行星地球的最重要的特色之一是有水，素称“水星”。地表的广大面积被水所覆盖，主体是海洋，占地球表面积的70.9％。此外，还有大陆上的湖泊、河流和冰川，土壤和浅部岩石的孔隙也含有一定数量的“地下水”。这样就构成了一个不甚规整而基本上连续的水圈。水圈质量为140亿亿吨，约为13.6亿立方千米，占地球总质量的0.024％。
据研究，初期地球上水很少，最早是从大气中分化出来的。当时大气中的大量水气，由于温度降低，以尘埃为凝结核，形成水滴降落地面。更多的水来自地球内部岩石中的结晶水，它们由于温度升高形成水汽，随火山活动等逸出地壳进入大气中，经凝结降落地面，因此水圈是整个地质时期由小到大，长期积累的结果。
地表水、地下水和大气中的水，在太阳辐射热的影响下，不断地进行着循环（每年循环的水量约为42.3万立方千米，占地球水量的0.03％），并转化为强大的动能，成为改变地表面貌的重要因素。大气的降水、河水的流动、地下水的活动等等，一方面破坏地表及地下一定深度的岩石，一方面又形成新的岩石。同时，水是一切有机体的生长要素，而有机体是改变地球面貌的又一个重要的要素。由此可见，水是参与地球发展和地壳变化最积极的因素之一。
地表水在运动过程中对所经过的沉积物或岩石有着重要的侵蚀作用，既包括水动力作用下的碎屑物搬运，又包括水对岩石或沉积物的化学溶蚀作用，还包括碎屑物在搬运过程中的磨蚀作用。喀斯特地貌就是地下水对碳酸盐岩侵蚀作用的结果。在水流作用下，形成陡峭的海岸、弯曲的沟壑、高高的冰蚀悬谷、气势磅礴的大峡谷。“滴水穿石”也是水的化学侵蚀作用的写照。
§§§第一节 海与洋
地球上被称为生物圈的空间约97％由海洋构成。不是巧合，作为地球上生命之源的水，97％也蕴藏在蔚蓝色的大海中。我们通常所说的海洋主要指太平洋、大西洋、印度洋、北冰洋四大洋以及连接洋与陆的海。粗略地说，近陆为海，远陆为洋。它们的水体相互沟通，均称为海水。大洋海水深，面积广阔，形态不受大陆直接影响；海洋水浅，范围局限，形态受陆地轮廓直接影响。海水总体积达13.7亿立方千米，占地球总水量的97％，海水中溶解有近80种元素，陆地上的天然元素在海水中不仅都存在，而且有17种元素是陆地上所稀少的。地球上80％的生物生活栖息于海洋，海产品目前为人类提供2％的食用蛋白质。
来去匆匆的潮汐，大洋中激荡的海流，惊人的海浪都提醒着人们，地球上的海水是永远不会静止下来的。海水做大规模的定向流动称为洋流或海流，它既见于海水表面，也能形成于海水深部；既发生在近海地带，也分布于远海水域。定期到来的信风是引起洋流的主要原因。风对水面的拖曳力及施加于波浪迎风面的压力能使海水缓慢前进。赤道地区温度较高的海水流向高纬度地区，是为暖流；高纬度地区的寒冷海水流向赤道地区是为寒流。两者构成表层海水的循环。深部洋流的循环是受海水密度的控制。如高纬度地区表面海水结冰，所含盐分向下移动，从而提高了下层海水的密度，这种温度低，密度大的海水一面下沉，一面向赤道方向流动，相应地促使低纬度地区的海水上升并向高纬度方向流动，构成大规模海水的深部循环。
潮汐的起因
古希腊的哲学家和科学家们没有涉猎到一个课题就是潮汐（即每天海水的涨落）。在中国和冰岛这样相距万里之遥的不同地方，古代海的观察家们都对这个问题绞尽脑汁。希腊人的观察力很敏锐，但他们凑巧都住在一个几乎没有潮汐的内陆海边。在沿海地区发展起来的文明社会中，人们对每一天海水的涨落司空见惯并受其影响。虽然人们很早就弄清了月亮的位置和月象、潮汐的高度以及每天水位到达最高点的时间之间存在着一定的关系，但直到17世纪艾萨克·牛顿发现万有引力定律时，人们才弄清潮汐是由于月亮和太阳对海洋的引力所产生的结果。
