在威德尔海，不仅流冰和狂风对人施加淫威，而且鲸群对探险家们也是一大威胁。夏季，在威德尔海碧蓝的海水中，鲸鱼成群结队，它们时常在流冰的缝隙中喷水嬉戏，别看它们悠然自得，其实凶猛异常。特别是逆戟鲸——一种能吞食冰面任何动物的可怕鲸鱼，当它发现冰面上有人或海豹等动物时，就会发起攻击。正是逆戟鲸的存在，使得被困威德尔海的人难以生还。
绚丽多姿的极光和变幻莫测的海市蜃楼，是威德尔海的又一魔力。船只在威德尔海中航行，就好像在梦幻的世界里漂游，它那瞬息万变的自然奇观，既使人感到神秘莫测，又令人魂惊胆丧。
■ 红海扩张之谜
1978年11月14日，北美的阿尔杜卡巴火山突然喷发，浓烟滚滚，溢出了大量熔岩。一个星期以后，人们经过测量发现，遥遥相对的阿拉伯半岛与非洲大陆之间的距离增加了1米，也就是说，红海在7天中又扩大了1米。
红海是个奇特的海。它不仅在缓慢地扩张着，而且有几处水温特别高，达50多摄氏度，红海海底又蕴藏着特别丰富的高品质金属矿床。这些现象长期以来没有得到科学的解释，被称为红海之谜。
红海之谜在20世纪60年代才有了端倪。海洋地质学家解释说，红海海底有着一系列“热洞”。在对全世界海洋洋底经过详细测量之后，科学家发现大洋底像陆上一样有高山深谷，起伏不平。从大洋洋底地形图上，我们可以看到有一条长7.5万多千米，宽960千米以上的巨大山系纵贯全球大洋，科学家把这条海底山系称做“大洋中脊”。
狭长的红海正被“大洋中脊”穿过。沿着“大洋中脊”的顶部，还分布着一条纵向的断裂带，裂谷宽约达13～48千米，窄的也有900～1200米。科学家通过水文测量还发现，在裂谷中部附近的海水温度特别高，好像底下有座锅炉在不断地烧，人们形象地称它为“热洞”。
科学家认为，正是“热洞”中不断涌出的地幔物质加热了海水，生成了矿藏，推挤着洋底不断向两边扩张。
1974年，法美开始联合执行大洋中部水下研究计划。考察计划的第一个目标就是到类似红海海底的亚速尔群岛西南124千米的大西洋中脊裂谷带去考察。
经过考察，科学家把海底扩张形象地比作两端拉长的一块软糖，那个被越拉越薄的地方，成了中间低洼区，最后破裂，而岩浆就从这里喷出，并把海底向两边推开。海底就这样慢慢地扩张着。根据美国“双子星”号宇宙飞船测量，我们已经知道了红海的扩张速度是每年2厘米。
■ 解不开的厄尔尼诺现象
近年来，全球气候变得极为异常，世界各国灾情迭起。飓风、洪水、旱灾、海啸时有发生，我国也深受其害。科学家们对50年的海洋和气象资料分析发现，全球气候异常与厄尔尼诺现象有密切关系。
厄尔尼诺是一股沿秘鲁沿岸南下的暖流，可一直侵入到南纬12°以南。它是一种大规模的海洋和大气相互作用的现象。
厄尔尼诺的老家原在太平洋东部赤道海域，那里终年温暖。在某种情况下，该海域赤道逆流中的一部分海水，会沿厄瓜多尔海岸南下，穿过赤道，向南流动，这就是厄尔尼诺暖流。
在近20年来，历史上不多见的厄尔尼诺现象时有发生。1972年厄尔尼诺现象的出现，给许多沿海国家的经济，特别是渔业生产带来严重损失。
相隔10年之后的1982年，厄尔尼诺现象再度发生。这次厄尔尼诺现象的发生，全世界就有1000多人死亡，经济损失达80多亿美元。澳大利亚共损失了近30亿美元，捕鱼王国秘鲁的捕鱼量骤减。我国则出现了南旱北涝的气候，粮食减产几十亿斤，连远离太平洋的非洲和欧洲也不同程度地受到它的冲击。
