海洋的记载
在海洋的表层与海底表面上都生存着一种被称为“有孔虫”的原生动物。
前者为浮游性有孔虫，后者为海底有孔虫。冲绳特产“星砂”，即是一种海底有孔虫聚集在一起形成的。星砂有1～2毫米，而每只有孔虫只有0.2～0.5毫米，非常小。
有孔虫有孔虫外壳大多由碳酸钙（CaCO3）构成。在外壳的形成过程中，海洋中许多宝贵的信息都一起被封存在其中，所以有孔虫的外壳可谓是记载海洋历史的宝库。
在这些记载中，最宝贵的要属有关地球上“冰川面积”的内容了。
今天的冰川只存在于南极洲和格陵兰海，而大约25，000年前，在斯堪的纳维亚半岛、欧洲以及北美洲都可见到冰川。那时即所谓的冰川时代。
那么，那时地球上的冰川到底占多大面积呢？实际上，一只不足1毫米的小小有孔虫的外壳就可以告诉我们答案。
宇宙中存在的氧原子的相对原子质量大多数为16。但是，在5，000个氧原子中大约会存在1个相对原子质量为18的特殊氧原子。
有孔虫壳的构造
化学性质相同，因中子数量不同而导致相对原子质量不同的原子被称为同位体。这两种氧原子分别写成16O、18O。在构成水分子的氧原子中，16O与18O也以5000∶1的比例存在。相对原子质量的不同，则意味着质量的不同。
所以，16O构成的水分子就会稍轻于18O构成的水分子。这一差异直接影响到水分的蒸发。蒸发是水分子的热运动而引起的，16O较轻，所以蒸发得较多。水分子蒸发后，变成云，最终结成冰聚集在两极。
换言之，地球上的冰川越多，海水中的16O就会越少。深层海水占海水容量一半以上，其氧原子同位素的比率，大致可代表同时代海水中的平均值。
栖息于深海中的海底有孔虫，在生成自身的外壳时，碳酸钙中的氧原子同位素比率与海水中的比率相同。
一只有孔虫外壳中的氧原子同位素的比率，可以通过质谱仪来进行测定。
根据测定结果就可以知道当时海水中氧原子同位素的比率，从而进一步推测当时地球上冰川的面积。
另外，海水蒸发形成冰川后，海水变少，海平面降低。海平面的下降值也可间接推出。
白垩纪时期的海洋
环境危机是当今人类所面临的最大的问题。其中以因废气的过度排放而引起温室效应，造成地球变暖这一问题尤为严重。
在漫长的发展历史中，地球曾数次变暖。而最近一次则是在约1亿年前的白垩纪，即恐龙生存的时代。随着研究的不断深化，当时的地球渐渐明朗化。
在白垩纪，海水淹没了一部分陆地（称为海浸），特别是北美洲、欧洲、北非、中东等地区全被海水浅浅地覆盖。
白垩纪时期的海洋
白垩层（白垩纪由此得名）的堆积，也是这次海水大量入侵造成的。
据推测，当时的海平面比现在高300米。但两极的冰川全部融解也无法弥补这300米的高度差（冰川融解只能使海平面上升70米）。
板块构造学说认为，海洋板块产生了海岭，从海岭向四周伸展时慢慢冷却、下降。
海底的深度（d）与年代（t）之间的关系，可以用下面的关系式表示：
d=2.8+0.35×t（d=千米，t=百万年）
在白垩纪，火山活动频繁，海底的伸展速度极快。因此，海底不断变浅，而溢出的海水则淹没了陆地。
结果导致陆地上植物锐减，并且因陆地上可侵蚀风化的面积减少，河流提供给海洋的营养物质也减少，海洋中的浮游生物无法大量生长，也就无法大量吸收空气中的二氧化碳。
相反，频繁的火山活动，反而产生大量的二氧化碳进入空气中。于是，二氧化碳浓度大幅度上升，所谓的温室效应增强，地球逐渐变暖。于是两极的冰川也全部融化，出现了一个温暖世界，而当时的海洋也随之发生了奇妙的变化。
在一批形成于白垩纪时期的琥珀中发现了稀有的海洋
当今的海洋构造可大致分为表层与深海层。深海层的海水大多是北大西洋与南极洲的表层海水冷却后，下沉所致。在1，500～2，000年后与北太平洋之间的循环系统形成。
但是在白垩纪，南北两极的冰川全变为陆地，表层海水无法冷却，深海层的海水就无法得到补充，因此当时海洋自身的循环被认为处于停滞状态。
