8. 1 大海
200 年前就开始被进行科学探索的海洋是了解地球的关键。例如，海洋沉积物提供了两亿年来气候信号的记录。尽管不断增长的关于海洋的知识使我们对地球整体的认识有了根本性变化，但还有许多秘密等待揭示———不仅要利用海洋造福人类、改善环境，也要减少大陆边缘的地质灾害。特别是世界人口的 21%(11. 47 亿) 左右居住在 30 千米的海岸线范围之内。
8. 2 在大陆边缘地区
过去十年间，实施了两个国际科学项目———InterRidge 和 In-terMAGINS，以协调国际科学力量来攻克这些科学难 题。此外，过去 40 年开展的海洋科学深钻计划 (1968 ～ 1983 年的深海钻探项目; 1985 ～2003 年的海洋钻探项目; 2003 年至今的综合海洋钻探项目) 使地球科学家通过海洋沉积物和下伏地壳直接取样，对地球动态体系 (包括海洋) 的了解大大前进了。
国际地球年的 “海洋”主题将把重点放在以下两个关键问题上，它包括 InterRidge 和 InterMAGINS 的核心课题:
(1) 海洋中脊上，岩石圈、水圈和生物圈的相互关联是什么? 它们的相互关联在地球的生命起源中起到了什么作用?
(2) 地球过程对大陆边缘形成和演化有什么影响? 大陆边缘为人类带来哪些好处和威胁?
8. 3 在洋中脊上，岩石圈、水圈和生物圈有何关联性，它们的关联性在地球的生命起源中又起了什么作用
“洋中脊”是一个陌生的名字。当组成地球外壳的构造板块分离时，产生了地表的巨大裂缝。这些裂缝大多数都穿过海洋盆地，形成一个长60000 千米环绕全球的火山系统，就称为洋中脊。正是沿着这样一些洋中脊，产生于 20 ～ 80 千米深处的熔融岩石(岩浆) 向上涌出并在海底喷发，然后当海底背离这些洋中脊而扩张时，缓慢地再次覆盖地球的广大区域。其结果是形成奇异的景观——— “深海景观”、有毒的温泉以及大量不依靠阳光而旺盛发育的生命。所有这些，都不断地遭到火山爆发和地震的重新改造。
这便是我们地球上十分有趣，但在很大程度上不为人知的部分。然而，这一火山活动以及它所维持的生命对整体世界有怎样的重要性呢? 在诸如矿床开发、控制海洋化学成分、深海食物链、生命起源等方面它又起到什么样的作用呢?
8. 4 近年来研究成果显示洋中脊对于深海海洋，进而对于人类有多么重要
由洋中脊火山岩冷却所产生的能量差不多等于人类通过燃料和核发电所得到的能量。现在这些能量在海底或海底附近发散，驱动大量海水在洋壳 (即大洋型地壳，分布于大洋盆地之下的地壳) 上的环流。环流输出的是高温 (高达 400℃) 酸性热液，随着甲烷和氧化硫等液化气体携带出溶解的金属。当它们排放在海底时，这些携带金属的高温流体和周围深海中的冷水发生反应，导致金属硫的沉淀，并形成大型金属矿体。
高硫化物和金属流体听起来好像不适合生命的存在。然而正是在这些排放通道附近，有生物群大量集中。在热液排放通道附近发现的动物往往十分奇特，包括一些巨大的蠕虫，它们没有内脏，只是靠它们组织内的细菌生存。这些动物加上其他更多独特的动物给了我们关于它们为什么能够在动态和极为不利的环境中生存下来甚至繁茂延续的大量知识。不仅如此，在热液排放通道附近发现的微生物还可以在更为严酷的环境中生活。虽然，只是刚刚开始探究这些海底小虫的各种各样的新陈代谢途径 (生物化学反应链) 。我们就已经知道某些微生物可以在地球上其他生物不能忍耐的高温下生存。事实上，许多科学家已经认识到地球上的生命正是在这样的环境下开始演化。
8. 5 洋中脊有着地球上最为活跃的火山作用和频繁的地震
洋中脊提供了独特的天然实验室用来长期监控海底火山、地震和深海物理条件变化。最近的研究表明，与大陆地震相比，沿着海洋转换断层的中等地震，其前震看起来更多，而后震则是少量的。此外，洋潮的变化似乎在海底火山附近激发了地震活动。通过研究地球岩石圈与洋中脊火山构造系统中的水圈之间如何相互作用所得到的认识，对于研究和预测陆上火山地震灾害具有重大的意义。