但是，使科学家最伤脑筋的是，厄尔尼诺暖流是怎样产生的呢？有人认为，它是赤道太平洋信风减弱，热带辐聚向南移动，越过赤道而形成的产物；也有学者说，它是大气压和风系的大幅度移动所致；还有科学家认为，它是由于大气环流减弱的结果等等。
在探索厄尔尼诺形成机理的过程中，科学家们还发现了这样的巧合：20年代到50年代，是火山活动的低潮期，也是世界大洋厄尔尼诺现象的次数较少、强度较弱的时期。进入50年代后，世界各地的火山活动进入了活跃期，与此同时，大洋上厄尔尼诺现象的次数也相应增多，而且表现十分强烈。根据近百年资料统计，75％左右的厄尔尼诺现象是在强火山爆发后一年半到两年间发生的。这种现象已引起科学家们的特别关注。
另外，关于厄尔尼诺的未解开的谜团还有很多，比如：
◎太平洋发生厄尔尼诺现象有没有其自身的规律。例如，它发生周期的长短受什么制约？它的发生、生长与消衰以及强度有哪些代表性的信号？等等。
◎无论是厄尔尼诺现象或是反厄尔尼诺现象的发生，都是大洋内暖水的大范围运动所致，那么，这种暖水的运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流，以及在南太平洋中发生的逆时针大洋环流是什么关系？
◎大洋中出现厄尔尼诺现象为什么能影响全球气候？人们能不能通过预测厄尔尼诺现象的发生，来预报异常气候？
今天，人们对厄尔尼诺现象的认识比过去深入多了，随着海洋科学技术的发展，特别是卫星遥感技术的应用，我们有理由相信，科学家将会对厄尔尼诺现象的生成机理有深刻认识，实现对厄尔尼诺的预报。
■ 西太平洋上的“巨河”——黑潮
黑潮是世界海洋中的第二大暖流。只因海水看似蓝若靛青，所以被称为黑潮。其实，它的本色清白如常。由于海的深沉，水分子对折光的散射，藻类等水生物的作用等，才使它看起来好似披上了黛色的衣裳。
黑潮由北赤道发源，从太平洋的低纬度海域流向高纬度，行程4000多千米，如果加上黑潮续流，全程约6000千米。通常它的宽度为150千米，在日本列岛南面海域，黑潮的最大宽度可达200～300千米，它的厚度达1000米以上。
黑潮的流速比一般海流要强劲得多。它流速为每小时3～10千米，由此可以计算出黑潮在我国东海的流量为每秒钟约3000万立方米。这个流量相当于我国第一大河长江流量的1000倍，可见黑潮之流量极为可观。
对我国与日本等国气候影响最大的，是黑潮的“蛇形大弯曲”。所谓“蛇形大弯曲”，也叫“蛇动”，是指黑潮主干流有时会形如蛇爬那样弯弯曲曲。人们发现，如果“蛇形大弯曲”远离日本海岸，结果是沿岸的气温下降，寒冷干燥；相反，则使日本沿岸气温升高，空气温暖湿润。
黑潮流经范围广，影响大，同时它也给科学工作者设置了众多难以解开的谜团。
黑潮在西北太平洋上的大体流经方向和路线目前已经基本掌握，但是，黑潮的尺度、长度周期的变化规律是什么呢？对于我国来说，渤海以及东海、黄海均受黑潮影响较大，它们之间互为影响的机理是怎样发生、发展的，以及对我国气候的影响方式等，都需要继续探索。
黑潮主流有时宽达一二百多千米，甚至更宽，有时变窄，仅有数十千米；有时流速较大，而有时流速较小；黑潮“蛇形大弯曲”，有时弯曲很大，有时弯曲较小，有时又近乎于没有等等。为什么会发生这许许多多的变化呢？人们还无法找到确切的答案。