世界范围的黑色有机质泥石层的发现则是国际深海挖掘计划的另一重大成果。换言之，当时的海底大范围地被一层胶状污泥所覆盖。
在海洋中，大多数有机物是在表层通过光合作用形成的。但在其沉至海底之前，已大部分被细菌所分解。随着分解的不断进行，海水中溶解的氧气被大量消耗，海水停止流动，循环中断，整个海洋处于无氧状态。而有机物的分解也因此暂时停止，有机物质（胶状污泥）才得以堆积到海底。这种黑色有机质泥石层，是现在世界上极其重要的石油来源。
总而言之，人类利用过去温暖的地球所遗留下来的产物创建了文明，而现在又要释放出当时储存的碳元素，人为地使地球再次温暖起来。
地球从温暖期至冰河时代
在白垩纪，存在于古生代后期（3～2亿年前）的超级陆地开始分裂。
据推测，陆地的分裂是由日益活跃的地幔对流运动引起的，火山爆发则是其直接导火索。前章所讲述的地球温暖期则是其产物。
在这一时代，由于海底火山运动的影响，热水循环加速，而河流提供的养分又减少，海洋处于缺乏营养的困境中。同时，虽然海洋生物平均数量减少，但由于海洋循环的停滞，有机物得以保存，海底的污泥层不断升高。
海底火山爆发
进入新生代后，分裂的陆地开始相互碰撞，形成山脉，即现在的阿尔卑斯山及喜马拉雅山等。海底的火山活动减少，海平面也下降了。山脉的侵蚀风化频繁，河流与泥石流共同作用，把大量的物质运往海中。
于是，海洋中的养分增多，海洋生物频繁出生。这些生物的频繁活动，又使得在白垩纪上升的大气中二氧化碳的浓度慢慢降低，地球开始变冷，终于两极冰川再次出现，地球进入了冰川时代。据考证，时间应在200万年以前。
冰川时代开始后，地球公转轨道的变化使得太阳日照量发生周期性变化，从而产生了周期分别为4万年与10万年的冰川异常发达的“冰期”与相对温和的“间冰期”，二者交替重复出现。通过分析以有孔虫为代表的海底堆积物，可以证实这段历史的真实性。
现在属于间冰期。大约在12万年前，与现在大致相同的间冰期也曾出现过。冰川时代结束，地球迅速变暖。但是，当时的间冰期并未得以长期存在，地球很快又变冷了。
冰河时代的冰川
那么，今天的地球又将迎接怎样的命运呢？
在人类活动进化到全球性的今天，单靠分析过去的环境变化是无法预测地球的明天的。但是，在地球环境的变化过程中，海洋生物对碳循环所起的决定性作用是毋庸置疑的。
约30亿年前，火山列岛的相互碰撞产生了添加体，从而进一步形成了陆地。伴随着陆地的形成，地球上第一次出现了山脉的风化、河流及泥石流现象，海洋获得了大量的养分，生成了无数光合生物。
随之，大气中的二氧化碳被吸收，而释放出的氧气成为大气主要的成分。从白垩纪到新生代的转变，究其本质也是这一变化的一种体现。
其中，海洋生物的数量也至关重要。人类现在正想强制性地搅乱这一变化。今后地球暖化会以何种形式爆发，谁也无法预测。
有关环境变化历史的研究告诉我们，海洋生物的数量变化与生态系统的变化是不容忽视的。
蓝色海洋是怎样形成的
海洋是怎样形成的？海水是从哪里来的？
对这个问题，目前科学还不能给出最后的答案，这是因为，它们与另一个具有普遍性的、同样未彻底解决的太阳系起源问题相联系着。
海底世界现在的研究证明，大约在50亿年前，从太阳星云中分离出一些大大小小的星云团块。它们一边绕太阳旋转，一边自转。在运动过程中，互相碰撞，有些团块彼此结合，由小变大，逐渐成为原始的地球。碰撞过程中，星云团块在引力作用下急剧收缩，加之内部放射性元素蜕变，原始地球不断受到加热增温；当内部温度达到足够高时，地球内的物质包括铁、镍等开始熔解。在重力作用下，重者下沉并趋向地心集中，形成地核；轻者上浮，形成地壳和地幔。在高温下，内部的水分汽化与其他气体一起冲出来，飞升入空中。但是由于地心的引力，它们不会跑掉，只在地球周围，成为气、水合一的圈层。位于地表的一层地壳，在冷却凝结过程中，不断地受到地球内部剧烈运动的冲击和挤压，因而变得褶皱不平，有时还会被挤破，形成地震与火山爆发。开始，这种情况发生频繁，后来渐渐变少，慢慢地稳定下来。这种轻重物质分化，产生大动荡、大改组的过程，大概是在45亿年前完成的。