地球和月亮通过万有引力强烈地互相吸引，引力在两个星球相对的一面要大一些。月亮对地球任何点的净引力，是两个球体之间巨大的恒定力的矢量和（大小加方向）。我们认为，这个巨大的恒定引力是由地球所有的质量集中在球心产生的。在地球表面各点所受的力，与该点到月球的距离有关，故各点所受的力有微小差异。这差异即是产生潮汐的力。这种力在固态的地球、海洋和大气中引起了微小的变化（月球亦然），固态地球的变形很弱，除很灵敏的仪器外不易觉察。但是，海水体积的膨胀要明显得多，所以很容易通过潮汐看出来。面对月球的海水所受的纯引力最大，而背离月球的那部分海水受到的纯引力最小。当地球自转时潮汐也环绕着地球移动，因而海潮有一次始终面对月亮，而另一次则恰恰相反。
太阳虽然离地球远得多，但它的质量非常大，因而也会引起潮汐。太阳潮汐的高度不到月亮潮汐高度的一半。两种潮汐是不同步的，太阳潮每24小时（即一个“太阳日”）发生一次。由于月亮绕地球转，地球相对月亮转动的时间比“太阳日”稍长，为24小时50分，在这24小时50分（即一个“月亮日”中），有两次潮汐和两次低潮。
当月亮、地球和太阳在一条直线上时，太阳和月亮的共同引力相互增强，从而引起了很高的潮汐——大潮。这样的高潮每隔两周（即满月和新月时）发生一次。最低的潮叫小潮，发生在上弦月和下弦月之间，这时太阳和月亮相对于地球互为直角。
上面描述的是平衡海潮，即假定地球是均匀的条件下理论计算出来的潮汐。实际潮汐的高度随海洋位置的不同而各异，因为海洋的形态和大小各异，所以潮水的变化方式也相应很复杂。在夏威夷，高潮和低潮之间的高差只有0.5米左右，然而在西雅图，则约为3米，少数地区有异乎寻常的情况，如芳迪湾的海潮，高度可达12米以上；内陆湖泊，如大湖区则根本没有潮汐现象。世界上许多地区的海岸，尤其是那些具有重要商业海运和修建海港价值的海岸，已借助计算精确推算出未来若干年潮汐活动的资料。
沿着浅海岸一带，潮汐运动通过水和海底的摩擦释放出能量。这些能量最终必定来自地球和月亮的转动。摩擦作用损失的能量在一定程度上可减缓地球转动的速率。据计算，白天的平均长度在过100年中已增长了0.001秒。这个数字看来似乎可以忽略不计，但是经过千百万年的地质时代之后，减慢程度就相当可观。虽然地球绕太阳的时间未受影响，但地球的自转速率曾经一度要快得多。月亮绕地球旋转的速度也曾经一度比较快，而且月亮一度更接近地球。这意味着当时的潮汐一般要高得多，一年中的天数也要多一些，而且一天也较短。化石提供的证据强有力地证实了这一设想。珊瑚虫是一种能分泌碳酸钙以及建造碛代珊瑚礁的海栖无脊椎动物。它每天都要分泌薄薄的一层碳酸钙，一般夏天比冬天要厚些，仔细数一数这些化石珊瑚中的碳酸钙层数就可使许多古生物学家相信，在4亿年前，一年大约有400天。有关较强潮汐的证据还不那么完善，但一些研究过去古代潮汐沉积物的地质学家认为他们能够弄清较强潮流（即海洋浅处海水的迅速流动）的影响。
红潮和鱼灾
1957年6月，在阿拉伯海上，前苏联有一艘货船沿着科伦坡一亚丁航线上行驶。突然，人们发觉船头好像撞到什么密集的东西似的。船长立即跑上舰桥去看个究竟，顿时大吃一惊，那蓝艳艳的海水变成了红褐色，中间夹杂着银光闪闪的东西。原来，货船驶进了密密麻麻的死鱼群去了。
在这条4千米长、200千米宽的海面上，到处被死鱼充斥着，简直是个惊人的“巨坟”！据估计，死亡的鱼群有800万吨之多。
1980年5月，我国湛江港湾也出现过大面积的“红潮”现象。碧澄的海水变红变浑，清新的海风变腥变臭，死去的鱼虾漂浮在海上，枯萎的海藻拥塞航道，轮船穿过，溅起的泡沫，几千米不散。
1984年，日本熊野滩一带发生一次红潮，损失达50亿日元。
最近，我国浙江近海面上发现甲藻和夜光藻引起的大面积红潮，受到了各方面的关注。
这种突然出现的海洋生物漂浮海面的事情，原因很多，如海底火山爆发，地震引起海啸，不速之客的洋流出现，海水的盐度和温度突然变化等，其中，破坏最大的要算“红潮”了。
在非洲西部、墨西哥湾、美洲太平洋沿岸等地方不时会出现神秘的“红潮’。几天内，海水呈出现各种颜色：黄色、黄绿色、红色、淡红色或棕色。“红潮”不是潮汐引起的，也不全是红色的。
“红潮”随着海浪汹涌地冲向海岸，把大量海洋生物抛弃在几千米长的海滩上。对于大自然的这种“赐予”，人们伤透脑筋。那散发的臭味，几乎使人窒息；还得花费很多劳力才能把死鱼处理掉。
