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海とは、塩水の大きな塊のことです。海には、特定の海と大洋があります。一般的に海とは、地球の大部分を覆う相互につながった海水塊である大洋を指します。特定の海は、縁海、大洋の二次的な部分（例えば地中海）、または陸に囲まれた大きな水域のいずれかです。
水域の塩分濃度は大きく異なり、表面や大河の河口付近では低く、深海では高くなります。しかし、溶存塩の相対的な割合は海洋全体でほとんど変わりません。海水に最も多く溶けている固体は塩化ナトリウムです。海水には、マグネシウム、カルシウム、カリウム、水銀などの塩も含まれており、中には微量なものもあります。細菌、原生生物、藻類、植物、菌類、動物など、多種多様な生物が、海中のさまざまな海洋生息地や生態系に生息しています。これらの生息地は、太陽光が当たる表面や海岸線から、冷たく暗い深海帯の深い圧力まで垂直方向に広がり、緯度方向には極地の氷冠の下の冷たい水から熱帯地域のサンゴ礁の暖かい水まで広がっています。多くの主要な生物群は海で進化し、生命はそこで始まったと考えられています。
海洋は地球の気候を緩和し、水、炭素、窒素の循環において重要な役割を果たしています。水面は大気と相互作用し、粒子や温度などの特性や海流を交換します。表面海流は、大気の流れと風が水面を吹き抜けることで発生する水流であり、風波を発生させ、抵抗によってゆっくりとした安定した水の循環を生み出します。これは、海洋が深海海流を維持する場合と同様です。深海海流は、まとめて地球規模のコンベヤーベルトと呼ばれ、極付近からすべての海洋に冷たい水を運び、地球の気候に大きな影響を与えます。潮汐は、一般的に1日に2回起こる海面の上昇と下降であり、地球の自転と月の引力、そして程度は低いものの太陽の引力によって引き起こされます。湾や河口では潮汐の変動幅が非常に大きくなることがあります。海洋下のプレートテクトニクス運動によって発生する海底地震は、火山噴火、大規模な地滑り、巨大隕石の衝突と同様に、破壊的な津波を引き起こす可能性がある。
海は歴史と文化を通じて人類にとって不可欠な要素でした。古代から人類が海を利用し研究してきた記録があり、先史時代にまで遡ります。現代の海洋科学研究は海洋学と呼ばれ、海域は海洋法によって規制され、海事法は海上での人間の活動を規制しています。海は主に魚類、貝類、哺乳類、海藻など、漁師が捕獲したり水中養殖したりするなど、人間にとって豊富な食料源となっています。その他、貿易、旅行、鉱物採掘、発電、戦争、水泳、セーリング、スキューバダイビングなどのレジャー活動にも海が利用されています。これらの活動の多くは海洋汚染を引き起こしています。
海は、大西洋、太平洋、インド洋、南極海、北極海を含む地球上のすべての海洋水が相互につながったシステムです。[ 1 ]ただし、「海」という言葉は、北海や紅海など、より小さな特定の海域にも使用できます。海と海洋の間には明確な区別はありませんが、一般的に海は小さく、多くの場合、部分的に（縁海として、または特に地中海として）または完全に（内海として）陸地に囲まれています。[ 2 ]ただし、これには例外があり、海岸線がなく、北大西洋環流と呼ばれる循環流の中にあるサルガッソ海です。[ 3 ] : 90海は一般的に湖よりも大きく、塩水を含みますが、ガリラヤ湖は淡水湖です。[ 4 ] [ a ]国連海洋法条約は、すべての海洋を「海」と規定しています。[ 8 ] [ 9 ] [ b ]
地球は、表面に液体の水の海があることが知られている唯一の惑星です。 [ 3 ] : 22ただし、火星には氷冠があり、他の太陽系の同様の惑星には海がある可能性があります。[ 11 ]地球の1,335,000,000立方キロメートル（320,000,000 mi 3 ）の海には、既知の水の約97.2パーセントが含まれており[ 12 ] [ c ]、表面の約71パーセントを覆っています。[ 3 ] : 7 [ 17 ]地球の水のさらに2.15パーセントは凍結しており、北極海を覆う海氷、南極大陸とその周辺の海を覆う氷冠、および世界中のさまざまな氷河や表面堆積物に見られます。残りの部分（全体の約0.65％）は、地下貯水池や水循環のさまざまな段階を形成し、ほとんどの陸上生物が遭遇し利用する淡水、すなわち空気中の水蒸気、それがゆっくりと形成する雲、そこから降る雨、そして水が何度も海に流れ込むことで自然に形成される湖や川を含んでいます。[ 12 ]
水と地球の水循環に関する科学的研究は水文学であり、流体力学は運動する水の物理学を研究します。特に海に関するより新しい研究は海洋学です。これは、海の潮流の形状の研究として始まりましたが[ 18 ]、その後、大規模で学際的な分野に拡大しました。[ 19 ]海水の特性を調べ、波、潮汐、潮流を研究し、海岸線を測量し、海底を地図化し、海洋生物を研究します。[ 20 ]海の動き、その力、および海に作用する力を扱う下位分野は、物理海洋学として知られています。[ 21 ]海洋生物学（生物海洋学）は、海洋生態系に生息する植物、動物、その他の生物を研究します。どちらも、海洋内の元素や分子の挙動を研究する化学海洋学の影響を受けています。特に、現在では、炭素循環における海洋の役割や、海水の酸性化の進行における二酸化炭素の役割が研究されています。海洋地理学と海事地理学は海の形状と形成過程を地図に描き、海洋地質学（地質海洋学）は大陸移動や地球の組成と構造の証拠を提供し、堆積過程を解明し、火山活動や地震の研究を支援してきました。[ 19 ]
海水の特徴は塩辛いことです。塩分濃度は通常、千分率（‰またはパーミル）で測定され、外洋には1リットルあたり約35グラム（1.2オンス）の固形物があり、塩分濃度は35 ‰です。地中海は38 ‰とやや高く、[ 22 ]紅海北部の塩分濃度は41‰に達することがあります。[ 23 ]対照的に、内陸にある高塩分湖の中には、はるかに高い塩分濃度を持つものもあり、例えば死海には1リットルあたり300グラム（11オンス）の溶解固形物（300 ‰）があります。
食塩の成分（ナトリウムと塩化物）は溶液中の固形物の約85パーセントを占めるが、マグネシウムやカルシウムなどの他の金属イオン、硫酸塩、炭酸塩、臭化物などの陰イオンも存在する。さまざまな海域で塩分濃度にばらつきがあるにもかかわらず、溶解塩の相対的な組成は世界の海洋全体で安定している。[ 24 ] [ 25 ]海水は塩分濃度が高すぎるため、腎臓は海水ほど塩分濃度の高い尿を排泄できないため、人間が安全に飲むことはできない。 [ 26 ]
数百万年という時間スケールでは海洋中の塩分量は比較的一定に保たれているが、さまざまな要因が水域の塩分濃度に影響を与える。[ 27 ]蒸発と氷の形成の副産物（「塩水排出」として知られる）は塩分濃度を高める一方、降水、海氷の融解、陸地からの流出は塩分濃度を低下させる。[ 27 ]例えば、バルト海には多くの河川が流れ込んでいるため、汽水域とみなすことができる。[ 28 ]一方、紅海は蒸発率が高いため非常に塩分濃度が高い。[ 29 ]
海水温は、海面に降り注ぐ太陽放射量によって決まります。熱帯では、太陽がほぼ真上にあるため、表層の温度は30 °C (86 °F)を超えることがありますが、極地付近では、海氷と平衡状態にある温度は約-2 °C (28 °F)です。海洋では水が絶えず循環しています。暖かい表層海流は熱帯から離れるにつれて冷え、水は密度が高くなり沈みます。冷たい水は、水の温度と密度の変化によって駆動される深層海流として赤道に向かって戻り、最終的に再び表面に向かって湧き上がります。深層海水の温度は、地球上のあらゆる場所で-2 °C (28 °F)から5 °C (41 °F)の間です。 [ 30 ]
典型的な塩分濃度が 35 ‰ [ 31 ]の海水は、約-1.8 °C (28.8 °F)の凝固点を持っています。[ 32 ]温度が十分に低くなると、表面に氷の結晶が形成されます。これらは小さな破片に砕け、合体して平らな円盤状になり、フラジルと呼ばれる厚い懸濁液を形成します。穏やかな状況では、これはニラスと呼ばれる薄い平らなシートに凍り、その下面に新しい氷が形成されるにつれて厚くなります。より荒れた海では、フラジル結晶がパンケーキと呼ばれる平らな円盤状になります。これらは互いに滑り合い、合体してフローを形成します。凍結の過程で、塩水と空気が氷の結晶の間に閉じ込められます。ニラスの塩分濃度は 12〜15 ‰ ですが、海氷が 1 年経つと、これは 4〜6 ‰ に低下します。[ 33 ]
海水は弱アルカリ性で、過去3億年間の平均pHは約8.2でした。 [ 34 ]近年、気候変動により大気中の二酸化炭素濃度が増加し、増加したCO2の約30～40%が海洋に吸収され、炭酸を形成してpHを低下させています（現在は8.1未満[ 34 ] ）。これは海洋酸性化と呼ばれるプロセスです。[ 35 ] [ 36 ] [ 37 ]海洋pHを含む海洋化学の変化の程度は、各国とその政府が実施する気候変動緩和策に依存します。 [ 38 ]
