一、海水来源之谜
广阔无垠的海洋储存了地球表面总水量的97%，这么多的海水从哪里来的，以前一直是个谜。近几十年来，随着科学家对地球和海洋起源的了解日益深刻，大多数人认为海水是在漫长的地质年代里积累起来的。科学家认为：原始地球物质构成为岩石的初期，岩石中含有大量的水分和气体。由于地球的重力作用，岩石间越来越挤紧，硬是将岩石中的水气赶出来，它们不断汇集在地下，终于使地球产生地震，引起原始火山喷发。这时在地下受到挤压的大量水气，终于摆脱岩石的桎梏，随着火山、地震从地壳中呼啸而出。这些水气进入空气中遇冷凝结，便形成暴雨降落下来，并在原始的小行星碰撞地球形成的地壳低凹处的地方聚集起来。由于漫长的地质的积累，于是地球上出现了原始的海洋。
二、海水含盐之谜
如果我们喝一口海水，就会感到又苦又咸，再口渴也只能望洋兴叹，这是因为海水中含有一定的盐分。然而与之相连的江河水都是淡淡的。这是为什么？实际上，原始的海水并非一开始就充满了盐分，最初它和江河水一样也是淡水。但是地球上的水在不停地循环运动，每年海洋表面有大量水分蒸发，其中部分水分通过大气运动输送到陆地上空，然后形成降水再落到地面上，冲刷土壤，破坏岩石，把陆上的可溶性物质（大部分是各种盐类）带到江河之中，江河百川又回归大海。这样，每年大约有30亿吨的盐分被带进海洋，海洋便成了一切溶解盐类的收容所。而在海水的蒸发中，收入的盐类又不能随水蒸气升空，只得滞留在海洋之内。如此周而复始，海洋中的盐类物质越积越多，海水也就变得越来越咸。当然，这是一个极为缓慢的过程，当经过数亿年甚至更久的岁月，积累的盐分就相当可观了。
海水中的盐究竟是从哪里来的？这个问题和海水起源问题一样，始终是人们探讨的难题。直到今天，人们对这一问题的探讨也没有停止过。绝大多数的科学家认为，海水中的盐主要有两个来源：
1.盐是海洋中的原生物，在地球刚形成时，由于大量降雨和火山爆发，火山喷发出来的大量水蒸气和岩浆里的盐分随着流水汇集成最初的海洋，海水就咸了。不过，那时的海水并没有现在这样咸。后来，随着海底岩石可溶性盐类不断溶解，加上海底不断有火山喷发出盐分，海水逐渐变咸。
2.陆地上河流流向大海的途中，不断冲刷泥土和岩石，把溶解的盐分带到了大海之中。据估计，全世界每年从河流带入海洋的盐分，至少有30亿吨。可是，这两种解释都有不完善的地方，特别是海盐主要来自陆地河流的输入的理论。因为人们对海洋物质组成、化学性质和江河输入的计算结果表明，两者之间的数值差非常之大。近几十年，科学家们为了说明这些差异，曾提出过种种理论加以解释，但都不能令人信服。
到了20世纪70年代之后，人们从新发现的海底大断裂带上的热液反应中，似乎找到了解释的新证据。科学家对海底热液矿化学反映过程研究后发现，通过海底断裂系的水体流动速率，虽然只相当于河川径流的千分之五，但是，由于断裂聚热所产生的化学变化，却比经河川携带溶解盐所引起的变化大数百倍。海底热液反应是海盐的重要补充的说法，已经为许多海洋科学家所接受。但是，这种解释并没有最终解开海水中盐来源之谜。它只是提供海水中盐来源的一个途径，但绝不是唯一的。
三、海水颜色之谜
晴朗的夏日，烟波浩渺的大海、蔚蓝色的海面，辉映着蔚蓝色的天穹，极目远眺，水天一色，极为壮观。而事实上，海洋水和普通水并没两样，都是无色透明的。为什么看见的海水呈蓝色呢？原来，五颜六色的海水形成的原因是海水对光线的吸收、反射和散射的缘故。人眼能看见的7种可见光，其波长是不同的，它们被海水吸收、反射和散射程度也不相同。其中波长较长的红光、橙光、黄光，穿透能力较强，最容易被水分子吸引，射入海水后，随海洋深度的增加逐渐被吸收了。
一般来说，当水深超过100米，这三种波长的光，基本被海水吸收，还能提高海水的温度。而波长较短的蓝光、紫光和部分绿光穿透能力弱，遇到海水容易发生反射和散射，这样海水便呈现蓝色。
紫光波长最短，最容易被反射和散射，为什么海水不呈紫色？科学实验证明，人眼对可见光有一定偏见，对红光虽可见到，但是感受能力较弱，对紫光也只是勉强看到，由于人的眼睛对海水反射的紫色很不敏感，因此往往视而不见，相反地对蓝绿光都比较敏感。这样，少量的蓝绿光就会使海水中呈现湛蓝或碧绿的颜色。