原来，海水的密度各处不同。一般说来，温度高的海水密度小，而温度低的海水密度大；盐度低的海水密度小，而盐度高的海水密度大。如果一个海域里有两种密度的海水同时存在，那么密度小的海水就会集聚在密度大的海水上面，使海水成层分布。这上下层之间形成一个屏障，叫“密度跃层”。这“密度跃层”有的厚达几米。这种稳定的“密度跃层”可以把海水分成两种水团，分别位于跃层的上下，并以跃层作为界面。如果有某种外力（如月亮、太阳的引潮力，风、海流的摩擦力等）作用在界面上，界面就会产生波浪。这种波浪处于海面以下，人的肉眼完全看不见，因此称之为内波。
在海岸附近，江河入海口处，常常形成“冲淡水”，盐度和密度显著降低，它们的下面如果是密度大、盐度高的海水，就会形成“密度跃层”。夏季寒冷地区海上浮冰融化了，含盐低的水层浮动在高盐高密度的海水之上时，也会形成“密度跃层”。南森遇到的就是后一种情况。
一旦上层水的厚度等于船只的吃水深度时，如果船的航速比较低，船的螺旋桨的搅动就会在“密度跃层”上产生内波，内波的运动方向同船航行方向相反，其阻力就会迅速增加，船速就会减低下来，船就像被海水“粘”住似的寸步难行。当年南森的“弗雷姆”号被“粘”住时，船速就由4.5节突然降低到1节。后来，是风的推力超过了内波的“粘”力，才使南森的船脱险。
“死水”区的内波，由于水质运动的方向不同，不但会把渔船的渔网拧成一缕，还会使船舵失灵，甚至会使船只迷航。
科学家经过计算，得出内波的速度一般在2节左右，如果航速大大超过内波速度时，海水就无法把船“粘”住了。如今舰船速度大大超过内波速度，因而海水“粘”船现象就成为了历史。
虽说“密度跃层”产生的一般性的内波“粘”不住现代舰船了，可“密度跃层”却能压住水中下潜的潜艇。
冰川是如何形成的
虽然见过冰川的人不多，但在许多方面，冰川对人类今后在地球上生存的重要性，不亚于海洋和空气。如果地球的气候发生了往日曾有过的现象，大为转冷，南极洲和格陵兰的冰原就会扩大，使海面降低，就会带来灾难。反之，如果这些冰原进一步融解，海水就会上涨，全世界濒海地区必然受到严重破坏。
冰川威胁着人类，却也带给人类丰富的资源。世界上的大河，从亚马孙河到恒河，从隆河到哥伦比亚河，多半都发源于冰川。全世界约3／4的淡水，即约700万立方英里，都结成冰储存起来。据科学家估计，储存量约等于全球66年的雨量。
冰川是怎样产生的？简单说来，每年冬天下降的雪超过夏天融解的雪，就形成冰川。剩余的雪积聚起来，便逐渐变成冰。第一步变化是从雪片变为微小的冰晶，称为“万年雪”或“永久冰雪”。雪暴接连降落，积雪日深，精致的冰晶便会越来越紧密，而重新结晶成为近乎球形的坚硬冰粒。随着积雪逐年增加，冰块逐渐增大，并且越来越坚硬。
这种像岩石般的大冰块怎会移动？冰川学家有几个学说，彼此还在争论中，但他们大致同意冰块厚度达到100～150英尺时，便起变化。晶状冰在冰川深处遭受重大压力时，变为半可塑性，受到地心引力开始流动。可是，无人知道冰川在什么地方和在什么温度就会流动。科学家凿隧道深入格陵兰的冰块里面，发觉冰川与地面坚实地冻结在一起，但距地面1～30英尺的冰却在移动中。
不管真正的构因如何，大多数冰川每天只移动一英寸或一两英尺（有些冰川全不移动）。但也有打破纪录的，移动速度惊人。1966年，有一位机师在加拿大育空区飞越史提尔山时，看见一条极壮观的冰川，每小时移动两英尺——每天几达50英尺！那条冰川长22英里、宽1英里有余，有规律地向前冲行，所向披靡，一切东西都被它冲毁带走。
许多世纪以来，冰川已使地球面貌大为改观。冰川挟万钧之力冲凿地面，挖成北美洲五大湖和挪威沿海的峡湾，凿成阿尔卑斯山高耸的马特杭峰，以及掘成落基山脉那些惊险的峡谷。
冰川怎样做出这些杰作呢？冰川沿着峡谷向前移动时，一路上把两旁和谷底的大小岩石及泥土都挖了起来。岩块碎石随着冰川前进，又把下面的基岩磨蚀，使冰蚀槽扩宽加深。