海水中の酸素量は、主に海水中に生育する植物に依存します。これらは主に藻類（植物プランクトンを含む）であり、海草などの維管束植物もいくつかあります。日中は、これらの植物の光合成活動によって酸素が生成され、それが海水に溶け込み、海洋生物によって利用されます。夜間は光合成が停止し、溶存酸素量が減少します。植物が生育するのに十分な光が届かない深海では、溶存酸素量は非常に少なくなります。酸素がないため、有機物は嫌気性細菌によって分解され、硫化水素が生成されます。[ 39 ]
気候変動は、高温になると水中の酸素溶解度が低下するため、表層水の酸素濃度を低下させる可能性が高い。[ 40 ]海洋の脱酸素化は、表層海洋の温暖化が1℃上昇するごとに、低酸素状態を10%増加させ、低酸素水（酸素濃度が平均表層濃度より98%低い）を3倍にすると予測され ている。[ 41 ]
海に届く光の量は、太陽の角度、天候、水の濁度によって異なります。多くの光は水面で反射され、赤い光は表層数メートルで吸収されます。黄色と緑の光はより深いところまで届き、青と紫の光は1,000メートル（3,300フィート）もの深さまで届くことがあります。約200メートル（660フィート）より深いところでは、光合成や植物の成長に必要な光が不足します。[ 42 ]
地質時代の大半において、海面は現在よりも高かった。[ 3 ] : 74時間の経過とともに海面に影響を与える主な要因は、海洋地殻の変化の結果であり、非常に長期的には下降傾向が続くと予想されている。[ 43 ]約2万年前の最終氷期最盛期には、海面は現在（2025年）よりも約125メートル（410フィート）低かった。 [ 44 ]
少なくとも過去 100 年間、海面は平均して年間約1.8 ミリメートル (0.071インチ)の割合で上昇しています。 [ 45 ]この上昇の大部分は、気候変動による海水温の上昇と、それに伴う水面上層500 メートル (1,600フィート)のわずかな熱膨張によるものです。全体の 4 分の 1 を超える追加的な寄与は、雪や氷河の融解、灌漑やその他の農業および人間のニーズのための地下水の取水など、陸上の水源によるものです。[ 46 ]
水面を吹く風は、風の方向に垂直な波を形成します。池にそよ風が吹くと、空気と水の間に摩擦が生じ、さざ波ができます。海上で強い風が吹くと、動く空気が隆起した水の稜線に押し付けられるため、より大きな波が発生します。波は、移動速度が風速とほぼ一致するときに最大の高さに達します。南半球の吠える40度のように風が継続的に吹く外洋では、うねりと呼ばれる長く組織化された水の塊が海を横切って押し寄せます。[ 3 ]： 83-84 [ 47 ] [ 48 ] [ d ]風が弱まると、波の形成は減少しますが、すでに形成された波は陸地に到達するまで元の方向に進み続けます。波の大きさは、風が水面を吹いた距離であるフェッチと、その風の強さと持続時間に依存します。異なる方向から来る波がぶつかると、2つの波の干渉によって、波が砕け、不規則な海面が生じることがあります。[ 47 ]建設的干渉によって、通常よりもはるかに高い個々の（予期しない）異常波が発生することがあります。[ 49 ]ほとんどの波は高さが3メートル（10フィート）未満ですが[ 49 ]、強い嵐でその高さが2倍または3倍になることは珍しくありません。[ 50 ]風力発電所や石油プラットフォームなどの洋上建設では、測定による気象海洋統計を使用して、設計対象となる波力（例えば100年に一度の波によるもの）を計算します。[ 51 ]しかし、異常波は25メートル（82フィート）を超える高さで記録されています。[ 52 ] [ 53 ]
波の頂上は波頭、波と波の間の最低点は波谷、波頭間の距離は波長と呼ばれます。波は風によって海面を横切って押し進められますが、これはエネルギーの伝達であって、水の水平方向の移動ではありません。波が陸地に近づき浅瀬に入ると、その挙動が変わります。斜めに接近する場合、波は曲がったり（屈折）、岩や岬を回り込んだり（回折）することがあります。波が水面の最も深い振動が海底に接触する地点に達すると、波は減速し始めます。これにより波頭が近づき、波の高さが増します。これを波の浅瀬化と呼びます。波の高さと水深の比率が一定の限界を超えると、「砕波」し、泡立つ水の塊となって崩れ落ちます。[ 49 ]この泡はシート状に海岸に押し寄せ、重力の影響で海に引き戻されます。[ 47 ]
津波は、海底地震や地滑り、隕石の衝突、火山の噴火、海への陸地の崩落など、まれに発生する強力な事象によって引き起こされる、特殊な波です。これらの事象は、影響を受けた地域の海面を一時的に数フィート上昇または下降させます。移動した海水のポテンシャルエネルギーは運動エネルギーに変換され、浅い波、つまり津波が発生し、水深の平方根に比例する速度で外側に放射状に広がります。そのため、外洋では大陸棚よりもはるかに速く伝わります。[ 54 ]外洋の深海では、津波の波長は約80～300マイル（130～480 km）で、時速600マイル（970 km/h）を超える速度で伝わり[ 55 ]、通常は高さが3フィート未満であるため、この段階では気づかれないことがよくあります。[ 56 ]対照的に、風によって発生する海面波は波長が数百フィートで、時速65マイル（105 km/h）まで伝播し、高さは最大45フィート（14メートル）に達する。[ 56 ]
津波が浅い水域に入ると、速度は低下し、波長は短くなり、振幅は著しく増大します。[ 56 ]浅い水域では風によって発生する波と同じように振る舞いますが、規模ははるかに大きくなります。津波の谷または山頂のどちらかが先に海岸に到達する可能性があります。[ 54 ]前者の場合、海は引き潮となり、海岸近くの潮下帯が露出するため、陸上の人々にとって有用な警告となります。[ 57 ]山頂が到達すると、通常は砕けることなく内陸に押し寄せ、進路上のすべてを水没させます。破壊の多くは、津波が襲った後に洪水が海に流れ戻り、瓦礫や人々を巻き込むことによって発生する可能性があります。多くの場合、複数の津波が単一の地質学的現象によって引き起こされ、8分から2時間の間隔で到達します。海岸に最初に到達する波が、最大または最も破壊的であるとは限りません。[ 54 ]
海面を吹く風は、空気と海の境界面で摩擦を生じさせます。これにより波が発生するだけでなく、海面水も風と同じ方向に動きます。風は変動しますが、ある場所では主に一方向から吹くため、表面海流が形成されます。西風は中緯度で最も頻繁に発生し、東風は熱帯で優勢です。[ 58 ]このように水が移動すると、他の水が流れ込んで隙間を埋め、環流と呼ばれる表面海流の円運動が形成されます。世界の海洋には5つの主要な環流があります。太平洋に2つ、大西洋に2つ、インド洋に1つです。その他の小さな環流は小さな海にあり、1つの環流が南極大陸を一周しています。これらの環流は、陸地の地形、風向、コリオリ効果によって導かれ、何千年も同じ経路をたどってきました。北半球では表面海流は時計回りに、南半球では反時計回りに流れます。赤道から遠ざかる水は暖かく、逆方向に流れる水は熱の大部分を失っています。これらの海流は地球の気候を穏やかにする傾向があり、赤道付近を冷やし、高緯度地域を温暖化させます。[ 59 ]地球規模の気候と天気予報は世界の海洋に大きく影響されるため、地球規模の気候モデリングでは、海洋循環モデルだけでなく、大気、地表面、エアロゾル、海氷などの他の主要な構成要素のモデルも利用しています。 [ 60 ]海洋モデルは、海水などの流体の大規模な流れを記述する物理学の一分野である地球物理流体力学を利用しています。 [ 61 ]
表面海流は海面から数百メートル上層部のみに影響を及ぼしますが、深層水塊の移動によって海洋深部にも大規模な流れが生じます。主要な深層海流は世界のすべての海洋を流れており、熱塩循環または地球規模のコンベヤーベルトとして知られています。この動きはゆっくりとしており、塩分と温度の変化によって生じる水の密度の違いによって駆動されます。[ 62 ]高緯度では、海水は低い大気温度によって冷やされ、海氷が結晶化するにつれて塩分濃度が高くなります。これらの両方の要因によって密度が高くなり、水は沈みます。グリーンランド付近の深海から、このような水は大西洋の両側の大陸塊の間を南に向かって流れます。南極に到達すると、さらに冷たい沈降水の塊が加わり、東に向かって流れます。その後、北に向かってインド洋と太平洋に向かう2つの流れに分かれます。ここで徐々に暖められ、密度が低くなり、表面に向かって上昇し、ループを描いて戻ります。この循環パターンが完成するまでには千年かかる。[ 59 ]
