海洋學/水簡介 - 起源和特性
如前所述，我們星球大約 70% 被水覆蓋。
但什麼是水？它來自哪裡？
如果你在 50 億年前參觀過我們的星球，你會看到與今天完全不同的景象。我們可愛的藍色、棕色和綠色星球是一個熔化的熔岩球。在地質時期，我們的星球經歷了相當大的冷卻，這使得水能夠積聚在海洋盆地中。我們大氣中不同氣體的相對含量表明，它們的起源不同於原始氣體雲，即星雲，最終凝聚成我們的星球。
星雲中主要二氧化矽化合物和氧化鐵的積累導致了強烈的加熱。這種熱量是由於那些在早期星雲中積累的粒子的勢能降低而釋放的，也是由於外部粒子的凝聚加速了對內部粒子的壓力增加而釋放的。放射性元素的衰變也促成了熱量釋放。溫度的升高導致了我們星球的部分融化。這種融化導致了地球物質中丰度元素的分化。像鐵和鎳這樣的重粒子沉入地核；像鋁、矽、鈉和揮發性氣體這樣的輕粒子遷移到外部地幔。
在我們的星球早期發展過程中，大量火山噴發將大量揮發性氣體從熔岩中釋放到早期大氣中。目前認為，今天從火山噴發的氣體成分在這一地質時期幾乎沒有（或根本沒有）改變。在地球歷史的早期階段，它的表面太熱，無法讓水蒸氣凝結。另一件值得一提的事情是，我們很幸運地生活在太陽系中第三顆岩石行星上。金星沒有大氣層，也沒有地表水。
火星，我們的第二鄰居，有一個非常稀薄的大氣層，但地表沒有自由水。我們很幸運地位於這兩者之間，因此我們的地表溫度 - 正如我們將在下一章中看到的，它主要由地球接收的太陽輻射量決定 - 既不太冷也不太熱，因此允許大部分水保持在液態。但這種填滿地球海洋的過程只在它的表面冷卻到低於 100 攝氏度後才開始。
水分子由一個氧原子和兩個氫分子組成。水分子結構導致它在電路上不平衡。一端上的氧原子比氫原子大得多，因此帶正電荷更多。氧原子有六個質子，帶有六個單位的正電荷，而每個氫原子只有一個正電荷。因此，水分子具有電偶極子。
水分子電偶極子是水成為一種獨特物質的主要原因。
在水的特殊特性中，我們將討論以下內容
由於水分子具有電偶極子，因此它們是最終的溶劑，因此可以溶解幾乎所有自然界中存在的物質。在這本書的後面，我們將看到這一事實如何影響海洋的化學性質。
水分子偶極子導致它們在電路上相互吸引。因此，液態水傾向於具有分子微結構，這些分子會聚集在一起並不斷分解。這些微結構基於氫鍵，這些氫鍵又基於水分子獨特的結構。物質的溫度是物質內部分子振動的表達。因此，如果我們加熱水分子，由於氫鍵，它們不會輕易晃動。
水偶極子的另一個重要意義是相對較高的沸點和較高的冰點。所有氫鍵都必須斷裂才能使水沸騰。這也導致了較高的加熱能量。你可能已經知道，水在 100 oC 沸騰，在 0 oC 結冰。水在如此高溫下沸騰的原因是氫鍵，它賦予水很大的“熱容”。“熱容”是指將 1 立方厘米的水溫度提高 1 攝氏度所需的能量。對於水，我們需要投入 4.18 千焦耳。這也稱為比熱。水在所有固體和液體中具有最高的比熱（除了稱為液氨的 NH3）。正如我們稍後將看到的，這使得海洋成為巨大的“溫度緩衝器”。
比重是物質密度與參考物質密度（相同體積的質量）之比。正常物質的比重隨著溫度降低而升高。水的比重在冷卻到 4 攝氏度時“降低”。同樣，這是由於它獨特的分子結構。