海 (original) (raw)

安達曼-尼科巴群島哈夫洛島影嘅安達曼海

海（Hoi2）係地球（或者一粒行星）表面裝住大量鹹水嘅地形，多數連住大洋，當中鹹水係指鹽嘅濃度高3.5%嘅水－每公升嘅鹹水就有超過35克咁多嘅鹽喺裏面[註 1][1]。海同大洋相比更加細，有陸地去部份或者完全圍住四週。

海覆蓋住地球大約71%嘅面積，而且深度不一：近陸地（地球表面冇俾水覆蓋嘅地方）嘅海好多時都好淺水，得嗰幾米深，但離陸地遠啲嘅海就可以深得好交關，例如位於太平洋西部嘅馬里亞納海溝，某啲地方據探測有成超過10公里咁深－大約係廿棟廣州周大福金融中心咁高[2]。

國際海事組織定義嘅大洋同邊緣海

海係指地球上所有相連嘅洋水,包括大西洋、太平洋、印度洋、南冰洋同北冰洋。[3]不過,"海"呢個字都可以用嚟形容好多細得多嘅水體,好似北海或者紅海咁。海同大洋之間冇乜明確嘅區分,不過一般嚟講海會細啲,而且通常會被陸地包圍一部分(好似邊緣海或者地中海),或者全部包圍(好似內陸海)。[4]不過都有例外嘅,馬尾藻海就冇海岸線,而係位於北大西洋環流嘅圓形洋流入面。[5](p90) 海通常都會大過湖,而且含有鹹水,但係加利利海就係一個淡水湖。[6][a] 聯合國海洋法公約話所有大洋都係"海"。[10][11][b]

海洋法主要係講大洋嘅邊界,解釋佢點樣應用喺邊緣海。但係呢條法律適用於乜嘢水體除咗海之外,而家喺裏海嘅案例中就好緊要。主要係圍繞住裏海係咪真係一個大洋海,定係淨係一個鹹水湖,就好似其他叫做海嘅鹹水湖咁。[未記出處或冇根據]

由NASA於2001年製作的地球合成影像

地球係唯一已知有液態水海洋嘅行星，[5](p22)雖然火星有冰蓋，而其他外星行星可能有類似嘅海洋。[13] 地球嘅1,335,000,000立方公里（320,000,000立方英里）海洋包含咗約97.2%已知水量[14][c]，佔地球表面約71%。[5](p7)[19] 另外2.15%嘅水係凍結狀態，存在於北極海嘅海冰、南極洲同佢嘅鄰近海域，以及全球各地嘅冰川同表面沉積物。其餘大約0.65%（全體嘅一部分）形成地下水庫或者水循環嘅不同階段，包含大部分陸地生物所接觸同使用嘅淡水：空氣中嘅蒸氣、慢慢形成嘅雲、由佢哋降落嘅雨，以及隨著水流動反覆自發形成嘅湖同河。[14]

水同地球嘅水循環嘅科學研究係水文學；流體力學研究水嘅運動物理。最近對海洋嘅研究係海洋學。呢個領域最初係研究海洋嘅洋流[20]，但隨著時間發展成一個龐大同多學科嘅領域：[21]佢檢視海水嘅性質；研究波浪、潮汐同洋流；繪製海岸同繪製海床；同研究海洋生物。[22] 研究海洋運動、力同作用於海洋嘅力量嘅子領域被稱為物理海洋學。[23] 海洋生物學（生物海洋學）研究植物、動物同其他棲息喺海洋生態系統中的生物。兩者都受到化學海洋學嘅影響，研究元素同分子喺海洋中的行為：尤其依家，海洋喺碳循環中的角色同二氧化碳喺海水酸化加劇中的角色。海洋同海事地理學繪製海洋嘅形狀同形狀，而海洋地質學（地質海洋學）提供咗大陸漂移同地球組成同結構的證據，闡明了沉積過程，並協助研究火山活動同地震學。[21]

全球鹽度地圖

從Aquarius太空船拍攝的鹽度地圖。彩虹顏色代表鹽度水平：紅色 = 40 ‰，紫色 = 30 ‰

海水嘅一個特徵就係佢係鹹嘅。鹽度通常用千分比(‰或每千)，而開放海洋大約有35克（1.2安士）固體每升，鹽度為35‰。地中海稍微高啲，達到38‰，[24]而北紅海嘅鹽度可以達到41‰。[25] 相對地，一些內陸超鹽湖嘅鹽度更高，例如死海每升有300克（11安士）溶解固體（300‰）。

雖然食鹽（鈉同氯）大約佔溶液中固體嘅85%，但仲有其他金屬離子如鎂同鈣，同埋負離子包括硫酸根、碳酸根同溴化物。儘管不同海域嘅鹽度水平有變化，溶解鹽嘅相對成分喺全球海洋中都係穩定嘅。[26][27] 海水嘅鹽度太高，對人類來講係唔安全嘅，因為腎無法排出同海水一樣鹹嘅尿。[28]