上次冰期在1800年前达到最高点时，地球大约有30％陆地给许多冰原覆盖了。其中两个至今犹存，一个在格陵兰，一个在南极洲。全球约97％的冰川都在这两个地方。南极洲面积约550万平方英里，比欧洲还大。整个南极洲都给坚冰盖着，有许多地方露出阿尔卑斯山那样高的山脉，又有些地方冰原厚达12000英尺。
地球上第二大冰冠在格陵兰，占地70.8万平方英里。巨大的冰山从险峻的格陵兰高原崩裂下来，滑入汪洋，漂流数百英里之外。1912年4月14日晚上，这样的一座冰山漂在大西洋上，竟然把号称“不沉之船”的英国豪华客轮“泰坦尼克”号撞沉。
地球上其余的冰川在北美洲、南美洲、欧洲、亚洲、非洲和新西兰。这些冰川虽也可观，但比起格陵兰和南极洲的却小得多。总括起来，地球的地面目前约有10％为冰川所掩盖。
现代的冰川研究起源于瑞士科学家亚加齐的好奇心。100年前，他着手测量阿尔卑斯山高处冰川移动的实况。今天，大批冰川学家在探测各地的冰川，研究冰川进退的原因、冰川流动的构因、新冰期发生的可能性和时机，以及其他有关的问题。
南极洲是进行冰川研究的主要地方。来自十余国的科学家利用大批新仪器和新技术，集中在那里从事广泛的测量调查。1969年，一队科学家和工程师在南极西部拜尔德站钻探冰原，钻到7000多英尺深处。他们用设计特别的旋转式钻机，取出一条连续不断的冰岩石，直径4英寸，可以清楚看到极地简史，从而窥见地球的过去，实在令人兴奋。
举例来说，把2.5万～10结在冰里的氧加以分析，可研究当时地球大气的成分。在10000～14000年前的坚冰里，发现了几层火山，大概是古代一场大灾难后沉落的。在约850英尺深处，发现耶稣在世时期所降的雪结成的冰；在最上面的冰层里，又认出染有我们原子时代放射尘的冰。钻探人员在7100英尺深的冰孔下面发现水，表示压力作用加上地球本身的热力使冰融解。
科学家为什么对南极洲的冰川产生如此浓厚的兴趣呢？主持钻探工作的美国国家科学基金会说：“南极洲冰冠对世界气候有极大的影响。这个大淡水库若有任何重大变化，就会引起海面、雨量、河流和湖面的变动，因而影响人类的生存环境。”
美国地理学会的著名冰川学家费尔特说：“南极洲占有世界约90％冰量，事实上是一个超级的冷冻系统。假如南极冰冠全部溶解，目前各海洋的水面就可能升高200英尺，足以淹浸沿海地区和世界各大港口城市。”
上次冰期是怎样形成的？科学家的意见并不一致。他们确实知道，几百万年前，地球开始转冷。4个巨大的冰原相继侵袭北半球。在欧洲，斯堪底纳维亚半岛积冰高逾8000英尺。冰原向南推进，掩盖了英格兰北部和德国，还向东推进，几乎到达莫斯科。在北美洲，积冰到处伸展，一直到把过半大陆掩盖了才停止。冰原厚一英尺，南边远达俄亥俄和密苏里河谷。上次冰期的冰约在13000年前开始迅速消退。溶解后的水使各海洋的水面上升400英尺左右，达到目前的水平。
科学家对这次气候极端变化的成因，有几个假设，大家争论得很激烈。根据“太阳辐射”说，太阳辐射放出的能量有所改变，地球上的气候也随之改变。因此，在太阳辐射强度减弱的时期，地球就可能变冷，冷得足以引起一次冰期。
第二个学说也跟辐射有密切关系。这个学说认为地球大气成分中有许多原因不明的变化，例如雪层增厚，可能挡住一部分太阳辐射，地球的气温因而降低。空气污染和火山尘也会产生相似的效果。此外，在地球与太阳之间的太空凝聚的陨星碎石或其他物质，都可能产生同样影响。不管是什么原因，整个问题极为复杂，可变的因素太多，连电脑也无法处理。人类还需要一段极长的时间才能查明真相。
我们目前的处境怎样？地球上的冰川是否会大量溶解，以致海面上升，把沿海各大城市淹没？地球是不是逐渐变冷，正在进入另一次冰期呢？
美国极地研究所创办人高斯威说：“我们可能正处于一个间冰期的中间或进入其末期，这个间冰期要持续成千上万年。一两百万年来，地球上冰期与间冰期交替出现，我们可以预料这种情形会继续下去。可是大家不必担心，冰期不会很快就来。”
海洋会吞噬人类吗
