前    言

致學生

歡迎開啟非凡之旅。在這一學期的課程中，你將了解海洋在巨大地球繫統中的重要作用。

本書主要介紹海洋的基本知識，具體內容包括各學科如地質學、化學、物理學和生物學與海洋的關繫。掌握這門課程不要求學生具有任何科學背景。

學完這門課程後，學生要了解海洋的各個組成部分（海底、化學成分、物理成分和生命形式）之間的關聯性。此外，由於人類活動會影響地球繫統，因此除了解海洋的運行機制外，還要了解海洋與地球其他繫統（大氣圈、生物圈和水圈）間的相互作用。

本書的內容按如下三個基本方面來組織：

1．概念：由特定事例或現像推出基本思想，例如可用密度的概念來解釋海洋的分層現像。

2．過程：給出結果的動作或現像，例如海浪以某個角度衝擊海岸會導致沉積物沿岸輸運。

3．原理：自然現像或機械過程起作用時所涉及的規則或定律，例如海底擴張認為大陸的地理位置隨時間變化。

概念、過程和原理之間穿插了幾百張照片、插圖和真實事例。了解海洋的運作原理後，應掌握海洋環境的各個方面及它們在地球繫統中的作用。

致教師

本書是海洋學課程的教材，適用於無任何數學或科學背景的學生，目的是讓學生掌握科學原理與各種海洋現像間的關繫。

本書得到了許多學生和教師的審核，適用於海洋學導論課程的教學。2012年，本書因內容、呈現方式、愉悅性和可讀性，被教材和學術作者協會評為優秀教材。

講授本書需要15周或16周時間，學時較少時，教師可選擇某些章節和主題來講授。全書各章自成體繫並按如下順序出現：

?       簡介（第1章）

?       海洋地質學（第2～4章，以及第10章、第11章的部分內容）

?       海洋化學（第5章，以及第11章的部分內容）

?       海洋物理學（第6～9章，以及第10章、第11章的部分內容）

?       海洋生物學（第12～15章）

與上一版相比，本版新增了“海洋與氣候變化”一章（第16章），主要介紹人類導致的全球氣候變化及其對環境和海洋的影響。

致謝

本書的修訂得到了許多人的幫助，限於篇幅此處不一一列出；同時，本書的出版也得到了許多同事的支持和幫助，這裡謹致謝意。特別感謝Patty Deen、Cari Gomes、Adam Petrusek、Rich Yonts。

盡管本書經過了仔細的評閱和校對，但仍會存在錯誤，敬請讀者指正並與我們聯繫。

海洋專業職業展望

許多人認為海洋職業不外乎是在海洋公園與海洋動物一起遊泳，或是在熱帶海水中潛水研究珊瑚礁。事實上，這種工作機會很少，且競爭者眾多。多數海洋學家使用科學來回答海洋的問題：

?       海洋在抑制人類導致的氣候變化方面所起的作用是什麼？

?       在海洋生物中能找到哪些類型的自然藥物？

?       海底擴張與構造板塊運動有何關聯？

?       海底有哪些經濟礦床？

?       瘋狗浪能預測嗎？

?       沿岸輸運在海灘沙的分布方面有何作用？

?       污染物如何影響海洋環境中的生物？

海洋學領域的職業準備

若立志畢業後從事海洋領域的職業，則要了解以下科學以便奠定基礎：

?       海洋地質學。海洋地質學研究海底結構、海底隨時間的變化、海底特征的形成、海底沉積物的歷史等。

?       海洋化學。海洋化學研究海水的化學成分和性質、如何從海水中提取化學藥品，以及污染物對海水的影響。

?       海洋物理學。海洋物理學研究海浪、潮汐、洋流，影響天氣和氣候的海氣關繫，以及海洋中光與聲音的傳播。

?       海洋生物學。海洋生物學研究各種海洋生物、海洋生物間的關繫、海洋生物對海洋環境的適應性，以及海洋捕撈的生態平衡。

除以上學科外，還需了解海洋工程、海洋考古學和海洋政策。海洋學是一門跨學科的科學，因為它要運用所有基礎學科的知識。有些工作和就業機會需要我們具備所有這些學科的知識。