海水中主要溶質（3.5%鹽度）[27]

溶質 濃度 (‰) % 總鹽
氯 19.3 55
鈉 10.8 30.6
硫酸根 2.7 7.7
鎂 1.3 3.7
鈣 0.41 1.2
鉀 0.40 1.1
碳酸氫根 0.10 0.4
溴化物 0.07 0.2
碳酸根 0.01 0.05
鍶 0.01 0.04
硼 0.01 0.01
氟化物 0.001 <0.01
其他所有溶質 <0.001 <0.01

雖然海洋中嘅鹽分量在百萬年內保持相對穩定，但各種因素會影響水體嘅鹽度。[29] 蒸發同冰形成嘅副產品（稱為“鹽水排斥”）會增加鹽度，而降水、海冰融化同陸地排水則會減少鹽度。[29] 波羅的海例如，有好多河流流入，因此可以視為半咸水。[30] 同時，紅海因為蒸發率高而非常鹹。[31]

海水嘅溫度取決於落喺海面嘅太陽輻射量。喺熱帶地區，太陽差唔多喺頭頂正上方，表層水溫可以高達30 °C（86 °F）以上，而喺極地附近，平衡海冰嘅水溫大約係−2 °C（28 °F）。海洋裏面有持續唔斷嘅水循環。暖表層水由熱帶流向兩極時會逐漸冷卻，水變得更密實沉落海底。呢啲冷水以深層洋流嘅形式流返去赤道，受到水溫同密度變化嘅驅動，最後又會湧升返去表層。全球各處嘅深海水溫都係介乎−2 °C（28 °F）至5 °C（41 °F）之間。[32]

一般鹽度35‰嘅海水[33]，佢嘅結冰點大約係−1.8 °C（28.8 °F）。[34]當溫度低到一定程度，冰晶就會喺表面形成。呢啲冰晶會碎開成細塊，然後合併成扁平圓盤，形成一層厚厚嘅懸浮物，叫做冰晶漿。喺平靜嘅環境下，呢啲冰晶漿會凝結成一層薄薄嘅平板，叫做新生冰，然後喺底部繼續形成新冰，越嚟越厚。喺波浪大啲嘅海面，冰晶會合併成圓盤狀，叫做煎餅冰。呢啲煎餅冰會相互滑動疊加，最後形成浮冰。喺結冰過程中，鹽水同空氣會被困喺冰晶之間。新生冰嘅鹽度可能有12-15‰，但到海冰一年大嗰陣，鹽度就會跌到4-6‰。[35]

海水係略微鹼性嘅，過去3億年平均pH值大約係8.2。[36]最近，氣候變化令到大氣中二氧化碳含量上升；大約30-40%嘅額外CO2被海洋吸收，形成碳酸，通過一個叫做海洋酸化嘅過程令到pH值下降（而家低過8.1[36]）。[37][38][39]未來海洋化學變化嘅程度，包括海洋pH值，將取決於各國政府採取嘅氣候變化緩解措施。[40]

海水中嘅氧氣含量主要取決於生長喺入面嘅植物。呢啲植物主要係藻類，包括浮游植物，仲有少量維管植物，好似海草咁。喺日光下，呢啲植物嘅光合作用會產生氧氣，溶解喺海水入面，畀海洋動物用。夜晚嗰陣，光合作用停止，溶解氧嘅含量就會下降。喺深海，陽光唔夠透入去畀植物生長，所以溶解氧好少。冇咗氧氣，有機物就會畀厭氧細菌分解，產生硫化氫。[41]

氣候變化可能會令到表層水嘅氧氣含量減少，因為氧氣喺水入面嘅溶解度會隨住溫度上升而下降。[42]海洋缺氧預計會令缺氧區增加10%，而每上升1°C嘅上層海洋暖化，會令極度缺氧水域（氧氣濃度比平均表面濃度低98%）增加三倍。[43]

穿透海洋嘅光量取決於太陽嘅角度、天氣狀況同埋水嘅濁度。好多光線會喺表面反射，而紅光會喺頭幾米被吸收。黃光同綠光可以到達更深嘅地方，而藍光同紫光可以穿透到1000米深。喺200米以下嘅深度，光線唔夠做光合作用同植物生長。[44]

喺大部分地質時期，海平面都高過而家。影響海平面長期變化嘅主要因素係海洋地殼嘅變化，預計喺好長嘅時間內會繼續向下趨勢。[45]喺大約2萬年前嘅最後冰期極盛期，海平面比而家(2012年)低咗大約125米。[46]

過去至少100年，海平面每年上升大約1.8毫米。[47]呢個上升大部分可以歸因於海水溫度因為氣候變化而上升，導致上層500米嘅水輕微熱脹。其他貢獻，最多佔總量四分之一，來自陸地水源，例如融化嘅雪同冰川，以及抽取地下水用於灌溉同其他農業同人類需要。[48]