地壳经过冷却定型之后，地球就像个久放而氧化了的苹果，表面皱纹密布，凹凸不平。高山、平原、河床和海盆，各种地形一应俱全了。
在很长的一个时期内，天空中水汽与大气共存于一体，浓云密布，天昏地暗。随着地壳逐渐冷却，大气的温度也慢慢地降低，水汽以尘埃与火山灰为凝结核，变成水滴，越积越多。由于冷却不均匀，空气对流剧烈，形成雷电狂风，暴雨浊流，雨越下越大，一直下了很久很久。滔滔的洪水，通过千川万壑，汇集成巨大的水体，这就是原始的海洋。
火山爆发
原始的海洋，海水不是咸的，而是带酸性又是缺氧的。水分不断蒸发，反复地成云致雨，重又落回地面，把陆地和海底岩石中的盐分溶解，不断地汇集于海水中。经过亿万年的积累融合，才变成了咸水。同时，由于大气中当时没有氧气，也没有臭氧层，紫外线可以直达地面，靠海水的保护，生物首先在海洋里诞生。大约在38亿年前，海洋里产生了有机物，先有低等的单细胞生物。在6亿年前的古生代，则有了海藻类生物，在阳光下进行光合作用，产生氧气，慢慢积累的结果是形成了臭氧层。此时，生物才开始登上陆地。
总之，经过水量和盐分的逐渐增加，以及地质历史上的沧桑巨变，原始海洋逐渐演变成今天的海洋。
大陆漂移说
早在1620年，英国人培根就已经发现，在地球仪上，南美洲东岸同非洲西岸可以很完美地衔接在一起。到了1912年，德国科学家魏格纳根据大洋岸弯曲形状的某些相似性，提出了大陆漂移的假说。数十年后，大量的研究表明，大陆的确是漂移的。人们根据地质、古地磁、古气候及古生物地理等方面的研究，重塑了古代时期大陆与大洋的分布。大约在2.4亿年前，地球上的大陆是汇聚在一起的，这个大陆从北极附近延至南极，地质学上叫泛大陆。在泛大陆周围则是统一的泛大洋。此后，又经过了漫长的岁月，泛大陆开始解体，北部的劳亚古陆和南部的冈瓦纳古陆开始分裂。大陆中间出现了特提斯洋（1.8亿年前）。此后，大陆继续分裂，印度洋陆块脱离澳大利亚一南极陆块，南美陆块与非洲陆块分裂；此时的印度洋、大西洋扩张开始。到了6000万年前，已经出现现代大陆和大洋的格局雏形。以后，澳大利亚裂离南极北上，阿拉伯板块与非洲板块分离，红海、亚丁湾张开，形成现代大洋和大陆的分布格局。
大陆漂移示意图
大陆的漂移由扩张的海底也能得到证实。纵贯大洋底部的洋中脊，是形成新洋底的地方；地幔物质上升涌出，冷凝形成新的洋底，并推动先形成的洋底向两侧对称地扩张；海底与大陆结合部的海沟，是洋底灭亡的场所。当洋底扩展移至大陆边缘的海沟处时，向下俯冲潜没在大陆地壳之下，使之重新返回到地幔中去。
大陆漂移的证据
从地图上看出，大西洋两岸海岸线弯曲形状非常相似，但细究起来，并不十分吻合。这是因为海岸线并不是真正的大陆边缘，它在地质历史中随着海平面升降和侵蚀堆积作用发生过很大的变迁。1965年，英国科学家布拉德借助计算机，按1000米等深线，将大西洋两缘完美地拼合起来。如此完美的大陆拼合，只能说明它们曾经连在一起。此外，美洲和非洲、欧洲在地质构造、古生物化石的分布方面都有密切联系。例如，北美洲纽芬兰一带的褶皱山系与西北欧斯堪的纳维亚半岛的褶皱山系遥相呼应；美国阿巴拉契亚山的海西褶皱带，其东端没入大西洋，延至英国西南部和中欧一带又重出现；非洲西部的古老岩层可与巴西的古老岩层相衔接。这就好比两块撕碎了的报纸，按其参差的毛边可以拼接起来，而且其上的印刷文字也可以相互连接。我们不能不承认，这样的两片破报纸是由一大张撕开来的。
羊齿植物化石古生物化石，也同样证实大陆曾是连在一起的。比如广布于澳大利亚、印度、南美和非洲等南方大陆晚古生代地层中的羊齿植物化石，在南极洲也有分布。此外，被大洋隔开的南极洲、南非和印度的水龙兽类和迷齿类动物群，具有惊人的相似性。这些动物也见于劳亚大陆。如果这些大陆曾经不是连在一起，很难设想这些陆生动物和植物是怎样远涉重洋、分布于世界各地的。