渦の他に、特定の条件下で発生する一時的な表面流があります。波が海岸に斜めに当たると、海岸線に平行に水が押し流され、沿岸流が発生します。水は近づいてくる波に対して直角に砂浜に渦を巻いて上がりますが、重力の影響で斜面をまっすぐ下って流れていきます。砕ける波が大きいほど、砂浜が長いほど、波の接近が斜めであるほど、沿岸流は強くなります。[ 63 ]これらの流れは大量の砂や小石を移動させ、砂嘴を作り、砂浜を消失させ、水路を泥で埋め尽くすことがあります。[ 59 ]離岸流は、押し寄せる波によって海岸近くに水が溜まり、海底の水路を通って外洋に流れ出すときに発生します。砂州の隙間や、突堤などの人工構造物の近くで発生することがあります。これらの強い潮流は毎秒3フィート (0.9 m)の速度を持ち、潮の満ち引きのさまざまな段階でさまざまな場所で発生し、不用意な海水浴客を流してしまうことがあります。 [ 64 ]一時的な湧昇流は、風が陸地から水を押し出し、より深い水がそれを補うために上昇するときに発生します。この冷たい水は栄養分が豊富なことが多く、植物プランクトンの大量発生と海の生産性の大幅な増加を引き起こします。[ 59 ]
潮汐とは、月と太陽の重力の影響と地球の自転の影響を受けて、海や海洋の水位が規則的に上昇したり下降したりする現象です。各潮汐サイクルでは、どの場所でも水位は「満潮」と呼ばれる最高高さまで上昇し、その後再び「干潮」と呼ばれる最低水位まで下がります。水位が下がると、潮間帯としても知られる海岸線が徐々に露出していきます。満潮と干潮の高さの差は、潮位差または潮位振幅として知られています。[ 65 ] [ 66 ]
ほとんどの場所では、1日に 2 回の満潮があり、その間隔は約 12 時間 25 分です。これは、地球が 1 回の公転を終え、月が観測者に対して以前の位置に戻るのにかかる 24 時間 50 分の半分です。月の質量は 太陽の約 2700 万分の 1 ですが、地球には 400 倍近い位置にあります (重力の強さは、問題となっている物体の重心間の距離の 2 乗に比例するため、月の質量が小さいことをさらに補っています)。[ 67 ]潮汐力または潮位上昇力は距離とともに急速に減少するため、月は太陽の 2 倍以上潮汐に影響を与えます。[ 67 ]地球が月に最も近い場所では、月の重力の影響も強いため、海に膨らみが形成されます。地球の反対側では、月の引力が最も弱く、これが別の膨らみを生じさせます。月が地球の周りを公転するにつれて、これらの海の膨らみも地球の周りを移動します。太陽の引力も海に作用しますが、潮汐への影響は月の影響よりも弱く、太陽、月、地球がすべて一直線に並ぶとき（満月と新月）、その複合的な影響により、高い「大潮」が発生します。対照的に、地球から見て太陽が月に対して90°の位置にあるときは、潮汐に対する複合的な引力の影響が小さくなり、低い「小潮」が発生します。[ 65 ]
高潮は、強風によって浅瀬の海岸に水が押し寄せ、低気圧が加わることで、満潮時の海面が劇的に上昇する際に発生する。
地球は、磁気中心核、大部分が液体のマントル、そして地球の岩石質の地殻と、より深い大部分が固体の外層であるマントルからなる硬くて堅固な外殻（またはリソスフェア）で構成されています。陸上では、地殻は大陸地殻として知られていますが、海中では海洋地殻として知られています。後者は比較的密度の高い玄武岩で構成されており、厚さは約 5 ～ 10 キロメートル (3 ～ 6 マイル) です。比較的薄いリソスフェアは、その下にあるより弱く高温のマントルの上に浮かんでおり、多数のテクトニック プレートに分裂しています。[ 68 ]中央海嶺では、隣接するプレート間の海底をマグマが絶えず押し上げられて中央海嶺を形成しており、ここではマントル内の対流によって 2 つのプレートが離れる傾向があります。これらの海嶺に平行で海岸に近い場所では、1 つの海洋プレートが別の海洋プレートの下に沈み込むことがあり、これは沈み込みとして知られています。ここでは深い海溝が形成され、プレート同士が擦れ合うことで摩擦が生じます。この動きは断続的に進行し、地震を引き起こし、熱が発生し、マグマが噴出して海底山脈を形成します。これらの山脈の中には、深い海溝の近くに火山島の列を形成するものもあります。陸と海の境界付近では、やや密度の高い海洋プレートが大陸プレートの下に滑り込み、さらに多くの沈み込み海溝が形成されます。これらのプレートが擦れ合うことで、大陸プレートは変形して褶曲し、造山運動や地震活動を引き起こします。[ 69 ] [ 70 ]
地球上で最も深い海溝はマリアナ海溝で、海底を約2,500キロメートル（1,600マイル）にわたって伸びています。西太平洋の火山列島であるマリアナ諸島の近くに位置しています。最深部は海面下10.994キロメートル（約7マイル）です。[ 71 ]
陸と海が接する区域は海岸と呼ばれ、大潮時の最低水位と波しぶきが到達する上限の間の部分は海岸線です。砂浜は海岸に砂や小石が堆積したものです。 [ 73 ]岬は海に突き出た陸地の点で、より大きな岬は岬と呼ばれます。海岸線のくぼみ、特に2つの岬の間のくぼみは湾と呼ばれ、狭い入り江のある小さな湾は入り江と呼ばれ、大きな湾は湾と呼ばれることがあります。[ 74 ]海岸線は、海岸に到達する波の強さ、陸地の縁の傾斜、海岸の岩の構成と硬さ、沖合の斜面の傾斜、局所的な隆起や沈下による土地のレベルの変化など、いくつかの要因によって影響を受けます。通常、波は1分間に6～8個のペースで海岸に向かって押し寄せ、これらは建設的な波と呼ばれ、砂浜の物質を上に移動させる傾向があり、侵食効果はほとんどありません。嵐の波は急速に連続して海岸に到達し、打ち寄せる波が砂浜の物質を海側に移動させるため、破壊的な波と呼ばれています。その影響下で、砂浜の砂利はすりつぶされ、摩耗します。満潮時、嵐の波が崖のふもとに衝突すると、亀裂や隙間の空気が圧縮され、圧力が解放されると急速に膨張するため、破壊効果があります。同時に、砂や小石が岩に投げつけられることで侵食効果があります。これにより崖の下部が削られ、霜の作用などの通常の風化プロセスが続き、さらに破壊が進みます。徐々に、崖のふもとに波食台が形成され、これが保護効果を発揮し、それ以上の波の侵食を軽減します。[ 73 ]
陸地の縁から削り取られた物質は、最終的に海に流れ込みます。そこで、海岸線に平行に流れる海流が水路を削り、砂や小石を元の場所から運び去るため、摩耗作用を受けます。河川によって海に運ばれた堆積物は海底に沈殿し、河口に三角州を形成します。これらの物質はすべて、波、潮汐、海流の影響を受けて行き来します。[ 73 ]浚渫は物質を除去し、水路を深くしますが、海岸線の他の場所で予期せぬ影響を与える可能性があります。政府は、防波堤、防潮堤、堤防、その他の海岸防衛施設を建設することにより、土地の浸水を防ぐ努力をしています。たとえば、テムズバリアはロンドンを暴風雨による高潮から守るように設計されていますが、[ 75 ]ハリケーン・カトリーナの際にニューオーリンズ周辺の堤防が決壊したことで、米国で人道危機が発生しました。
海は水循環、すなわち水循環において重要な役割を果たしており、海から蒸発した水は蒸気として大気中を移動し、凝結して雨や雪として降り、陸上の生命を支え、大部分は海に戻ります。[ 76 ]雨がほとんど降らないアタカマ砂漠でさえ、カマンチャカと呼ばれる濃い霧が海から吹き込み、植物の生育を支えています。[ 77 ]
中央アジアやその他の広大な陸塊には、海への出口がなく、山やその他の自然の地質的特徴によって海から隔てられ、水が流れ出ない内陸盆地が存在する。カスピ海はこれらのうち最大のものである。主な流入源はヴォルガ川であり、流出はなく、水の蒸発によって溶解した鉱物が蓄積し、塩分濃度が高くなる。カザフスタンとウズベキスタンのアラル海、および米国西部のピラミッド湖は、排水路のない内陸の大きな塩水湖の例である。内陸湖の中には塩分濃度が低いものもあるが、いずれも流入水の水質の変化に敏感である。[ 78 ]
海洋は、世界で最も活発に循環している炭素を多く含み、貯蔵している炭素の量では岩石圏に次いで2番目に多い。 [ 79 ]海洋の表層には、大気と急速に交換される大量の溶存有機炭素が含まれている。深層の溶存無機炭素の濃度は表層よりも約15パーセント高く[ 80 ]、そこにずっと長い期間留まる。[ 81 ]熱塩循環は、これら2つの層の間で炭素を交換する。[ 79 ]
大気中の二酸化炭素が表層に溶け込み、炭酸、炭酸塩、重炭酸塩に変換されることで炭素が海洋に流入します。[ 82 ]
また、溶存有機炭素として河川から流入し、光合成生物によって有機炭素に変換される。これは食物連鎖全体で交換されるか、死んだ軟組織として、あるいは貝殻や骨に炭酸カルシウムとして、より深く炭素が豊富な層に沈殿する。この層では長期間循環した後、堆積物として沈殿するか、熱塩循環によって表層水に戻される。[ 81 ]