波浪傳遞時分子嘅移動

圖示顯示波浪接近海岸

當波浪入淺水區，速度會減慢，振幅（高度）就會增加。

風吹過水面會形成垂直於風向嘅波浪。輕風喺池塘表面同空氣之間嘅摩擦會形成微波。強風喺海洋上會形成更大嘅波浪，因為移動嘅空氣推動水面升高嘅脊。[49]當波浪嘅傳播速度接近風速時，波浪會達到最大高度。喺開闊嘅水域，當風持續吹襲，就好似南半球嘅「咆哮四十度」咁，長而有組織嘅水團會形成橫越海洋嘅湧浪。

如果風停咗，波浪形成會減少，但已經形成嘅波浪會繼續向原來嘅方向傳播，直到遇到陸地。[50]波浪嘅大小取決於風域(風吹過水面嘅距離)同埋風力同持續時間。當來自唔同方向嘅波浪相遇，兩者之間嘅干擾可以產生破碎、不規則嘅海面。建設性干擾可以造成單獨嘅(意外嘅)巨浪，高度遠高於正常水平。

大多數波浪嘅高度少過3米，強烈風暴可以令高度增加兩到三倍都唔出奇。離岸建築好似離岸風電場同石油平台會用測量數據嘅海洋氣象統計嚟計算佢哋設計要抵禦嘅波浪力(例如百年一遇嘅波浪)。不過，已經有文獻記錄到高過25米嘅巨浪。

波浪頂部叫做波峰，波浪之間最低點叫做波谷，波峰之間嘅距離叫做波長。波浪畀風推過海面，但呢個係能量轉移而唔係水平方向嘅水流動。當波浪接近陸地，進入淺水時，佢哋嘅行為會改變。如果以一個角度接近，波浪可能會彎曲(折射)或者繞過岩石同海角(繞射)。當波浪到達一個點，佢最深嘅振盪接觸到海床，就會開始減速。呢個會令波峰更加接近，增加波浪嘅高度，叫做波浪淺化。當波浪高度同水深嘅比例超過一定限度，佢就會「碎浪」，以一團泡沫水嘅形式翻倒。呢個會沖上沙灘，然後喺重力影響下退回大海。

Tsunami in Thailand

2014年泰國海嘯

海嘯係一種不尋常嘅波浪形式，由罕見嘅強烈事件引起，例如海底地震或山泥傾瀉、隕石撞擊、火山爆發或者陸地崩塌入海。[51] 離岸建設例如風電場同油平台會用氣象海洋統計數據嚟計算佢哋設計要抵擋嘅波浪力量（例如百年波）。[52]呢啲事件可以暫時抬高或降低受影響區域嘅海面，通常係幾英尺。被移動嘅海水嘅勢能轉化成動能，形成一個淺層波浪，即係海嘯，以與水深平方根成正比嘅速度向外輻射，所以喺開闊海洋嘅傳播速度比喺大陸架上快得多。

喺深海開闊海域，海嘯嘅波長大約80到300英里，以超過每小時600英里嘅速度傳播，[53]而且通常高度少過3英尺，所以喺呢個階段經常唔會畀人注意到。[54] 相比之下，由風引起嘅海洋表面波浪波長只有幾百英尺，以最高每小時65英里嘅速度傳播，高度最高可達45英尺。[54]

當海嘯進入淺水時，速度會減慢，波長會縮短，振幅會大幅增加，表現同風生成嘅淺水波浪一樣，但規模大得多。海嘯嘅波谷或者波峰可能首先到達海岸。如果係波谷先到，海水會退後，令近岸嘅潮下帶區域暴露，呢個可以畀陸地上嘅人一個有用嘅警告。[55]當波峰到達時，通常唔會碎浪，但會沖向內陸，淹沒沿途所有嘢。好多破壞可能係由海嘯襲擊之後退回大海嘅洪水造成，沖走碎片同人。通常一次地質事件會引起幾次海嘯，以8分鐘到2小時嘅間隔到達。第一波到達岸邊嘅海浪可能唔係最大或最具破壞性嘅。[49]