黑潮除了主干流外，还有一些支流。那么，它共有多少条支流呢？它们是如何分布的？在我国海域里的具体分布情况如何？对我国东南沿海气候影响较大的台湾暖流和黑潮主流是什么关系？
在整个黑潮的流经海域里，暖流的流经方式或者说是水团的交换方式有几种？在深层的海流中，是否存在着逆流？是否存在大的上升流？人们已经发现，在冲绳海槽的深层处，存在较强的海流。这股海流的动力机理又是怎样的？
此外，黑潮是西太平洋上一条较大的暖流。它和大洋环流是什么关系？它是如何和太平洋水体进行热能交换、水团交换的？黑潮和厄尔尼诺现象有关系吗？等等。我们相信，这许许多多的问题，在未来人们开发、利用海洋的活动中，一定能获得解决。
■ 赤潮之谜
赤潮来临时，海面上如同铺了一层红毡子，煞是好看。但如此美丽的情景对海洋生物来说却是一场灭顶之灾。在这层漂亮的“红毡子”下面，大批的鱼类和其他生物都会相继死亡、变质，随之而来的是阵阵恶臭。
赤潮其实并非全是红色，这取决于在赤潮中占优势的浮游植物种类，如夜光藻占优势的赤潮为红色，绿藻呈绿色，硅藻则呈褐色。赤潮大多数发生在内海、河口、港湾或是有上水流的水域，特别是暖流内湾水域。赤潮一般发生在春夏季。
赤潮是一种复杂的生态异常现象，其成因尚未定论。科学家们认为，赤潮的起因是近岸海水中有机物污染所致。
在正常的情况下，海洋中的营养盐含量较低，这就限制了浮游植物的生长。但是，当含有大量营养物质的生活污水、工业废水（主要是食品、造纸和印染工业）和农业废水流入海洋后，再加上海区其他理化因素有利于生物的生长和繁殖时，赤潮生物便急剧繁殖起来，形成赤潮。
为什么赤潮又会造成海洋生物死亡呢？这是由于密集的赤潮生物或其胞外物质堵塞了鱼类的眼，可使之窒息死亡。同时由于赤潮生物的尸体分解需要消耗大量的溶解氧，这样会引起海水严重缺氧，甚至形成硫化物危及海洋生物的生存。
如果含有毒素的赤潮生物及其休眠孢子，或赤潮生物死亡时所释放出来的毒素被海洋动物摄食、吸收后，就会造成中毒死亡。如果人食用了这种含毒素的海产生物，也可能造成中毒或死亡。
进入海洋的有机物和营养盐除了能够引起赤潮、破坏生物资源、影响海洋生态平衡外，还能成为各种细菌和病毒的良好养料，因而促使其大量繁殖。
大量的有机物进入海洋并沉入海底，还增加了将该海域变成“死海”的危险性。如波罗的海的某些海区底层已经无生命存在了。
这是由于波罗的海属近乎封闭性内海，海水与大洋水的交换量极少，相反受陆地水的影响很大。大量的有机废水进入波罗的海后，除了海水中的生物活动需要消耗大量的氧气以外，这些有机物在分解时也要消耗掉大量的氧气，加上水体交换不良，氧气供应不足，致使水体出现了缺氧现象。
有的海底部分海水中的溶解氧几乎为零，并出现了硫化氢，这时此海区就不会有生命存在了，也就变成了“死海”或“水沙漠”。
■ 深海潜流之谜
在海洋的深处，有流量很大的潜流。
过去，科学界所知道的是在太平洋海面上从南纬20度到北纬20度的海域，也就是“南北赤道海流”范围内的海水都从东向西流动。但在北纬7.5度附近的海域里，有一股长1万多千米带状的狭窄赤道逆流形成，是从西向东流动的。这股逆流，在海面下深约100米的水层中，逐渐减弱消失。
1950年科学家汤森·克隆威尔新发现的赤道潜流，在海面下200米深处海流幅宽达300千米，而其在100米深处的流势最为强大，中心流速每秒可达150厘米。后来这股海流被称为“克隆威尔逆流”。