海洋は、それを生息地として利用する多様な生命体の住処です。太陽光は表層のみを照らすため、海洋の大部分は永久に暗闇に包まれています。異なる深度と温度帯がそれぞれ固有の種の生息地を提供するため、海洋環境全体としては膨大な生命の多様性を包含しています。[ 83 ]海洋の生息地は、表層水から最も深い海溝まで、サンゴ礁、ケルプの森、海草の草原、潮だまり、泥、砂、岩の海底、外洋域など多岐にわたります。海に生息する生物は、体長30メートル（98フィート）のクジラ から、微細な植物プランクトンや動物プランクトン、菌類、細菌まで多岐にわたります。海洋生物は、光合成生物が溶存二酸化炭素を有機炭素に変換するため、炭素循環において重要な役割を果たしており、食用魚を提供するという点で人間にとって経済的に重要です。 [ 84 ] [ 85 ] : 204–229
生命は海で誕生した可能性があり、主要な動物群はすべて海に生息している。科学者の間では、海中のどこで生命が誕生したのかについては意見が分かれている。ミラー・ユーリーの実験では、外洋の希薄な化学物質の「スープ」が示唆されたが、より最近の説では、火山性の温泉、きめ細かい粘土質の堆積物、深海の「ブラックスモーカー」噴出孔などが挙げられている。これらはすべて、初期の地球の大気では遮断されなかった有害な紫外線から生命を守る役割を果たしたと考えられる。[ 3 ]： 138-140
海洋生息地は、水平方向に沿岸生息地と外洋生息地に分けられます。沿岸生息地は海岸線から大陸棚の縁まで広がっています。大陸棚の面積は海洋全体のわずか7%を占めるにすぎませんが、ほとんどの海洋生物は沿岸生息地に生息しています。外洋生息地は、大陸棚の縁の外側の深海にあります。あるいは、海洋生息地は垂直方向に、外洋（外洋）、底生（海底直上）、底生（海底）の生息地に分けられます。3つ目の区分は緯度によるもので、棚氷、海氷、氷山のある極海から温帯および熱帯海域までです。[ 3 ]： 150-151
いわゆる「海の熱帯雨林」と呼ばれるサンゴ礁は、世界の海洋表面積の0.1パーセント未満を占めるにすぎないが、その生態系には全海洋生物種の25パーセントが含まれている。[ 86 ]最もよく知られているのはオーストラリアのグレートバリアリーフのような熱帯サンゴ礁だが、冷水サンゴ礁にはサンゴを含む多種多様な生物が生息している（そのうちサンゴ礁の形成に寄与するのはわずか6種である）。[ 3 ]： 204-207 [ 87 ]
海洋の一次生産者（植物やプランクトン中の微細生物）は広く分布しており、生態系にとって非常に重要である。世界の酸素の半分は植物プランクトンによって生成されていると推定されている。[ 88 ] [ 89 ]海の生物の一次生産の約45パーセントは珪藻によるものである。[ 90 ]一般的に海藻として知られるはるかに大きな藻類は、局所的に重要である。ホンダワラは漂流物を形成し、コンブは海底の森を形成する。[ 85 ] : 246–255海草の形をした顕花植物は砂地の浅瀬の「草原」で生育し、[ 91 ]熱帯および亜熱帯地域の海岸にはマングローブが並び、[ 92 ]定期的に浸水する塩性湿地では耐塩性植物が繁茂する。[ 93 ]これらの生息地はすべて大量の炭素を隔離することができ、大小さまざまな動物の生物多様性を支えることができる。 [ 94 ]
光は水深200メートル（660フィート）までしか届かないため、植物が生育できるのはこの海域だけです。[ 42 ]表層は生物活性窒素化合物が不足していることが多いです。海洋の窒素循環は、窒素固定、同化、硝化、アナモックス、脱窒などの複雑な微生物変換から成ります。[ 95 ]これらのプロセスの一部は深海で起こるため、冷水の湧昇がある場所や、陸起源の栄養分が存在する河口付近では植物の成長が高くなります。つまり、プランクトンが豊富で魚も豊富な最も生産性の高い地域は、主に沿岸部です。[ 3 ]： 160-163
海には多様な動物の分類群が存在し、多くの海洋生物はまだ発見されておらず、科学的に知られている種の数は年々増加している。[ 96 ]海鳥、アザラシ、ウミガメなどの脊椎動物は繁殖のために陸に戻るが、魚類、鯨類、ウミヘビは完全に水生生活を送っており、多くの無脊椎動物の門は完全に海洋性である。実際、海は生命に満ち溢れ、多様な微小生息地を提供している。[ 96 ]その一つが表面膜であり、波の動きによって揺さぶられるものの、豊かな環境を提供し、細菌、真菌、微細藻類、原生動物、魚卵、さまざまな幼生の住処となっている。[ 97 ]
外洋域には、海流に乗って漂う大型および微小動物と無数の動物プランクトンが生息しています。最も小さな生物のほとんどは魚類や海洋無脊椎動物の幼生で、個々の胚が成熟まで生き残る可能性が非常に低いため、大量の卵を放出します。 [ 98 ]動物プランクトンは植物プランクトンや他の動物を餌とし、さまざまな大きさの魚類やその他の遊泳生物から大型のイカ、サメ、ネズミイルカ、イルカ、クジラまで続く複雑な食物連鎖の基本的な部分を形成しています。[ 99 ]一部の海洋生物は、季節ごとに海洋の他の地域へ、または毎日垂直移動を行い、夜間に餌を求めて上昇し、日中に安全な場所へ下降するなど、大規模な移動を行います。[ 100 ]船舶は、バラスト水の排出や、船体に付着生物群集の一部として蓄積した生物の輸送によって、外来種を導入または拡散させる可能性がある。 [ 101 ]
底生帯は、底生生物を餌とする動物や捕食者から身を守る動物など、多くの動物を支えています。海底は、基質の表面または下に、こうした環境に適応した生物が利用する多様な生息地を提供しています。乾燥した空気に周期的にさらされる潮間帯には、フジツボ、軟体動物、甲殻類が生息しています。沿岸帯には、光を必要とする多くの生物が生息しています。ここでは、藻類に覆われた岩の間に、海綿動物、棘皮動物、多毛類、イソギンチャク、その他の無脊椎動物が生息しています。サンゴはしばしば光合成共生生物を含み、光が届く浅瀬に生息しています。サンゴが押し出す広範囲にわたる石灰質の骨格は、海底の重要な特徴であるサンゴ礁を形成します。これらは、サンゴ礁に生息する生物にとって生物多様性に富んだ生息地となっています。深海の海底には海洋生物は少ないが、深海からそびえ立つ海山周辺では海洋生物が繁栄しており、魚類やその他の動物が集まって産卵や摂食を行っている。海底近くには、主に浮遊生物や底生無脊椎動物を餌とする底生魚が生息している。[ 102 ]潜水艇による深海の探査により、科学者がこれまで存在を知らなかった海底に生息する生物の新しい世界が明らかになった。腐食動物のように、海底に沈んだ有機物に依存するものもある。また、深海の熱水噴出孔周辺に集まるものもあり、そこでは鉱物を豊富に含んだ水が海底から噴出し、硫化物酸化化学合成細菌を主生産者とする群集を支えている。その消費者には、特殊な二枚貝、イソギンチャク、フジツボ、カニ、蠕虫、魚類などが含まれており、多くの場合、他の場所では見られない。[ 3 ] : 212海底に沈む死んだクジラは、同様に硫黄還元細菌の働きに大きく依存する生物群の食料となる。このような場所では、多くの新しい微生物やその他の生命体が発見された独特の生物群系が維持されている。[ 103 ]
人類は航海用の船を建造して以来、海を旅してきた。メソポタミア人は葦舟の隙間を塞ぐのに瀝青を使用し、少し後には帆柱も使用した。[ 104 ]紀元前3000年頃までに、台湾のオーストロネシア人は東南アジアの海域へと広がり始めた。[ 105 ]その後、オーストロネシア人の「ラピタ」族はビスマルク諸島から遠くフィジー、トンガ、サモアまで航海し、偉大な航海術を示した。[ 106 ]彼らの子孫はアウトリガーカヌーで小さな島々の間を何千マイルも旅し続け、[ 107 ]その過程でハワイ、イースター島（ラパヌイ）、ニュージーランドなど多くの新しい島々を発見した。[ 108 ]