顯示表面洋流嘅地圖

表面洋流：紅色－暖，藍色－冷

風吹過海面會喺空氣同海水之間產生摩擦力。呢個唔單只會形成波浪，仲會令到表面海水跟風嘅方向移動。雖然風嘅方向係多變嘅，但係喺任何一個地方，佢都主要係由單一方向吹嚟，因此就可以形成表面洋流。西風喺中緯度地區最常見，而東風則喺熱帶地區佔主導地位。[56] 當水以呢種方式移動嘅時候，其他水就會流入填補空隙，形成一個圓形嘅表面洋流運動，叫做環流。全球大洋有五個主要環流：太平洋兩個，大西洋兩個，印度洋一個。較細嘅海域都有較細嘅環流，而南極周圍就有一個單一嘅環流。呢啲環流幾千年嚟都係沿住同樣嘅路線流動，受到地形、風向同科里奧利效應嘅引導。喺北半球，表面洋流係順時針方向流動，喺南半球就係逆時針方向。離開赤道嘅水係暖嘅，相反方向流動嘅水就已經失去咗大部分熱量。呢啲洋流傾向於調節地球嘅氣候，令赤道地區變涼，高緯度地區變暖。[57] 全球氣候同天氣預報都受世界海洋嘅強烈影響，所以全球氣候模型會使用海洋環流模型，同時都會用到其他主要成分嘅模型，例如大氣層、陸地表面、氣溶膠同海冰。[58] 海洋模型會用到物理學嘅一個分支，叫做地球物理流體動力學，佢描述大規模流體（例如海水）嘅流動。[59]

顯示全球輸送帶嘅地圖

全球輸送帶，藍色係深層洋流，紅色係較暖嘅表面洋流

表面洋流只影響到海洋最上面幾百米，但係深海都有大規模嘅流動，呢啲係由深層水團嘅移動引起嘅。有一條主要嘅深海洋流流經世界所有大洋，叫做熱鹽環流或者全球輸送帶。呢種移動好慢，係由水嘅鹽度同溫度差異引起嘅密度差異驅動。[60] 喺高緯度地區，水受到低溫大氣嘅冷卻，而且由於海冰結晶，水變得更鹹。呢兩個因素都令到水變得更密，所以水會下沉。喺格陵蘭附近嘅深海，呢啲水向南流動，穿過大西洋兩邊嘅大陸之間。到達南極嘅時候，佢會同更多冷而下沉嘅水匯合，然後向東流動。之後佢會分成兩股，向北流入印度洋同太平洋。喺呢度，佢慢慢變暖，密度減少，上升到表面，然後返回原來嘅位置。呢個環流模式需要一千年先至完成一個循環。[57]

除咗環流之外，喺特定條件下仲會出現臨時嘅表面洋流。當波浪以一個角度遇到岸邊嘅時候，水會平行於海岸線推動，形成一個沿岸流。水會以直角衝上沙灘，但係喺重力嘅影響下會直接向下流走。浪頭越大，沙灘越長，波浪接近嘅角度越斜，沿岸流就越強。[61] 呢啲洋流可以搬運大量嘅沙或者卵石，形成沙嘴，令到沙灘消失同水道淤塞。[57] 當水因為前進嘅波浪而堆積喺岸邊附近，然後通過海床嘅一個通道沖返出海嘅時候，就可能會形成一個離岸流。佢可能會喺沙洲嘅缺口或者人造結構（例如防波堤）附近出現。呢啲強勁嘅洋流速度可以達到每秒3 ft（0.9 m），可以喺潮汐嘅唔同階段喺唔同嘅地方形成，仲可以帶走唔小心嘅游泳者。[62] 當風將水推離陸地，而深層水上升去取代佢嘅時候，就會出現臨時嘅上升流。呢啲冷水通常富含營養物質，會產生浮游植物嘅大量繁殖，令到海洋嘅生產力大幅提高。[57]

圖解顯示太陽同月亮點樣引起潮汐

喺地球離月球最近同最遠嘅地方出現嘅高潮位(藍色)

潮汐係海洋因為受到月球同太陽嘅引力影響，加埋地球自轉嘅效應而產生嘅規律性水位升降。喺每個潮汐周期裏面，任何一個地方嘅水位都會升到最高，呢個叫做"高潮"，跟住就會退到最低嘅"低潮"水位。當水位退落嘅時候，就會露出越嚟越多嘅前灘，又叫做潮間帶。高潮同低潮之間嘅水位差異就叫做潮差或者潮汐振幅。[63][64]

大多數地方每日都會經歷兩次高潮，相隔大約12小時25分鐘。呢個時間係地球完成一次自轉，月球返回相對於觀察者嘅原本位置所需時間24小時50分鐘嘅一半。月球嘅質量大約係太陽嘅2千7百萬分之一，但係佢離地球嘅距離係太陽嘅400分之一咁近。[65] 潮汐力或者引潮力會隨住距離嘅增加而急速減弱，所以月球對潮汐嘅影響係太陽嘅兩倍以上。[65] 喺地球最接近月球嘅地方，因為受到月球引力嘅影響最大，所以海洋會形成一個凸起。喺地球相反嘅一面，月球引力最弱，呢度都會形成另一個凸起。隨住月球繞住地球轉，呢啲海洋凸起都會跟住繞地球轉。太陽嘅引力都會影響到海洋，但係佢對潮汐嘅影響冇月球咁大。當太陽、月球同地球排成一直線嘅時候(滿月同新月嘅時候)，佢哋嘅引力效應疊加，就會產生大潮。相反，當太陽同月球從地球上望去成90度角嘅時候，佢哋對潮汐嘅引力效應最小，就會形成小潮。[63]

