洋(北冰洋被看作是大西洋延伸出去的一部分),大部分以陸地和海底地形線為界。三大洋在環繞南極大陸的水域即南極海(又稱南部海〔Southern Ocean〕)大片相連。傳統上,南極海也被分為三部分,分別隸屬三大洋。將南極海的相應部分包含在內,太平洋、大西洋和印度洋分別佔地球海水總面積的46%、24%和20%。重要的邊緣海多分布於北半球,它們部分為大陸或島弧包圍。最大的是北冰洋及其近海、亞洲的地中海(介於澳大利亞與東南亞之間)、加勒比海及其附近水域、地中海(歐洲)、白令海、鄂霍次克海、黃海、東海和日本海。

海洋平均深度約為3.7公里(2.3哩)。從一般深100~00公尺(330~660呎)的大陸棚坡折開始,大陸坡一路降為廣闊的深海平原。約有75%的海床深度在3~6公裡間,只有約1%的深度更深。最深的水域分布在較窄的海溝中,其中大部分與太平洋島弧有關,目前已知最深的是馬里亞納海溝(Mariana Trench)的11,034公尺。

海床表面多半為疏鬆沉積物所覆蓋,其下為固結沉積物和地殼火成岩。雖然海床大部分地區相當平坦,但也有許多類似山脈的地形,如海山。所謂的洋中脊就是一個主要地貌,其主幹與支脈延伸至各大洋。海脊的山峰高於深海海床2~3公里,其火山活動區域是形成新的海底玄武岩地殼的地點,在海底擴張運動上扮演關鍵的角色(參閱板塊構造學〔plate tectonics〕)。近來對太平洋海脊的研究發現,在形成新地殼的活躍地區,海水會在玄武岩間循環流動,並在高溫下起反應而發生劇烈變化。經過這些熱水交互作用的溶液會穿過地殼中的氣孔回到海洋,在某些氣孔測得的溫度最高達350℃(660℉)。

若以地質年表的標準來看,相較於深海中水分子的平均壽命從數百至大約1,000年不等,海洋中的一般水循環可說十分迅速。在洋面,風壓摩擦上層海水製造出洋流。主要風力系統決定主要洋流最初的流向,但流向也會受到地球自轉和地形的影響而改變。北大西洋熱帶及溫帶地區順時針方向的迴旋就是一例,其包含加入灣流(墨西哥灣流)的強西邊界流。其他地區也有類似的迴旋洋流生成。在主要海洋的東大陸邊緣附近,表層的海水通常會被驅離海岸,而被來自中等深度、較寒冷而養分較豐富的海水所取代。這些海水向上湧出的海岸地區往往生態豐富而盛行漁業。風生海流(Wind-driven circulation)在不同深度上對海洋都有影響,但大部分中等深度和所有最深海域的海水特性均取決於熱鹽環流(Thermohaline circulation)。熱鹽環流肇始於海水在高緯度地區因冷卻致使密度變大而下沉,一直下沉到某個水密度相同的深度為止,才開始橫向流動,如此便形成少量溫度和鹽度獨特的水體;這些水體的混合產生性狀各異的水團(Water Mass),充塞在海洋不同區域的特定深度中。大部分不受表層環流影響的水流都成片地由南向北或由北向南運動,但也有明顯的例外,如地中海生成的海水就出現在部? 壑今必`度的大西洋地區。

海洋的許多重要特徵皆由海水的溫度和鹽度決定,此外再加上壓力,便決定了海水的密度。海水的熱量主要來自其表面吸收的太陽能,而表面的水溫會隨緯度不同而有明顯的差異。但表面溫度的分布卻明顯受到表層洋流的熱傳導以及諸如涌升流(Upwelling)等其他區域性特徵之影響。廣闊海洋的溫度從不到-1℃直到28℃(30~82℉)不等。在熱帶及溫帶緯度地區,大洋海水的溫度在溫躍層(位於海水充分混合、深達100公尺左右的表層之下)下降得最為明顯。深於1公里後的水溫變化緩慢,趨向一般在2℃以下的底層水溫。以總量來看,約有50%的大洋水溫介於1.3~3.8℃間。海水表層的鹽度──即海水中所含溶鹽的比率──各不相同,主要視當地海水的蒸發流失量和降雨量之間的對比而定。大洋的平均鹽度為34.7。有大河注入大量淡水或大量冰山融化的地區,海水鹽度會略低;蒸發水量極高的地區,鹽的濃度就會高一點。

海水含有各式各樣溶解的無機物、氣體和有機物。除了以上溶解成分,它還含有懸浮微粒物質(如浮游生物)。除了水之外,最豐富的無機成分依序為氯化物、鈉、硫酸鹽、鎂、鈣、鉀和重碳酸鹽等。這些主要成分不像許多微量物質,其濃度各不相同但幾乎和鹽度成固定比例。大洋海水呈微鹼性,pH值接近8。地球化學家認為,儘管物質不斷進出增減,至少過去6億年來,海水的主要組成特徵多少維持一致。

海洋似乎是在地球史的初期形成的。在地球溫度升高、分成3個主要地帶(地核、地幔、地殼)時,火山作用將大量水蒸氣連同其他過剩的揮發性物質一起從地球內部釋放出來,並帶往熔岩的表面。水蒸氣形成熱雲溢出熔岩,隨後凝結成足夠的水量而形成海洋。  

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