古代エジプト人とフェニキア人は地中海と紅海を探検し、エジプトのハンヌは紀元前2750年頃にアラビア半島とアフリカ沿岸に到達した。 [ 109 ]紀元前1千年紀には、フェニキア人とギリシャ人が地中海と黒海全域に植民地を築いた。[ 110 ]紀元前500年頃、カルタゴの航海士ハンノは、少なくともセネガル、おそらくカメルーン山に到達した大西洋航海の詳細な航海日誌を残した。[ 111 ] [ 112 ]中世初期には、ヴァイキングが北大西洋を横断し、北アメリカの北東端にまで到達した。[ 113 ]ノヴゴロド人も13世紀以前から白海を航海していた。 [ 114 ]一方、東アジアと南アジアの沿岸の海はアラブと中国の商人によって利用されていた。[ 115 ] 15世紀初頭、中国の明王朝は鄭和の指揮下で317隻の船と37,000人の兵士からなる艦隊を擁し、インド洋と太平洋を航海した。 [ 3 ] : 12–13 15世紀後半、西ヨーロッパの船乗りたちは貿易を求めてより長い探検航海を始めた。バルトロメウ・ディアスは1487年に喜望峰を回り、ヴァスコ・ダ・ガマは1498年に喜望峰経由でインドに到達した。クリストファー・コロンブスは1492年にカディスを出航し、西へ向かうという斬新な方法でインドと日本の東の地に到達しようとした。彼は代わりにカリブ海の島に上陸し、数年後、ヴェネツィアの航海士ジョン・カボットがニューファンドランドに到達した。アメリカ大陸の名の由来となったイタリア人のアメリゴ・ヴェスプッチは、1497年から1502年にかけての航海で南米沿岸を探検し、アマゾン川の河口を発見した。[ 3 ]： 12-13 1519年、ポルトガルの航海士フェルディナンド・マゼランはスペインの探検隊を率いてマゼラン・エルカーノ探検隊は、世界一周航海を初めて成し遂げた探検隊となった。[ 3 ]： 12-13
航海計器の歴史について言えば、羅針盤は古代ギリシャ人と中国人が最初に北の方角と船の進行方向を示すために使用しました。緯度（赤道で0°から極で90°まで変化する角度）は、アストロラーベ、ヤコブの杖、または六分儀を使用して、太陽、月、または特定の星と地平線の間の角度を測定することによって決定されました。経度（地球儀上の2つの極を結ぶ線）は、船とグリニッジ子午線などの固定点との正確な時間差を示すために、正確なクロノメーターでのみ計算できました。1759年、時計職人のジョン・ハリソンがそのような計器を設計し、ジェームズ・クックが探検航海でそれを使用しました。[ 116 ]現在では、30以上の衛星を使用する全地球測位システム（GPS）により、世界中で正確な航行が可能になっています。 [ 116 ]
航海に不可欠な地図に関して言えば、2世紀にプトレマイオスは「フォルトゥナタエ・インスラエ」 （カーボベルデまたはカナリア諸島）から東はタイ湾まで、既知の世界全体を地図に描いた。この地図は1492年にクリストファー・コロンブスが探検航海に出発した際に使用された。[ 117 ]その後、ゲラルドゥス・メルカトルは1538年に実用的な世界地図を作成した。彼の地図投影法は都合よく等角航路を直線にした。[ 3 ]： 12-13 18世紀までにはより優れた地図が作成され、ジェームズ・クックの航海の目的の一つは海洋をさらに地図に描くことであった。科学的な研究は、タスカローラ号の水深記録、チャレンジャー号の航海（1872～1876年）による海洋調査、スカンジナビアの船員ロアール・アムンセンとフリチョフ・ナンセンの業績、1910年のミハエル・サース探検隊、1925年のドイツのメテオール探検隊、1932年のディスカバリーII号による南極調査などによって継続されてきた。[ 19 ]さらに、1921年には国際水路機関（IHO）が設立され、水路測量と海図作成の世界的権威となっている。[ 118 ]第4版の草案は1986年に発表されたが、これまでのところ、いくつかの名称論争（日本海に関するものなど）により、その批准は妨げられている。
科学的な海洋学は、1768年から1779年にかけてのジェームズ・クック船長の航海から始まり、南緯71度から北緯71度までの太平洋をかつてないほどの精度で記述した。[ 3 ] : 14ジョン・ハリソンのクロノメーターは、これらの航海のうち2回でクックの正確な航海と海図作成を支え、その後の研究で達成可能な基準を恒久的に向上させた。[ 3 ] : 14 19世紀には、イギリスだけでなく、ロシア、フランス、オランダ、アメリカ合衆国からも他の探検隊が続いた。[ 3 ] : 15チャールズ・ダーウィンが1859年の著書『種の起源』の着想と資料を得たビーグル号では、船長のロバート・フィッツロイが海と海岸を測量し、1839年に3回の航海の4巻からなる報告書を出版した。[ 3 ] : 15エドワード・フォーブスの1854年の著書『海洋生物の分布』では、水深約600メートル（2,000フィート）より深いところには生命は存在し得ないと主張した。これは、1868年に浚渫によって深海に生命を発見したイギリスの生物学者W・B・カーペンターとC・ワイヴィル・トムソンによって誤りであることが証明された。 [ 3 ] : 15ワイヴィル・トムソンは、海洋学という科学を事実上確立した1872年から1876年のチャレンジャー号探検隊の主任科学者となった。[ 3 ] : 15
チャレンジャー号は、 68,890海里（127,580 km）に及ぶ世界一周航海で、約4,700種の新種の海洋生物を発見し、492回の深海測深、133回の海底浚渫、151回の外洋トロール、263回の連続水温観測を行った。[ 119 ] 1898/1899年の南大西洋では、カール・チュンがバルディビア号で4,000メートル（13,000フィート）を超える深さから多くの新種の生物を水面に持ち帰った。深海生物の自然環境における最初の観察は、1930年にウィリアム・ビーブとオーティス・バートンが球形の鋼鉄製バチスフィアで434メートル（1,424フィート）まで潜ったことで行われた。[ 120 ]これはケーブルで降ろされたが、1960年までにジャック・ピカールが開発した自力潜水艇トリエステ号がピカールとドン・ウォルシュを地球の海洋の最深部、太平洋のマリアナ海溝まで運び、約10,915メートル（35,810フィート）の記録的な深さに達した。[ 121 ]この偉業は、2012年にジェームズ・キャメロンがディープシー・チャレンジャー号を操縦して同様の深さに到達するまで繰り返されなかった。[ 122 ]大気圧潜水服は深海作業で着用することができ、2006年に米海軍のダイバーがこれらの関節式加圧スーツの1つで2,000フィート（610メートル）まで潜降し、新たな世界記録が樹立された。[ 123 ]
深海では、上層からの光は水層を透過せず、水圧も極めて高い。深海探査には、ライトやカメラを備えた遠隔操作式水中探査機、または有人潜水艇といった特殊な潜水艇を使用する必要がある。バッテリー駆動のミール潜水艇は3名の乗組員を乗せ、20,000フィート（6,100メートル）まで潜航できる。観測窓、5,000ワットのライト、ビデオ機器、サンプル採取、プローブ設置、またはスラスタが過剰な堆積物を巻き上げる場合に潜水艇を海底上で押すためのマニピュレーターアームを備えている。[ 124 ]
海底地形測量とは、海底の地形をマッピングし研究することです。海底の深さを測定するために使用される方法には、シングルビームまたはマルチビームの音響測深機、レーザー式航空測深機、衛星リモートセンシングデータからの深度計算などがあります。この情報は、海底ケーブルやパイプラインのルートを決定したり、石油掘削装置や洋上風力タービンの設置に適した場所を選定したり、新たな漁場の可能性を特定したりするために使用されます。[ 125 ]
進行中の海洋学研究には、海洋生物、保全、海洋環境、海洋化学、気候力学の研究とモデリング、大気と海の境界、気象パターン、海洋資源、再生可能エネルギー、波と海流、深海を調査するための新しいツールと技術の設計と開発が含まれます。[ 126 ] 1960年代と1970年代には分類学と基礎生物学に焦点を当てることができた研究でしたが、2010年代には気候変動などのより大きなトピックに注目が集まっています。[ 127 ]研究者は、表層水については衛星ベースのリモートセンシングを使用し、研究船、係留観測所、自律型水中ビークルを使用して海のあらゆる部分を調査および監視しています。[ 128 ]
「航海の自由」は、 17世紀に遡る国際法の原則です。これは、海洋を航行する自由を強調し、国際水域で行われる戦争を非難しています。[ 129 ]今日、この概念は国連海洋法条約（UNCLOS）に明記されており、その第3版は1994年に発効しました。第87条(1)は、「公海は、沿岸国か内陸国かを問わず、すべての国に開放されている」と述べています。第87条(1)(a)から(f)は、航行、上空飛行、海底ケーブルの敷設、人工島の建設、漁業、科学調査など、自由の非網羅的なリストを示しています。[ 129 ]船舶の安全は、国際海事機関によって規制されています。その目的には、船舶、海上安全、環境問題、法的問題、技術協力、海上保安に関する規制枠組みの開発と維持が含まれます。[ 130 ]