红色的海水早为人们注意到了。19世纪时，达尔文乘“贝格尔”号环球旅行时，在墨西哥湾曾发现过红潮。本世纪红潮出现过10次以上。
据统计，美国的佛罗里达半岛沿海区，在1916年～1948年的32年间，发生过三次红潮，造成了鱼类大量死亡，而现在几乎年年发生红潮。日本的濑户内海，1955年以前的几十年间，只发生过五次红潮，而在1971年一年内就发生了57次之多。因此，近来红潮已被公认为海洋污染的危险信号。佛罗达半岛沿海因红潮造成鱼类集体死亡。经过科学家研究，终于揭开了真相。原来，海水中生活着无数浮游生物，其中鞭毛虫纲的原生动物占多数，如腰鞭毛虫、夜光虫、鼎形虫等，它们体内含有红色的似脂物，一旦密度变大便会把海水“染”成棕色或红色。
当环境适宜的时候，如大雨使海水盐浓度降低，水温变得有利，没有风的吹刮等，加上工业污水、生活污水大量流入海洋，海水中的磷、氮等营养盐和铁、锰等微量元素及某些有机化合物的大量增加，这些鞭毛虫就繁殖得很快，突然激增。一个细胞经过25次分裂后，能产生出3300万个鞭毛虫，一滴海水中就会孳生到6000个。如果海洋环境发生变化，鞭毛虫大量死亡时，也会把海水“染”红。
当红潮来袭时，鱼儿为什么会大量死亡呢？科学家对此有不同的解说。有的认为，可能是特殊物质——代谢产物的有害影响，向四周散出大量细菌而造成的；有的认为，浮游生物大量繁殖和死后分解时，消耗去许多海水中的溶解氧、使鱼虾、贝类因缺氧窒息死亡；有的认为，腰鞭毛虫会在水中放出一种毒素，使鱼类等麻痹，最后死去。
科学家通过实验表明，红潮是否出现还同水中所含铁、锌、钴等元素的多少关。乎时，海水中鞭毛虫数量较少。但蛤蜊贝等有积存腰鞭毛虫毒素的能力，在体内不断富集，人们吃了这种贝壳肉，有时会中毒。
红潮生物耗尽海水溶解氧以后，就使局部海区失去自净能力，如果仍有污染物质继续注入海洋，就会使海区遭到更加严重的污染，甚至发生另一次红潮。海水污染引起红潮，红潮加重海水污染，这种恶性循环，最终将彻底破坏海洋生物资源。
更加可怕的是，红潮生物含有多种毒素，其中有的比眼镜蛇的毒性大80倍。人们若误食有红潮毒素的海产品，轻则呕吐，腹泻，重则死亡，据印度太平洋地区几个国家的不完全统计，自1972年～1984年，中毒人数达1.2万多人，死亡71人。
红潮形成的原因很复杂，奥秘没有完全揭开，所以预报“红潮”还有困难，人们还缺少同红潮作斗争的办法。它仍旧在危害着海洋渔业。现在，许多国家正在进行长期的海洋调查，包括了解浮游生物的生活和变化规律，希望能够在“红潮”发生之前，采取各种措施，阻止鞭毛虫的激增。
但是，科学家大多认为，红潮发生的主要原因是环境污染，为此，必须加强海洋环境管理。如果沿海附近有红潮发生，切勿在那里游泳，不要吃食当地海产品，以免发生意外。
黑潮
黑潮是仅次于湾流的第二大暖流，它的水温高，透明度大，水色深蓝，从远处看，几乎是一片蓝黑色，因此得名。
黑潮源远流长。太平洋的北赤道暖流，乘风跨浪从东向西流动，即达菲律宾东北部海域。这里是黑潮开始的地方。由于岛屿的阻挡，黑潮只能折向北上，它北流经台湾和琉球群岛间进入东海，在亚洲东部的岛屿两侧流动，沿途有明显的分叉。主流经日本九州岛南面的吐噶喇群岛出东海，然后沿日本群岛向东北流去，到东经160。附近后接北太平洋暖流；支流向北流，到济州岛附近海域，分成两支：东支对马暖流北流经朝鲜海峡进人日本海；西支黄海暖流进入黄海和渤海。在台湾东北海域，黑潮还有一个小分支，沿福建、浙江北流，到长江口附近，受江水影响，折向东南。
黑潮是一支强大的暖流，全长约6000千米，宽度平均为100千米，厚度平均约400千米。在台以东海域，宽280千米，厚500米，流速每小时2千米～3千米。进入东海后，它宽度虽然变狭为150千米，流速却加快到每小时5千米，厚度增加到600米。黑潮流动最快时，可达每次小时7千米～8千米。黑潮每秒钟输送4500万立方米的水量，比陆地上所有的河流总流量大20倍。