在海洋學及與海洋學相關領域工作的個人，至少需要具備某門基礎學科（如地質學、物理學、化學或生物學）或工程的知識和本科學歷。所有這類工作都需要掌握數據。海洋考古學需要有考古學和人類學的背景，海洋政策研究需要具有至少一門社會科學（如法律、經濟或政治）的背景。對任何職業而言，都需要有流利讀寫和嚴謹思考的能力。今天，還須具備熟練使用計算機和調試計算機繫統的能力。海洋學領域的許多工作需要從業者乘船出海作業，因此需要有出海經驗。同時，具有機械知識和動手能力會更具優勢（如在船上不用上岸就可修復設備的能力）。總之，工作性質不同，對人的要求也不同，如有些工作要求從業者具備聽說多門外語的能力，具有潛水證書，能在狹窄空間中長時間工作的體力和耐力，並能克服暈船癥。海洋學是一門相對較新的科學，留待我們發現的知識還有很多，因此許多人會以高學位（如碩士或博士）進入這一領域。但作為海洋工程師也大有可為，海洋工程師對學位要求不高，學士學位或具備相應的經驗即可。努力就會有回報，希望你能找到合適的工作並取得相應的成就。

海洋學家的工作職責

與海洋相關的就業機會正在且必將繼續增多。海洋學家的就業領域包括研究機構、政府部門，以及各類公司，如海洋礦業公司、海洋養殖公司、海洋發電公司等。工作不同，海洋學家的具體職責也不同，但通常具有如下職責：

?       海洋地質學家和地球物理學家勘探海底並對海底地質結構成圖。研究岩石和沉積物的物理與化學性質，為地球歷史提供有價值的信息。這種工作成果有助於我們了解海洋盆地的形成過程，以及海洋與海底的相互作用。

?       海洋化學家和海洋地球化學家研究海水的化學組成及其與大氣、海底的相互作用。具體工作包括分析海水的成分、海水的淡化，並研究污染的影響。還研究海洋環境中的化學過程，並與海洋生物學家合作研究生命繫統。他們對海水的微量化學物質的研究，可幫助我們了解全球的洋流運動形式及海洋對氣候的影響。

?       海洋物理學家研究海洋的溫度、密度、海浪運動、潮汐和海流等性質。他們研究影響天氣和氣候的海氣關繫、光和聲音在海水中的傳播，以及海洋與海底、海岸的相互作用。

?       海洋生物學家和海洋漁業學家研究海洋中的動植物，了解海洋生物的發展方式、彼此間的關繫、對環境的適應性及與環境的相互作用，找到海洋捕撈的平衡方法，研究生物對污染的響應。與海洋生物學相關的新領域包括海洋生物技術和分子生物學。海洋生物學是海洋學中為重要的領域，因此也競爭性。

?       海洋工程師將科技知識應用於實際工作中，工作範圍包括設計敏感的設備來測量海洋過程，構建能承受洋流、海浪、潮汐和風暴的結構。細分領域包括聲學、機器人、電氣、機械、建築、化學工程和造船。這些工程師通常具有高度專業的計算機技術。

?       海洋考古學家繫統地恢復和研究海洋證據，如沉船地點、建築和海底人類遺跡。海洋考古學家使用先進技術來定位水下考古遺跡。

?       海洋政策專家利用海洋學、社會科學、法律等知識，制訂合理開發海洋和沿岸資源的方針與政策。

海洋學家的其他工作領域包括海洋新聞工作者、教師和水族館負責人等。

就業信息來源

就業信息來源可在大學關於海洋學的目錄中找到。網上的就業信息來源包括：

?       海洋科學職業：美國國家海洋和大氣管理局海洋學院提供的工作機會指南，網址為http:// marinecareers.net。

?       加州大學海洋研究所提供的就業信息，網址為www.siommg.ucsd.edu/slices/。

?       海洋世界*門提供的動物園工作指南，網址為www.seaworld.org/infobooks/ zoocareers/ home.html。

?       科學和工程職業：美國國家科學院提供的學生就業指南，網址為www.nap.edu/openbook. php?record_id=5129。

其他海洋學就業網上信息包括：

?       海洋學會，網址為www.tos.org/resources/career_profiles.html。

?       美國海軍網站，網址為www.oc.nps.edu/careers.html。

?       斯克裡普斯海洋研究所的網站，其中列出了海洋學、海洋生物學等方面的信息，網址為http://ocean.peterbrueggeman.com/career.html。

?       帕洛瑪學院海洋學職業網站，網址為www.palomar.edu/oceanography/links/Careers.html。

?       紐約州立大學石溪分校生物科學繫，其中列出了許多海洋實驗室和研究機構，網址為http://life.bio.sunysb.edu/marinebio/mblabs.html。

?       伍茲霍爾海洋研究所的網站，它致力於女性海洋學家的成就，包括女性科學家的獨特性，網址為www.womenoceanographers.org。

Alan P. Trujillo   

Harold V. Thurman