UNCLOSは様々な水域を定義している。「内水」は基線の陸側に位置し、外国船舶はこれらの水域を通航する権利を持たない。「領海」は海岸線から12海里（22キロメートル、14マイル）まで広がり、この水域では沿岸国は自由に法律を制定し、利用を規制し、あらゆる資源を開発することができる。さらに12 海里広がる「接続水域」では、関税、課税、入国管理、汚染という4つの特定の分野で法律に違反している疑いのある船舶を追跡することができる。「排他的経済水域」は基線から200海里（370キロメートル、230マイル）まで広がる。この水域内では、沿岸国はすべての天然資源を独占的に開発する権利を有する。 「大陸棚」とは、陸地の自然な延長線上に大陸縁辺部の外縁まで伸びた領域、または沿岸国の基線から200海里離れた領域のいずれか大きい方を指します。この領域では、沿岸国が鉱物資源や海底に「付着」している生物資源を採取する排他的権利を有します。[ 129 ]
海を支配することは海洋国家の安全保障にとって重要であり、港の海上封鎖は戦時中に食料や物資の供給を断つために利用できる。海上での戦いは3000年以上前から行われてきた。紀元前1210年頃、ヒッタイト王シュッピルリウマ2世はアラシヤ（現在のキプロス）の艦隊を破り焼き払った。[ 131 ]紀元前480年の決定的なサラミスの海戦では、ギリシャの将軍テミストクレスはペルシア王クセルクセスのはるかに大きな艦隊を狭い海峡に閉じ込め、猛攻撃を仕掛け、40隻のギリシャ船を失っただけで200隻のペルシア船を破壊した。[ 132 ]帆船時代の終わりに、ホレイショ・ネルソン率いるイギリス海軍は、1805年のトラファルガーの海戦でフランスとスペインの連合艦隊の力を打ち破った。[ 133 ]
蒸気機関と鋼板の工業生産により、長距離砲を装備したドレッドノート級戦艦という形で火力が大幅に向上した。1905年、対馬海戦で日本艦隊は18,000海里（33,000km ）以上を航海したロシア艦隊を決定的に破った。[ 134 ]ドレッドノート級戦艦は、第一次世界大戦中の1916年のユトランド沖海戦で、イギリス海軍大艦隊とドイツ帝国海軍大洋艦隊の間で決着がつかずに戦った。[ 135 ]第二次世界大戦では、1940年のタラント海戦におけるイギリスの勝利は、海軍航空戦力が最大の軍艦を打ち負かすのに十分であることを示し、[ 136 ]珊瑚海海戦、ミッドウェー海戦、フィリピン海海戦、そしてクライマックスのレイテ沖海戦を含む太平洋戦争の決定的な海戦を予兆するものであり、これらの海戦のすべてにおいて、航空母艦が主力艦であった。[ 137 ] [ 138 ]
潜水艦は第一次世界大戦で海戦において重要な役割を果たすようになった。ドイツの潜水艦（Uボートとして知られる）が連合国の商船約5,000隻を沈没させた[ 139 ]。その中には、アメリカ合衆国が参戦するきっかけとなったルシタニア号も含まれている[ 140 ] 。第二次世界大戦では、イギリスへの物資の流れを遮断しようとしたUボートによって連合国の船舶約3,000隻が沈没したが[ 141 ] 、連合国は戦争の終戦まで続いた大西洋の戦いで封鎖を突破し、783隻のUボートを撃沈した[ 142 ] 。 1960年以降、いくつかの国が原子力弾道ミサイル潜水艦の艦隊を維持している。これらの潜水艦は、海中から核弾頭を搭載した弾道ミサイルを発射できる装備を備えている。これらの潜水艦の一部は常時哨戒任務に就いている[ 143 ] [ 144 ] 。
帆船や郵便船は海外へ郵便物を運び、最も初期のものの1つは1670年代のバタビアへのオランダ航路でした。 [ 145 ]これらの船には乗客用の設備が追加されましたが、窮屈な状態でした。その後、定期航路が提供されましたが、航海にかかる時間は天候に大きく左右されました。蒸気船が帆船に取って代わると、外洋航行船が人々の輸送の役割を引き継ぎました。20世紀初頭には、大西洋横断には約5日かかり、海運会社は最大かつ最速の船を所有するために競い合いました。ブルーリボンは、定期航路で大西洋を横断する最速の客船に与えられる非公式の栄誉でした。モーレタニア号は1909年から20年間、26.06ノット（48.26 km/h）の記録を保持した。[ 146 ]大西洋横断最速の商業船に贈られるもう一つの賞であるヘイルズ・トロフィーは、1952年に米国が3日10時間40分で横断し、受賞した。[ 147 ]
大型客船は快適だったが、燃料費と人件費が高額だった。安価な大陸間航空便が利用可能になると、大西洋横断客船の時代は終焉を迎えた。1958年、ニューヨークとパリ間を7時間で結ぶ定期航空便が就航したことで、大西洋フェリー航路は消滅の危機に瀕した。船は次々と係留され、一部は解体され、一部はレジャー産業向けのクルーズ船となり、また一部は海上ホテルとなった。[ 148 ]
海上貿易は何千年もの間存在してきた。プトレマイオス朝は紅海の港を利用してインドとの貿易を発展させ、紀元前1千年紀にはアラブ人、フェニキア人、イスラエル人、インド人が香辛料、金、宝石などの高級品を取引していた。[ 149 ]フェニキア人は著名な海上貿易業者であり、ギリシャ人やローマ人の時代にも商業は繁栄を続けた。ローマ帝国の崩壊に伴い、ヨーロッパの貿易は衰退したが、アフリカ、中東、インド、中国、東南アジアの王国間では繁栄を続けた。[ 150 ] 16世紀から19世紀にかけての400年間で、約1200万～1300 万人のアフリカ人が大西洋を越えてアメリカ大陸に奴隷として送られ、大西洋奴隷貿易の一環として売買された。[ 151 ] [ 152 ] : 194
大量の商品が海上輸送されており、特に大西洋横断と環太平洋地域で多く見られます。主要な貿易ルートはヘラクレスの柱を通り、地中海とスエズ運河を横断してインド洋に至り、マラッカ海峡を通過します。また、多くの貿易はイギリス海峡も通過します。[ 153 ]航路は、貨物船が使用する外洋の航路であり、伝統的に貿易風と海流を利用しています。世界のコンテナ輸送量の60%以上が上位20の貿易ルートで輸送されています。[ 154 ] 2007年以降、北極の氷の融解が進んだことで、船舶は夏の間、数週間北西航路を航行できるようになり、スエズ運河やパナマ運河を経由するより長いルートを避けることができるようになりました。[ 155 ]
海上輸送は航空貨物輸送によって補完されますが、これはより高価な方法で、主に特に高価な貨物や腐敗しやすい貨物に使用されます。海上貿易では、毎年4兆米ドル以上の商品が輸送されています。[ 156 ] 液体、粉末、または粒子状のばら積み貨物は、ばら積み貨物船の船倉にばら積みで運ばれ、原油、穀物、石炭、鉱石、スクラップ金属、砂、砂利などが含まれます。[ 157 ]製造品などのその他の貨物は、通常、専用ターミナルで専用に建造されたコンテナ船に積み込まれた標準サイズの施錠可能なコンテナで輸送されます。[ 158 ] 1960年代のコンテナ化の台頭以前は、これらの商品はばら積み貨物として小分けに積み込まれ、輸送され、荷降ろしされていました。コンテナ化は、海上輸送の効率を大幅に向上させ、コストを削減し、 20世紀半ばから後半にかけてのグローバル化の台頭と国際貿易の飛躍的な増加につながる主要な要因となりました。 [ 159 ]
魚類やその他の水産物は、タンパク質やその他の必須栄養素の最も広く消費されている供給源の一つです。[ 160 ] 2009年には、世界の動物性タンパク質摂取量の16.6%、全タンパク質摂取量の6.5%が魚類由来でした。[ 160 ]このニーズを満たすために、沿岸国は排他的経済水域で海洋資源を開発してきましたが、漁船は国際水域の資源を開発するためにますます遠くまで進出しています。[ 161 ] 2011年には、養殖を含む世界の魚類の総生産量は1億5400万トンと推定され 、そのほとんどは人間の消費用でした。[ 160 ]天然魚の漁獲量は9040 万トンで、残りは毎年増加している養殖によるものです。[ 160 ]北西太平洋は、2010年に2090万トン（世界の海洋漁獲量の27%）を記録し、圧倒的に生産性の高い地域である。[ 160 ]さらに、2010年の漁船の数は436万隻に達し、同年、水産物生産の一次産業に従事する人の数は5480万人に達した。[ 160 ]
現代の漁船には、少人数の乗組員で操業するトロール漁船、船尾トロール漁船、まき網漁船、延縄加工船、そして何週間も海上にとどまり、大量の魚を加工・冷凍するように設計された大型加工船などがあります。魚を捕獲するために使用される設備は、まき網、その他の網、トロール網、浚渫網、刺し網、延縄などであり、最も頻繁に対象となる魚種は、ニシン、タラ、カタクチイワシ、マグロ、ヒラメ、ボラ、イカ、サケです。乱獲は深刻な懸念事項となっており、魚類資源の枯渇を引き起こすだけでなく、捕食魚の個体数も大幅に減少させます。[ 162 ]「工業化された漁業は、通常、15年間の乱獲で群集バイオマスを80%減少させた」と推定されています。[ 162 ]過剰利用を避けるため、多くの国が自国の海域で漁獲割当を導入している。 [ 163 ]しかし、回復努力はしばしば地域経済や食料供給に大きなコストを伴う。