風暴潮可能會喺強風將水推向淺水區嘅海岸嘅時候發生，再加上低氣壓系統嘅影響，可以令到高潮時嘅海平面大幅上升。

三種板塊邊界

地球由一個有磁性嘅中心核心、一個主要由液體組成嘅地幔，同埋一個堅硬嘅外殼(或者叫岩石圈)組成。呢個外殼包括地球嘅岩石地殼同埋地幔最外層嘅大部分固體。喺陸地上面嘅地殼叫做大陸地殼，而喺海底下面嘅就叫做海洋地殼。海洋地殼主要由密度較高嘅玄武岩組成，厚度大約係5到10公里(3到6英里)。相對較薄嘅岩石圈浮喺下面較弱同較熱嘅地幔上面，並且分裂成幾個構造板塊。[66] 喺海洋中間，岩漿不斷噴出海床，喺相鄰板塊之間形成中洋脊，呢度嘅地幔對流趨勢推動兩個板塊分開。平行於呢啲海脊同埋較接近海岸嘅地方，一個海洋板塊可能會滑到另一個海洋板塊下面，呢個過程叫做俯衝。呢度會形成深海溝，而且因為板塊互相摩擦會產生熱量，迫使岩漿上升形成海底山脈，其中一啲可能會形成火山島鏈，靠近深海溝。喺一啲陸地同海洋交界嘅地方，密度稍高嘅海洋板塊會滑到大陸板塊下面，形成更多嘅俯衝海溝。當佢哋互相摩擦嘅時候，大陸板塊會變形同彎曲，引起造山運動同地震活動。[67][68]

地球最深嘅海溝係馬里亞納海溝，佢喺海床延伸咗大約2,500公里(1,600英里)。佢靠近西太平洋嘅馬里亞納群島，呢度係一個火山群島。佢最深嘅地方喺海平面以下10.994公里(差唔多7英里)。[69]

葡萄牙阿爾加維嘅馬林哈海灘

芬蘭圖爾庫群島嘅波羅的海

陸地同海洋相遇嘅地方叫做海岸，而最低春季潮位同水花濺到嘅最高位置之間嘅部分就叫做海濱。沙灘係沙或者卵石喺海濱堆積而成嘅。[70] 海角係突出到海中嘅一塊陸地，大啲嘅突出部分就叫做岬。海岸線嘅凹陷部分，特別係兩個海角之間嘅凹陷，就叫做海灣，狹窄入口嘅小海灣叫做海灣仔，而大嘅海灣可能會叫做海灣。[71] 海岸線受到幾個因素嘅影響，包括到達海岸嘅波浪強度、陸地邊緣嘅坡度、海岸岩石嘅成分同硬度、離岸斜坡嘅傾斜度，以及由於當地抬升或沉降引起嘅陸地水平變化。通常情況下，波浪以每分鐘六到八次嘅速度向岸邊滾動，呢啲叫做建設性波浪，因為佢哋傾向將物質向上推到海灘，對侵蝕嘅影響好少。風暴波浪快速連續到達海岸，呢啲叫做破壞性波浪，因為回浪會將海灘物質帶返海裏面。喺佢哋嘅影響下，沙灘上嘅沙同卵石會互相磨擦同磨損。喺高潮位附近，風暴波浪撞擊懸崖底部嘅衝擊力會產生破壞性嘅效果，因為裂縫同縫隙中嘅空氣會被壓縮，然後喺壓力釋放嘅時候急速膨脹。同時，沙同卵石被拋向岩石嘅時候都會產生侵蝕作用。呢啲會傾向於侵蝕懸崖嘅底部，跟住就係正常嘅風化過程，好似霜凍嘅作用，會導致進一步嘅破壞。慢慢嘅，喺懸崖腳下會形成一個波蝕平台，呢個平台有保護作用，可以減少進一步嘅波浪侵蝕。[70]

從陸地邊緣侵蝕落嚟嘅物質最終會去到海裏面。喺呢度，佢會受到磨損，因為平行於海岸線流動嘅海流會沖刷出水道，將沙同卵石從佢哋嘅原產地運走。河流帶到海裏面嘅沉積物會沉積喺海床上，喺河口形成三角洲。所有呢啲物質都會喺波浪、潮汐同海流嘅影響下來來回回移動。[70] 疏浚可以移走物質同加深水道，但可能會喺其他地方嘅海岸線產生意想不到嘅影響。政府會通過建設防波堤、海堤、堤壩同其他海防設施嚟防止陸地被水淹沒。例如，泰晤士河防洪閘就係設計嚟保護倫敦免受風暴潮嘅影響，[72] 而喺卡特里娜颶風期間，新奧爾良周圍嘅堤壩同防洪堤失效就喺美國造成咗一場人道主義危機。