洋中脊火山、构造和热液活动还制约了地球大洋岩石圈 (构成洋底的岩石) 的化学组成以及广袤的深海平原景观。在快速扩张脊上，如东太平洋海隆之下，常常能看到一个稳定的岩浆透镜体的形象，它为岩浆席 (岩浆脉) 的频繁侵入和海底喷发提供熔融的岩石。岩浆透镜体还为驱动洋壳的热水 (热液) 环流提供热量。
然而，在慢速或超慢速洋中脊中，如大西洋中脊和北冰洋海岭中，岩浆事件的频度要低得多，断裂引起的岩石圈构造拉张，成为海底扩张的一个重要组成部分。在搞清楚什么控制着洋中脊的岩浆构造事件的旋回方面，我们还处于初级阶段。
8. 6 地质过程对大陆边缘的形成和演化有什么影响，大陆边缘给人类带来哪些好处和威胁
垂直向上延续几千米的大陆边缘陡坡可能影响到洋流的方向。海风可以驱使深层海底上对生物生长有利的海水上涌，从而提高这些边缘地带的地表生产力。大陆也是沉积物的源区，河流、甚至海风将这些沉积物带到海洋中，沉积在大陆边缘沉积物富含有机碳，可以生成或赋存重要资源。如油气、天然气水合物以及各式各样的生物群落。
大陆边缘又给人类带来灾害。边缘地区沉积物构成的斜坡发生滑塌可导致海啸，对沿岸地区的居民造成威胁，其影响面可以十分深远。相反，在发生海啸的地方，海啸到达大陆边缘时的状况，又强烈地受当地大陆边缘或大陆架海底形态的影响，决定了是否会有对大陆造成灾难性破坏的前奏。现在尚不完全清楚的是，由于全球变暖引起的海平面上升会带来多大程度的破坏。其他临近活动裂谷或俯冲带的边缘地带极易遭受地震，以至这些地区火山灾害频繁发生。
大陆边缘接收着由河流和人类活动带来的废弃物以及工业、商业和休闲活动所带来的污染。大陆边缘还在海上防卫特别是水下声音信号、鱼类资源和油气资源开发，以及安全航行方面起着作用。
以上所有的知识，就是要了解与裂谷型边缘以及正在断裂的边缘和俯冲带边缘相伴的地质作用。
在裂谷型边缘区域，边界发育受到的最基本影响被认为是原始大陆岩石圈板块的物理和化学特性，即它的变形和流动特性，这个特性控制了岩石圈板块对裂谷作用的回应。如果我们要建立预测断裂作用和大陆分离的模型，则还需要了解岩石圈在断裂过程中，岩石圈拉张的速率、岩石圈最上层脆弱带中主要断层的形态与分布、蒸发岩和岩浆活动的延伸范围以及沉积历史。
8. 7 资源和流体
在裂谷型边缘所发现的主要资源有烃类 (油气) 和天然气水合物 (在裂谷型和挤压型边缘) 。在油气勘探和潜在生油岩评价中获得的最重要的知识就是热能源活动史。它可以通过测量岩浆活动的强度和范围、沉积物的年龄和厚度以及当今的热流状况进行估算。大量出现的天然气水合物是潜在的能源。但是，还需要用环保的和经济的方法将天然气水合物从海底运出。
在裂谷型和挤压型边缘的海底都发现流体渗出。这种流体释放一般都保持环境温度，所以也叫 “冷渗出”。许多不同地方都发现冷渗出，如峡谷壁、大陆边缘、灰岩悬崖、烃沉积物上。在这种环境下，各类细菌大量繁殖，就和那些动物群体一样，它们利用海底还原作用产生的富含化学成分的流体能量来生存。我们在对这些动物和微生物的多样性以及由于它们独特的新陈代谢产生的热能，声学探测因素等提供了冷渗出的证据，这就是新的研究领域。
8. 8 数据同化
《联合国海洋法公约》授权沿岸国家根据国际法设定的准则提出对海底的要求。为支持这样的权利要求，许多国家对大量数据资料进行了同化处理，甚至进行特殊调查测量以采集条带测深数据和其他数据。我们建议建立一个数据中心来采集、合并所有涉及大陆边缘的条带测深数据和其他数据，以利于海洋科学和工程的发展。
洋中脊和大陆边缘的火山、构造、热液活动的探测工作已经大大促进并将继续推进深海勘探技术和手段，其中很多科研成果将给社会带来技术上的直接利益。新技术的例子包括能驶入海洋深部的人驾车、遥控车、水下自动车以及新一代深海仪器。它们被用来进行地震、地球物理、声学、热液、化学和生物方面的现场测量。主要技术开展还包括在海底观测中进行连续的时间序列测量; 利用传统海底电缆和光纤，为海底观测和把数据传回陆上实验室提供能量; 以及通过综合大洋钻探计划 (IODP) 在洋中脊和大陆边缘进行洋壳科学钻探。