伝統的な漁法には、竿と糸、銛、素潜り、罠、投げ網、引き網などがあります。伝統的な漁船は、パドル、風、または船外機で動かされ、沿岸水域で操業しています。国連食糧農業機関は、沿岸地域の食料安全保障を確保し、貧困緩和を支援するために、地域漁業の発展を奨励しています。[ 164 ]
2010年には、養殖によって約7,900 万トン（7,800万ロングトン、8,700万ショートトン）の食料および非食料製品が生産され、過去最高を記録した。約600種の植物と動物が養殖され、その一部は野生個体群の種苗として利用された。養殖された動物には、魚類、水生爬虫類、甲殻類、軟体動物、ナマコ、ウニ、ホヤ、クラゲなどが含まれる。[ 160 ]統合型海洋養殖の利点は、海洋にプランクトン性の餌が豊富にあり、廃棄物が自然に除去されることである。[ 165 ]さまざまな方法が採用されている。魚類用の網状の囲いは外洋に吊り下げることができ、より穏やかな水域ではケージを使用することができ、満潮のたびに池に水を補充することができる。エビは外洋につながる浅い池で養殖することができる。[ 166 ]ロープを水中に吊るして藻類、カキ、ムール貝を育てることができます。カキはトレイやメッシュチューブで養殖できます。ナマコは海底で養殖できます。[ 167 ]飼育繁殖プログラムにより、ロブスターの幼生が育てられ、稚魚が野生に放流された結果、メイン州でのロブスターの漁獲量が増加しました。[ 168 ]少なくとも 145 種の海藻 (赤藻、緑藻、褐藻) が世界中で食用とされており、その一部は日本や他のアジア諸国で古くから養殖されています。藻類養殖には大きな可能性があります。 [ 169 ]海生の顕花植物で食用に広く利用されているものは少ないですが、その一例として、生でも調理しても食べられる湿地性サンファイアがあります。 [ 170 ]養殖における大きな困難は、単一栽培への傾向と、それに伴う広範囲にわたる病気のリスクです。養殖業は環境リスクとも関連している。例えば、エビ養殖は東南アジア全域で重要なマングローブ林の破壊を引き起こしている。[ 171 ]
海をレジャーに利用する習慣は19世紀に発展し、20世紀には重要な産業となった。[ 172 ]海上レジャー活動は多岐にわたり、海水浴、クルーズ、ヨット、モーターボートレース[ 173 ]、釣り[ 174 ]、クルーズ船による商業的な航海[ 175 ]、ホエールウォッチングや沿岸の野鳥観察などのエコツーリズムのための小型船での旅行[ 176 ]などがある。
海水浴は、ウィリアム・ブキャナンが健康上の理由から推奨したことをきっかけに、18 世紀にヨーロッパで流行しました。 [ 177 ]サーフィンは、サーファーがサーフボードの有無にかかわらず波に乗るスポーツです。その他の海洋ウォータースポーツには、カイトサーフィン（パワーカイトがボードに乗ったライダーを水上を移動させる）[ 178 ] 、ウィンドサーフィン（固定された操縦可能な帆によって動力が供給される）[ 179 ]、ウォータースキー（パワーボートを使用してスキーヤーを引っ張る）[ 180 ]などがあります。
水面下では、フリーダイビングは必然的に浅い潜水に限られます。真珠採りはカゴを使って40フィート（12メートル）まで潜り、カキを採取します。[ 181 ]人間の目は水中での使用には適していませんが、ダイビングマスクを着用することで視力を改善できます。その他の便利な装備にはフィンやシュノーケルがあり、スキューバ器材は水中呼吸を可能にするため、より長い時間を水面下で過ごすことができます。[ 182 ]ダイバーが到達できる深度と水中にとどまることができる時間は、潜降時に受ける圧力の増加と、水面に戻る際に減圧症を防ぐ必要性によって制限されます。レクリエーションダイバーは、窒素酔いの危険性が高まる100フィート（30メートル）の深度に制限しています。より深い潜水は、特殊な器材とトレーニングによって行うことができます。[ 182 ]
海は、波、潮汐、塩分濃度差、海水温差によって運ばれる膨大なエネルギー源を提供しており、これらを利用して発電することができる。[ 183 ] 持続可能な海洋エネルギーの形態には、潮力発電、海洋温度差発電、波力発電などがある。[ 183 ] [ 184 ]発電所は、海をヒートシンクとして利用できるよう、海岸沿いや河口付近に建設されることが多い。ヒートシンクの温度が低いほど発電効率が高くなり、特に高価な原子力発電所にとって重要となる。 [ 185 ]
潮力発電は、潮の流れから発電機を用いて電気を生成するもので、時にはダムを使って海水を貯留し、その後放流する。ブルターニュ地方のサン・マロ近郊にある全長1キロメートル（0.62マイル）のランス堰は1967年に稼働を開始し、約0.5ギガワットの発電能力を持つが、これに続く同様の計画はほとんどない。[ 3 ]： 111-112
波の持つ巨大で変動の激しいエネルギーは、甚大な破壊力をもたらし、手頃な価格で信頼性の高い波力発電装置の開発を困難にしている。1995年、スコットランド北部沖合約300メートル（980フィート）に、出力2MWの小型商用波力発電所「オスプレイ」が建設された。しかし、すぐに波によって損傷を受け、その後嵐によって破壊された。[ 3 ]： 112
洋上風力発電は、海上に設置された風力タービンによって発電されます。陸上よりも風速が速いという利点がありますが、洋上風力発電所の建設コストは高くなります。[ 186 ]最初の洋上風力発電所は1991年にデンマークに設置され、[ 187 ]世界の洋上風力発電所の設備容量は2020年に34GWに達し、主にヨーロッパに位置しています。[ 188 ]
海底には浚渫によって採掘できる大量の鉱物資源が存在する。陸上採掘に比べて、専門の造船所で設備を建造でき、インフラコストが低いという利点がある。欠点としては、波や潮汐による問題、掘削箇所が泥で埋まりやすいこと、掘削土砂の堆積物が流されてしまうことなどが挙げられる。また、海岸侵食や環境破壊のリスクもある。[ 189 ]
海底の塊状硫化物鉱床は、 1960年代の発見以来、銀、金、銅、鉛、亜鉛、および微量金属の潜在的な供給源となっている。これらは、「ブラックスモーカー」として知られる深海の熱水噴出孔から地熱で加熱された水が噴出する際に形成される。鉱石は高品質であるが、採掘コストが非常に高い。[ 190 ]
海底下の岩石には、石油や天然ガスの大規模な鉱床が存在する。沖合のプラットフォームや掘削リグは 、石油やガスを採掘し、陸上への輸送のために貯蔵する。沖合の石油・ガス生産は、遠隔地の厳しい環境のため困難な場合がある。 [ 191 ]海での石油掘削は環境に影響を与える。鉱床の位置特定に使用される地震波によって動物が方向感覚を失う可能性があり、これがクジラの座礁の原因となるかどうかについては議論がある。[ 192 ]水銀、鉛、ヒ素などの有毒物質が放出される可能性がある。インフラが損傷したり、石油が流出したりする可能性がある。[ 193 ]
海底や海洋堆積物には大量のメタンクラスレートが存在し、潜在的なエネルギー源として注目されている。[ 194 ]また、海底には鉄、マンガン、その他の水酸化物の層が核の周りに形成されたマンガン団塊も存在する。太平洋では、これらは深海底の最大30パーセントを覆う可能性がある。これらの鉱物は海水から沈殿し、非常にゆっくりと成長する。ニッケルの商業的抽出は1970年代に調査されたが、より便利な供給源を優先して放棄された。[ 195 ]適切な場所では、吸引ホースを使用して砂利を陸に運び、海底からダイヤモンドを採取する。より深い海域では、移動式海底クローラーが使用され、堆積物はポンプで上の船に汲み上げられる。ナミビアでは、現在、陸上での従来の方法よりも海洋資源からより多くのダイヤモンドが採取されている。[ 196 ]
海には大量の貴重な溶解鉱物が含まれています。[ 197 ]最も重要なのは、食卓用および工業用の塩で、先史時代から浅い池からの太陽蒸発によって採取されてきました。陸地から浸出されて蓄積された臭素は、死海から経済的に回収されており、死海には百万分率 (ppm) で存在します。[ 198 ]
脱塩とは、海水から塩分を除去して、飲料水や灌漑に適した真水を得る技術です。主な処理方法である真空蒸留法と逆浸透法は、大量のエネルギーを消費します。脱塩は通常、他の水源からの真水が不足している場合、または発電所から発生する余剰熱のようにエネルギーが豊富にある場合にのみ行われます。副産物として生成される塩水には有毒物質が含まれているため、海に戻されます。[ 199 ]
東南アジアの海洋地域には、船で生活し、必要なもののほとんどすべてを海から得ている遊牧民の先住民族がいくつかいる。モケン族はタイとミャンマーの沿岸部とアンダマン海の島々に住んでいる。[ 200 ]海のジプシーの中には、 30メートル（98フィート）の深さまで潜ることができる熟練したフリーダイバーもいるが、多くはより定住した陸上生活様式を採用している。[ 201 ] [ 202 ]