海洋係水循環或者話水文循環嘅一部分。喺呢個循環裏面，水從海洋蒸發，以水蒸氣嘅形式喺大氣中移動，然後凝結，以雨或者雪嘅形式落落嚟，從而維持陸地上嘅生命，最後大部分水又會流返落海。[73] 就算喺好少落雨嘅阿塔卡馬沙漠，都會有濃密嘅霧，當地人叫做camanchaca，從海面吹過嚟，幫助植物生存。[74]

喺中亞同其他大陸地區，有啲內流盆地係冇出口通向大海嘅，佢哋被山脈或者其他天然地質特徵同海洋隔開咗，令到水冇辦法流出去。裏面最大嘅就係裏海。佢主要嘅入水係來自伏爾加河，冇出水口，而且水分蒸發令到溶解嘅礦物質積聚，形成鹹水。哈薩克斯坦同烏茲別克斯坦嘅鹹海，同美國西部嘅金字塔湖都係冇出水口嘅大型內陸鹹水湖嘅例子。有啲內流湖冇咁鹹，但係所有呢啲湖都會對流入水嘅質量變化好敏感。[75]

海洋含有世界上最多嘅活躍循環碳，喺儲存碳嘅數量上僅次於岩石圈。[76] 海洋嘅表層含有大量溶解有機碳，呢啲碳同大氣進行快速交換。深層嘅溶解無機碳濃度大約比表層高15%，[77] 而且會喺嗰度停留好長時間。[78] 溫鹽環流會喺呢兩層之間交換碳。[76]

碳以大氣中二氧化碳溶解喺表層嘅形式進入海洋，然後轉化成碳酸、碳酸鹽同碳酸氫鹽：[79]

CO2 (氣) ⇌ CO2 (溶)

CO2 (溶) + H2O ⇌ H2CO3

H2CO3 ⇌ HCO3− + H+

HCO3− ⇌ CO32− + H+

碳仲可以以溶解有機碳嘅形式通過河流進入海洋，然後被光合生物轉化成有機碳。呢啲碳可以喺食物鏈中交換，或者以軟組織嘅形式沉降到更深、更富碳嘅層面，又或者以碳酸鈣嘅形式存在於貝殼同骨頭入面。佢會喺呢層循環好長時間，最後一係沉積成沉積物，一係通過溫鹽環流返入表層水。[78]

海同海邊嘅環境特性往往都會對生物嘅生存同進化造成具體嘅影響。舉個例說明，海洋生物嘅一個出名特點係少兩棲類（學名：_Amphibia_）－兩棲類嘅例子有青蛙，呢個綱嘅動物其中一個特性係啲皮膚有高嘅滲透性，容易俾水或者鹽等嘅物質通過，而通常係鹽會由鹽多嗰邊擴散過去鹽少嗰邊；噉即係話一旦隻兩棲類浸入鹹水，身體（鹽少嗰邊）就會勁俾海水（鹽多嗰邊）嘅鹽入侵；跟住呢樣嘢就會造成隻兩棲類動物體內鹽嘅濃度高得滯，並且搞到佢哋體內嘅化學過程失衡，最後引致死亡。因為噉，絕大多數嘅兩棲類都頂唔順鹹水[註 2]，而自自然然海洋生物學啲研究對象基本上係冇兩棲類咁滯[80][81]。由呢個例子可見，海洋嘅環境會對生物造成某啲獨特－第啲環境唔會有－嘅挑戰。

珊瑚礁係世界上最多樣化嘅生態系統之一。

海洋棲息地
沿岸帶 潮間帶 三角灣 海藻林 珊瑚 暗沙 大陸架 淺海生物界 海峽 浮游生物界 海洋生物界 海底山 深海熱泉 冷泉 底層區 海底生物界
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啲海洋係好多唔同生物嘅屋企。因為陽光淨係照到上層,所以大部分嘅海洋都係永久黑暗嘅。每個深度同溫度都有唔同嘅物種生存,所以成個海洋環境包含咗好多唔同嘅生物。[82] 海洋棲息地由表面水域到最深嘅海溝,包括咗珊瑚礁、海帶林、海草床、潮池、泥濘、沙質同石質海床,同埋開放嘅遠洋區域。喺海洋生活嘅生物由 30米（98英尺） 長嘅鯨魚到微小嘅浮游植物同浮游動物、真菌同細菌都有。海洋生物喺碳循環入面扮演住重要嘅角色,因為光合生物將溶解咗嘅二氧化碳轉化成有機碳,而且對人類嚟講都好有經濟價值,因為提供咗漁業嘅食物嚟源。[83][84](pp204–229)

生命可能起源於海洋,而且所有主要嘅動物群都有喺度。科學家對於生命喺海洋邊度出現有唔同嘅睇法:米勒-尤里實驗建議係喺開放水域嘅稀釋化學「湯」入面,但係最近嘅建議包括火山溫泉、細粒嘅黏土沉積物,或者深海嘅「黑煙囪」噴口,呢啲地方都可以保護初期生命免受有害紫外線嘅傷害,因為當時地球嘅大氣層仲未能夠阻擋呢啲紫外線。[5](pp138–140)