“克隆威尔逆流”从西经92度到东经160度，总长为6500海里。它一般都在赤道海面下流动，有时也浮到海洋表面漂荡。
1955年，德国海洋学家卫斯特发现在接近南美沿海约几千米深水层中，有一股流势特别惊人的巨大潜流。这股潜流在南大西洋巴西和阿根廷海域内，靠近南美大陆，在1500~4000米深处，幅度很小。
卫斯特已经测定，在巴西海域的海面下1500~4000米深水层中，它的流量比黑潮还大。奇怪的是，在对岸的非洲海域，却观察不到任何海流的迹象。
海洋里共有多少潜流、逆流以及它们的成因等问题，目前尚未找到答案。
■ 大洋中尺度涡之谜
1958年，英国海洋学家斯罗华为了研究海流，研制了一种自由漂浮监测系统——“中性浮子”。利用这套系统对大西洋百慕大海域的底层海流进行测量。按照平常观测到的资料分析，湾流区域内的海流，应该是一支比较稳定而且是流速较为缓慢的海流。
可是，利用这套新系统获得的资料令科学家们大吃一惊：这里的海流比预想的快了10多倍，而且发现有的海流出现反向流动。同时，在一个多月的时间里，海流还显示出相当大的时间变化。这一发现，震惊了海洋科学界。
前苏联和美国的学者对此大惑不解，先后派出考察队进行调查，结果完全一样。显然，用传统的风海流理论无法解释这种反常现象。
到了1973年，美国成功地发射了载人“天空实验室”航天器。利用这座航天器，宇航员们拍摄到了大西洋西部热带海域内的大涡旋。这个大涡旋纵横60～80千米。同时还发现，在大涡流海域，有较强的上升流，冷的海水从百米深处不断向上涌升。由于海底的营养物质被上升流带到海面，使得大涡流海域形成了一个绝好的渔场。
“天空实验室”还在其他大洋中发现类似的中尺度涡流。例如，在南美洲的西海岸、澳大利亚东部和新西兰一带海域、非洲东海岸、印度洋西北海域和南中国海海域等，都能看到这种涡流存在。
这许多涡流，小的直径仅几十千米，大的直径达数百千米；存在的时间有长有短，时间短的十几天，长的达千年之久。这些涡流与大洋中的环流相比，虽然只是个局部，并不显著，但它与人们在近海能见到的小旋涡相比，就非常之大了。
所以，海洋科学家们称这种涡流为“中尺度涡”。大洋中尺度涡流的发现，改变了人们对海流形成机理的传统看法。它是近二三十年来人们对大洋环境的突破性认识。
大洋中尺度涡的旋转速度一般都很大，而且一面旋转，一面向前移动。它的移动方式，很像台风（气旋或反气旋）。科学家估计，中尺度涡有巨大的动能，约占整个海洋流动能的80％以上。这个数字实在大得惊人。
台风带来的气候变化和灾难，尽人皆知，那么，大洋中尺度涡的出现，将给海洋带来哪些变化呢？它对海洋中的动物、植物是福是祸？这些问题还有待于科学家们去继续研究。
中尺度涡的发现，使传统的大洋海流理论受到挑战。由于海洋中中尺度涡的出现，大洋环流的动力结构完全改变了。假如中尺度涡也像大气中的气旋或反气旋那样，是由气压不稳定的因素所引起的，那么，大洋环流的动力有可能是由中尺度涡来维持的。这就从根本上修正了风生环流的观点。
■ 海火之谜
海水发光的现象被称为“海火”，海火常常出现在地震或海啸前后。1976年7月28日唐山大地震的前一天晚上，秦皇岛、北戴河一带的海面上就曾发生过这种发光现象。