チュクチ族、イヌイット族、イヌヴィアルイト族、ユピート族などの北極圏の先住民は、アザラシやクジラなどの海洋哺乳類を狩猟し、[ 203 ]オーストラリアのトレス海峡諸島民はグレートバリアリーフを自分たちの所有地とみなしている。彼らは島々で狩猟、漁業、園芸、パプアの近隣住民やオーストラリア本土のアボリジニとの交易を含む伝統的な生活を送っている。[ 204 ]
海は人間の文化において、力強くも穏やかで、美しくも危険なものとして、矛盾した形で現れます。[ 3 ] : 10文学、芸術、詩、映画、演劇、クラシック音楽、神話、夢解釈において、海は重要な位置を占めています。[ 205 ]古代人は海を擬人化し、なだめなければならない存在の支配下にあると信じていました。また、象徴的には、聖書のレヴィアタン[ 206 ]、ギリシャ神話のスキュラ[ 207 ]、日本神話のイソナデ[ 208 ]、後期北欧神話のクラーケン[ 209 ]など、幻想的な生き物が生息する敵対的な環境として認識されてきました。
海と船は、ラム島の小屋の壁に描かれた簡素な絵[ 205 ]からジョセフ・ターナーの海景画まで、様々な芸術作品に描かれてきた。オランダ黄金時代の絵画では、ヤン・ポルセリス、ヘンドリック・デュベルス、ウィレム・ファン・デ・フェルデ（父）とその息子、ルドルフ・バクハイゼンといった画家たちが、軍事力の絶頂期にあったオランダ海軍と海を称賛した[ 210 ] [ 211 ]。日本の画家、葛飾北斎は、『神奈川沖浪裏』をはじめとする海の情景を描いたカラー版画を制作した[ 3 ] : 8
イスラム教の伝統では、海は神の慈悲と力の両方を象徴し、神の創造と自然に対する支配の力強いしるし（アーヤ）として機能しています。クルアーンは、神の慈悲深さを説明するために海に頻繁に言及しており、例えば「あなたがたが海から新鮮な肉を食べ、身に着ける装飾品を取り出すことができるように、海を従わせたのは彼である」（クルアーン 16:14）とあります。また、嵐の海での人間の無力さを描写した節（クルアーン 10:22）に見られるように、海は試練と謙遜の場所としても描かれています。海の、食料源と神の力の顕現という二重の性質は、自然の要素を神の唯一性と威厳を示すしるしと見なす、より広範なイスラム教の視点を反映しています。[ 212 ]これは、他のいくつかの宗教的伝統とは対照的です。例えば、聖書文学では海はしばしば混沌と危険と結びつけられていますが[ 213 ] 、ヒンドゥー教の神話では、海はサムドラ・マンタン（大海の攪拌）などの宇宙のサイクルにおいて役割を果たしています[ 214 ] 。古典的なタフスィール（クルアーン解釈）を含むイスラム学では、海は単なる物理的な現実ではなく、信者に神の偉大さと神への依存について熟考するよう促す神学的象徴であると強調されています[ 215 ] 。
音楽もまた、海からインスピレーションを受けてきた。時には、海岸近くに住んだり働いたりして、海の様々な側面を目にした作曲家たちがそうしたインスピレーションを得た。船乗りたちが困難な作業をこなすために歌った船乗りの歌であるシーシャンティは、楽曲に織り込まれ、穏やかな海、砕ける波、嵐といった海の情景が音楽で表現されてきた。[ 216 ]： 4-8
海は象徴として、何世紀にもわたって文学、詩、夢の中で役割を果たしてきました。時には穏やかな背景としてのみ登場しますが、嵐、難破、戦い、苦難、災害、希望の喪失、死といったテーマをもたらすこともよくあります。[ 216 ] : 45紀元前8世紀に書かれた叙事詩『オデュッセイア』[ 217 ] では、ギリシャの英雄オデュッセウスが『イリアス』で描かれた戦争の後、海の多くの危険を乗り越えて故郷へ帰るために奮闘する10年間の航海を描いています。[ 218 ]海は、日本の江戸時代の歌人、松尾芭蕉（1644–1694）の俳句に繰り返し登場するテーマです。 [ 219 ]精神科医カール・ユングの著作では、夢の解釈において海は個人的および集合的無意識を象徴し、海の深みは無意識の心の深みを象徴している。[ 220 ]
海に影響を与える環境問題は、大まかに海洋汚染、乱獲、気候変動に起因するものに分類できます。これらはすべて海洋生態系と食物連鎖に影響を与え、生物多様性や海洋生物の存続に、まだ認識されていない結果をもたらす可能性があります。 [ 221 ]環境問題の概要を以下に示します。
人間の活動の結果として、多くの物質が海に流入します。燃焼生成物は大気中を運ばれ、降水によって海に沈着します。工業排水や下水からは、重金属、農薬、PCB、消毒剤、家庭用洗剤、その他の合成化学物質が流入します。これらは、表面の膜や海洋堆積物、特に河口の泥に濃縮されます。関与する物質の数が多く、生物学的影響に関する情報が不足しているため、これらの汚染の結果はほとんどわかっていません。[ 224 ]最も懸念される重金属は、銅、鉛、水銀、カドミウム、亜鉛であり、これらは海洋生物に生物濃縮され、食物連鎖を通じて伝達される可能性があります。[ 225 ]
漂流するプラスチックごみの多くは生分解されず、時間の経過とともに崩壊し、最終的には分子レベルまで分解されます。硬質プラスチックは何年も漂流する可能性があります。[ 226 ]太平洋環流の中心には、主にプラスチックごみが漂流する恒久的な太平洋ゴミベルトがあります。[ 227 ]大西洋にも同様のゴミベルトがあります。 [ 228 ]アホウドリやミズナギドリなどの採餌中の海鳥は、ゴミを餌と間違えて消化できないプラスチックを消化器系に蓄積する可能性があります。ウミガメやクジラの胃からビニール袋や釣り糸が見つかっています。マイクロプラスチックは沈み、海底の濾過摂食動物を脅かす可能性があります。[ 229 ]
海洋における油汚染のほとんどは都市や産業から発生しています。[ 230 ]油は海洋生物にとって危険です。海鳥の羽毛に油が詰まって断熱効果や浮力を低下させ、汚染物質を取り除こうとして羽繕いをする際に油を摂取してしまうことがあります。海洋哺乳類への影響はそれほど深刻ではありませんが、断熱材が失われることで体温が低下したり、失明したり、脱水症状を起こしたり、中毒を起こしたりする可能性があります。油が沈むと底生無脊椎動物が水没し、魚が中毒を起こし、食物連鎖が崩壊します。短期的には、油流出によって野生生物の個体数が減少し、バランスが崩れ、レジャー活動が影響を受け、海に依存している人々の生活が壊滅的な打撃を受けます。[ 231 ]海洋環境には自己浄化作用があり、自然界に存在するバクテリアが時間をかけて海から油を除去します。油を食べるバクテリアがすでに存在するメキシコ湾では、流出した油を消費するのに数日しかかかりません。[ 232 ]
農地からの肥料の流出は、一部の地域では主要な汚染源であり、未処理の下水の排出も同様の影響を与えます。これらの発生源から供給される余分な栄養分は、植物の過剰な成長を引き起こす可能性があります。窒素は海洋システムではしばしば制限要因であり、窒素が増加すると、藻類の異常繁殖や赤潮が発生し、水中の酸素レベルが低下して海洋生物が死滅する可能性があります。このような現象により、バルト海やメキシコ湾にデッドゾーンが発生しています。[ 230 ]藻類の異常繁殖の中には、濾過摂食する貝類を毒性のあるものにするシアノバクテリアによって引き起こされるものもあり、ラッコなどの動物に害を与えます。[ 233 ]原子力施設も汚染を引き起こす可能性があります。アイルランド海は、かつてのセラフィールド原子力燃料処理工場からの放射性セシウム137によって汚染された[ 234 ]。また、 2011年の福島第一原子力発電所の事故のように、原子力事故によって放射性物質が海に漏れ出す可能性もある[ 235 ]。
海洋への廃棄物（油、有害液体、下水、ごみを含む）の投棄は国際法によって規制されています。ロンドン条約（1972年）は、海洋投棄を規制するための国連協定であり、2012年6月8日までに89か国が批准しました。[ 236 ] MARPOL 73/78は、船舶による海洋汚染を最小限に抑えるための条約です。2013年5月までに、152の海洋国家がMARPOLを批准しました。[ 237 ]
{{cite encyclopedia}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク){{cite journal}}: CS1 maint: 数値名: 著者リスト (リンク){{cite web}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)1904年から1905年の日露戦争の最終決戦である対馬沖海戦は、歴史上最も決定的な海戦の1つでした。
{{cite book}}: CS1メンテナンス: アーカイブサービスは非推奨になりました (リンク)