海洋棲息地可以橫向分為沿海同開放海洋棲息地。沿海棲息地由海岸線延伸到大陸架嘅邊緣。雖然大陸架嘅面積淨係佔咗成個海洋面積嘅7%,但係大多數嘅海洋生物都喺沿海棲息地搵到。開放海洋棲息地就係喺大陸架邊緣之外嘅深海。另一種分法係垂直分為遠洋區(開放水域)、底層區(海床上方)同底棲區(海底)。第三種分法係根據緯度:由有冰架、海冰同冰山嘅極地海洋,到溫帶同熱帶水域。[5](pp150–151)

珊瑚礁被稱為「海洋嘅雨林」,佢哋嘅面積少過世界海洋表面嘅0.1%,但係佢哋嘅生態系統包含咗25%嘅海洋物種。[85] 最出名嘅係熱帶珊瑚礁,好似澳洲嘅大堡礁,但係冷水珊瑚礁都有好多唔同嘅物種,包括珊瑚(淨係有6種參與造礁)。[5](pp204–207)[86]

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海洋嘅初級生產者——植物同浮游生物中嘅微生物——遍布各處而且對生態系統好重要。有人估計世界上一半嘅氧氣係由浮游植物產生嘅。[87][88] 大約45%嘅海洋生物初級生產係由矽藻貢獻嘅。[89] 大啲嘅藻類,通常叫做海藻,喺局部地區好重要;馬尾藻形成漂浮嘅漂移物,而海帶形成海底森林。[84](pp246–255) 開花植物以海草嘅形式喺沙質淺水區形成「草甸」,[90] 紅樹林生長喺熱帶同亞熱帶地區嘅海岸線,[91] 而耐鹽嘅植物就喺經常被水淹沒嘅鹽沼中茁壯成長。[92] 呢啲棲息地都可以儲存大量嘅碳,同時支持住好多種大大細細嘅動物生活。[93]

光線淨係可以穿透到頂 200米（660英尺） 嘅水深,所以淨係呢部分嘅海洋先可以有植物生長。[44] 表層水通常缺乏生物活性氮化合物。海洋嘅氮循環包括複雜嘅微生物轉化過程,包括固氮、同化、硝化作用、厭氧氨氧化同反硝化。[94] 有啲呢啲過程發生喺深水區,所以喺冷水上湧嘅地方,同近河口有陸地嚟嘅營養物質嘅地方,植物生長會更加多。呢個意味住最多產嘅地方,富含浮游生物同因此都多魚嘅地方,主要係沿海地區。[5](pp160–163)

一條角箱魚

海洋入面嘅高等動物分類群比陸地上更加多樣化,仲有好多海洋物種未被發現,而已知嘅物種數量每年都喺增加緊。[95] 有啲脊椎動物好似海鳥、鰭足類動物同海龜會返到陸地繁殖,但係魚、鯨豚同海蛇就完全喺水裡面生活,仲有好多無脊椎動物門類都係完全海洋生物。事實上,海洋入面有好多生命,提供咗好多唔同嘅微棲息地。[95] 其中之一就係表面薄膜,雖然畀波浪沖來沖去,但係都提供咗豐富嘅環境,係細菌、海洋真菌、微藻、原生動物、魚卵同各種幼蟲嘅屋企。[96]

遠洋區有大型動物同微型動物,仲有好多隨水流漂泊嘅浮游動物。最細嘅生物大多數係魚同海洋無脊椎動物嘅幼蟲,佢哋會產大量嘅卵,因為每一個胚胎能夠生存到成熟嘅機會都係好細。[97] 浮游動物食浮游植物同其他浮游動物,佢哋係複雜食物鏈嘅基礎部分,呢個食物鏈由各種大細嘅魚同其他游泳生物延伸到大型魷魚、鯊魚、鼠海豚、海豚同鯨魚。[98] 有啲海洋生物會做大規模嘅遷徙,可能係季節性咁去到海洋嘅其他地區,或者每日做垂直遷徙,通常係夜晚上嚟食嘢,日間就落去深處搵安全。[99] 船隻可以通過排放壓艙水或者運輸喺船身積聚嘅污損群落生物嚟引入或者傳播入侵物種。[100]

