海洋学/水简介 - 起源和特性
如前所述，我们星球大约 70% 被水覆盖。
但什么是水？它来自哪里？
如果你在 50 亿年前参观过我们的星球，你会看到与今天完全不同的景象。我们可爱的蓝色、棕色和绿色星球是一个熔化的熔岩球。在地质时期，我们的星球经历了相当大的冷却，这使得水能够积聚在海洋盆地中。我们大气中不同气体的相对含量表明，它们的起源不同于原始气体云，即星云，最终凝聚成我们的星球。
星云中主要二氧化硅化合物和氧化铁的积累导致了强烈的加热。这种热量是由于那些在早期星云中积累的粒子的势能降低而释放的，也是由于外部粒子的凝聚加速了对内部粒子的压力增加而释放的。放射性元素的衰变也促成了热量释放。温度的升高导致了我们星球的部分融化。这种融化导致了地球物质中丰度元素的分化。像铁和镍这样的重粒子沉入地核；像铝、硅、钠和挥发性气体这样的轻粒子迁移到外部地幔。
在我们的星球早期发展过程中，大量火山喷发将大量挥发性气体从熔岩中释放到早期大气中。目前认为，今天从火山喷发的气体成分在这一地质时期几乎没有（或根本没有）改变。在地球历史的早期阶段，它的表面太热，无法让水蒸气凝结。另一件值得一提的事情是，我们很幸运地生活在太阳系中第三颗岩石行星上。金星没有大气层，也没有地表水。
火星，我们的第二邻居，有一个非常稀薄的大气层，但地表没有自由水。我们很幸运地位于这两者之间，因此我们的地表温度 - 正如我们将在下一章中看到的，它主要由地球接收的太阳辐射量决定 - 既不太冷也不太热，因此允许大部分水保持在液态。但这种填满地球海洋的过程只在它的表面冷却到低于 100 摄氏度后才开始。
水分子由一个氧原子和两个氢分子组成。水分子结构导致它在电路上不平衡。一端上的氧原子比氢原子大得多，因此带正电荷更多。氧原子有六个质子，带有六个单位的正电荷，而每个氢原子只有一个正电荷。因此，水分子具有电偶极子。
水分子电偶极子是水成为一种独特物质的主要原因。
在水的特殊特性中，我们将讨论以下内容
由于水分子具有电偶极子，因此它们是最终的溶剂，因此可以溶解几乎所有自然界中存在的物质。在这本书的后面，我们将看到这一事实如何影响海洋的化学性质。
水分子偶极子导致它们在电路上相互吸引。因此，液态水倾向于具有分子微结构，这些分子会聚集在一起并不断分解。这些微结构基于氢键，这些氢键又基于水分子独特的结构。物质的温度是物质内部分子振动的表达。因此，如果我们加热水分子，由于氢键，它们不会轻易晃动。
水偶极子的另一个重要意义是相对较高的沸点和较高的冰点。所有氢键都必须断裂才能使水沸腾。这也导致了较高的加热能量。你可能已经知道，水在 100 oC 沸腾，在 0 oC 结冰。水在如此高温下沸腾的原因是氢键，它赋予水很大的“热容”。“热容”是指将 1 立方厘米的水温度提高 1 摄氏度所需的能量。对于水，我们需要投入 4.18 千焦耳。这也称为比热。水在所有固体和液体中具有最高的比热（除了称为液氨的 NH3）。正如我们稍后将看到的，这使得海洋成为巨大的“温度缓冲器”。
比重是物质密度与参考物质密度（相同体积的质量）之比。正常物质的比重随着温度降低而升高。水的比重在冷却到 4 摄氏度时“降低”。同样，这是由于它独特的分子结构。