海水总量接近3.2亿立方米，住着20万种生物。这么庞大的自然环境，谁能破坏？何必要保护？
尽管海洋之大实占整个地球表面70％，但生产能力大部分局限于包括大陆架在内的那些由海岸伸入水中的狭窄浅水海底中。既然如此，海洋环境易受损害的道理便浅显得很了。这些浅水沿岸的水域不过是海洋总面积区区一小部分，但全球需要的咸水鱼有80％由这里供应。此外，几近七成的食用鱼类与甲壳类，在生活史上都有一个重要的阶段是生活在港湾里，即海湾、受潮地、河口等地方。这些地方肥沃富饶，比大海高20倍，比麦田也高7倍。把这些区域的生物链打断，把海底无数的有机体毁掉，把大陆架的水域染污，大海上主要的渔场必遭毁灭。
目前，或因海水污染，或因滥捕滥杀，有时两者兼而有之，不少渔场已遭毁坏。人类热衷填海拓地，沿海不少重要的受潮地变成了公路、工厂、桥梁或滨海住宅区。同时，其他港湾又天天都有亿万加仑的污水与工业废料注入，毒杀鱼类，毁坏蚝床蛤床，使海湾与受潮地不适宜生物生长。
重要的靠岸区域饱受摧残之际，外头的大洋也日受压力。比方说：在1997年内，约有6700万吨废物用船运出美国水域外，丢入大海里。废物计有垃圾、废油、疏浚挖出的泥石、工业酸类、苛性碱类、去污剂、泥浆、飞机零件、烂汽车、腐败食物等。探险家兼作家海伊达两度乘埃及纸莎草造的船横渡大西洋，途中见到塑胶瓶子、塑胶筒、油渍等垃圾，都给海流冲到大洋中心之处。清晨，船员看见污染情形，竟迟疑不愿洗濯。
美国佛罗里达州美安密海滩这个著名“阳光与海浪”的天然风景中，离岸约7000英尺的海面，有个人工留下的痕迹，给人讥为“圆形球场”。那是碧波上一大块黄褐色冒着泡沫的污渍，非常难看。这片污渍是美安密海滩与附近3个社区的下水道流出未经处理的污物所造成的。不过，截至目前，风与潮水合力把废物送回沙滩的情形还是很少见。
佛罗里达州卫生局下令美安密海滩当局处理污水，已不止10年了，当局最近才考虑采取第一项步骤：把伸入海中的排污管延长一英里。美安密大学的海洋生物学家达勃说：“加长排污管的结果，只不过让盛行风把污物吹到别处海滩而已。”
佛罗里达东南部日益繁荣，估计在20年内就会出现人口达千万的大都会。但圆形球场是个凶兆，表示佛罗里达州经济所赖的海洋与沙滩，虽然一向以为是无尽的资源，但将来必会引起很多问题。
渔人、潜水人以及其他与海洋结下不解缘的人说，美国沿海和世界各地都有相似的情况。例如：
纽约市的沟渠污物与泥浆，都丢在离岸不到8公里的大西洋中。附近捕获的鱼，肚子里会发现有香烟滤嘴、绷带或口香糖。同时，新泽西州北部有些邻近纽约港口航道的海滩，现在满地都是塑胶瓶子、焦油，以及兽尸等物。
奥斯陆峡湾与挪威沿岸的许多大港口，由于污染物大量注入，一片广大的水域已没有海洋生物了。
海水污染的情况，有1／3是海洋工业故意排出废料、采用某些清洁方法和意外漏油所造成。自1964年以来，超过198艘油轮在海上遇难毁损，共有1054人丧生，5亿多加仑原油漏入大海染污海水。最严重的一宗发生于1978年，“美油加地斯”号油轮在法国布列丹尼海岸外遇难破毁，漏出原油共6600万加仑。
1965年，日本水俣湾区有5人死于水银中毒，另有30人患病。中毒原因是海鱼吸收了工业污物。早在1953年，海洋就发出过警告，那年该地已有人患上这种病。病者逾百，死者达43名。
面积较小的海，情形更坏。波罗的海深处，足以致命的硫化氢含量日增。据专家说，这种物品如果大量扩散，波罗的海就要成为海洋沙漠。地中海沿岸有名的海滩中，已有数十个因污秽而封闭了。仅意大利里维耶拉的某一段，沿着海滩就有67条明渠排出污水，使海滩不宜游泳与玩乐。
目前海洋政策不足的，大概是海底油井爆炸与油轮折断的事件。石油污黑了海滩，弄死成千上万海鸟，并且一时不易解除对海洋生物的威胁。我们还没有好办法清理被漏出原油染污的海滩。近年来油轮越造越大，大量漏油的危险也越来越大。到1990年，大概有3000多口海底油井，使得原油污染的危险也更大了。