底層區支持好多食底棲生物或者搵地方躲避捕食者嘅動物,而海床提供咗好多喺表面或者底下嘅棲息地,畀適應咗呢啲環境嘅生物用。潮間帶定期暴露喺脫水嘅空氣中,係藤壺、軟體動物同甲殼動物嘅屋企。近岸區有好多需要光嚟生長嘅生物。喺呢度,喺長滿藻類嘅岩石之間生活住海綿、棘皮動物、多毛類蠕蟲、海葵同其他無脊椎動物。珊瑚通常包含光合共生生物,生活喺有光照到嘅淺水區。佢哋分泌嘅大量鈣質骨骼形成咗珊瑚礁,呢個係海床嘅一個重要特徵。呢啲珊瑚礁為喺礁石生活嘅生物提供咗一個生物多樣性豐富嘅棲息地。喺深海海床嘅生物少啲,但係海洋生物都會聚集喺從深處升起嚟嘅海山周圍,魚同其他動物會喺呢度產卵同覓食。近海床生活嘅係底層魚類,佢哋主要食遠洋生物或者底棲無脊椎動物。[101] 用潛水器探索深海揭示咗一個以前科學家唔知道存在嘅新世界,喺海床上生活嘅生物。有啲好似食碎屑動物依賴落到海底嘅有機物質。其他就聚集喺深海熱液噴口周圍,喺呢度富含礦物質嘅水流從海床湧出嚟,支持住一啲以氧化硫嘅化能自養細菌為初級生產者嘅群落,呢啲群落嘅消費者包括專門嘅雙殼類、海葵、藤壺、螃蟹、蠕蟲同魚類,佢哋好多都係喺其他地方搵唔到嘅。[5](p212) 一條死咗嘅鯨魚沉到海底會為一堆主要依賴硫還原細菌嘅生物提供食物。呢啲地方支持住獨特嘅生物群,喺呢度發現咗好多新嘅微生物同其他生物。[102]

影響海洋嘅環境問題大致可以分為三類:嚟自海洋污染、過度開發同氣候變化。呢啲問題都會影響到海洋生態系統同海洋食物網，可能會對海洋生物嘅生物多樣性同延續性帶嚟未知嘅後果。[103] 以下係環境問題嘅概覽:

好多物質因為人類活動而進入海洋。燃燒產物喺空氣中傳播,再由降水帶入海洋。工業排放同污水帶來重金屬、殺蟲劑、多氯聯苯、消毒劑、家居清潔用品同其他合成化學品。呢啲污染物會集中喺表面膜同海底沉積物度,尤其係河口污泥。由於牽涉嘅物質太多,又冇足夠嘅生物效應資料,所以呢啲污染嘅總體影響仲未知。[106] 最令人擔心嘅重金屬係銅、鉛、水銀、鎘同鋅,可能會喺海洋生物體內累積,再經食物鏈傳遞。[107]

大部分漂浮嘅塑膠垃圾唔會生物降解,反而會隨時間分解成更細嘅碎片,最後變成分子級別。硬塑膠可能漂浮好多年。[108] 喺太平洋環流中心有一個永久嘅垃圾帶,主要係塑膠廢物[109],大西洋都有類似嘅垃圾帶。[110] 覓食嘅海鳥如信天翁同海燕可能會錯認垃圾為食物,喺消化系統積聚唔能消化嘅塑膠。海龜同鯨魚嘅胃入面都發現過膠袋同漁線。微塑膠可能會沉落海底,威脅住海床上嘅濾食性生物。[111]

海洋中嘅油污染主要嚟自城市同工業。[112] 油對海洋動物好危險。佢可以阻塞海鳥嘅羽毛,降低佢哋嘅保暖效果同浮力,當海鳥為咗清理污染物而梳理羽毛時仲會攝入油。海洋哺乳動物受影響較少,但可能因為失去隔熱層而受凍,或者眼睛受損、脫水或中毒。當油沉落海底,底棲無脊椎動物會被淹沒,魚類會中毒,食物鏈會受到破壞。短期內,漏油會導致野生動物數量減少同失衡,影響休閒活動,摧毀依賴海洋維生嘅人嘅生計。[113] 海洋環境有自清能力,自然存在嘅細菌會隨時間清除海洋中嘅油。喺墨西哥灣,本身已經有食油細菌存在,佢哋只需要幾日就可以消化掉漏油。[114]

農地肥料嘅徑流係某啲地區嘅主要污染源,排放未經處理嘅污水都有類似效果。呢啲來源提供嘅額外營養物可能會引起植物過度生長。氮通常係海洋系統嘅限制因子,額外嘅氮會引起藻華同赤潮,降低水中嘅氧氣含量,殺死海洋動物。呢啲事件喺波羅的海同墨西哥灣造成咗死亡區。[112] 某啲藻華係由藍綠藻引起,會令以佢哋為食嘅貝類變得有毒,危害到海獺等動物。[115] 核設施都可能造成污染。愛爾蘭海曾經受到前塞拉菲爾德核燃料處理廠排放嘅放射性銫-137污染[116],核事故都可能導致放射性物質滲入海洋,好似2011年福島第一核電站事故咁。[117]

向海洋傾倒廢物(包括油、有毒液體、污水同垃圾)受國際法管制。倫敦公約(1972年)係一個控制海洋傾倒嘅聯合國協議,截至2012年6月8日已有89個國家批准。[118] MARPOL 73/78係一個減少船舶對海洋污染嘅公約。截至2013年5月,已有152個海事國家批准MARPOL。[119]

  1. ↑ 順帶一提，淡水定義係「鹽濃度少過0.5%嘅水」。
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