中国科学院遥感应用研究所研究员毕思文表示，印度洋海啸源于海底岩石圈中“最后一丝”应力积聚。由于地壳构造板块运动，原本与澳洲大陆相连接的印巴次大陆以每年大约6cm的速度向欧亚洲大陆运移，最终“脱澳入亚”，在挤压欧亚板块形成世界屋脊喜马拉雅山脉的同时，在撕裂的大陆中间拉伸出一片广阔的海域，这就是“印度洋”。这种板块运动中所积聚的能量是要通过板块边界的地震得以消解，导致海啸的苏门答腊岛地震在学术上属于板块边缘的“逆冲型”地震。具体来说，苏门答腊以北地区位于印度板块边缘，这里一个长距离的破裂带通过长时间积累蓄积了巨大能量，如同橡皮筋超出拉伸极限会崩断一样，板块边缘的岩石组织不堪承受压力发生突然错断，造成印度尼西亚苏门答腊岛外海海底岩石圈板块猛烈滑落出现了一个高9m多、长达数百千米的巨大凸起，并将巨量海水排出海床到达近岸浅水区。巨大的海水波动从深海传至浅海，海浪陡然升到十几米高，向外扩展速度可达每小时700～800km。强烈的海啸给受灾国家造成巨大的损失，甚至改变了亚洲的版图，印度尼西亚旅游胜地尼亚斯岛附近几个小岛沉入海中，苏门答腊岛西北端可能已向西南移动约36m，西南岸某些小岛屿或已向西南移动20m。
5.2.5永恒的北冰洋
“北冰洋”一词源于希腊语，意即正对大熊星座的海洋。1650年，德国地理学家B.瓦伦纽斯首先把它划成独立的海洋，称大北洋，1845年伦敦地理学会命名为北冰洋。北冰洋面积1478.8万km2，占世界海洋面积的4.1%。北冰洋平均水深1225m，最大水深5527m，其2/3以上的面积属于大陆的水下边缘，即在北冰洋的周围具有非常宽阔的大陆架。
Lovering，J.F.等在1987年提出，鉴于北冰洋这个圆形海洋与北极点基本重合，北冰洋的形成一定与地球绕轴自转有关。因地球自转时的离心惯性力以极点附近为最小，很容易聚积形成以极点为中心的圆形陆块，离极地远的离心惯性力具有较大扩散力，北半球劳亚古陆末端带动极点周围的陆块向四周扩散使北极点周围形成空洞，形成了北冰洋雏形。海洋地质学家认为北冰洋的洋底扩张过程起自于4亿年前的古生代晚期，以地球北极为中心通过亚欧板块和北美板块的洋底扩张运动而产生了北冰洋海盆。现在北冰洋底所发现的“北冰洋中脊”即为产生冰洋底地壳的中心线。据瑞典科学家2004年从北冰洋海底采集的沉淀物分析后得出的结论，2亿年前的北冰洋最多只算是一个巨大的淡水湖，自大西洋的海水开始流进北极圈后北冰洋逐渐形成。从科学家对北冰洋发展历史的研究成果可以得知，北极地区自地壳形成不久即被水域所覆盖，虽然北冰洋是四大洋中面积和体积最小、深度最浅的大洋，但却是最古老的、持续永恒的大洋。
北冰洋体积为1698万km3，仅占世界大洋体积的1.2%。但北冰洋又是四大洋中温度最低的寒带洋，终年积雪，千里冰封，覆盖于洋面的坚实冰层足有3～4m厚。此外，北冰洋还有两大奇观。第一大奇观就是一年中几乎一半的时间为漫漫长夜，难见阳光，而另一半日子则为阳光普照，无黑夜。此外，北极天空的极光飘忽不定、变幻无穷、五彩缤纷，堪称北冰洋上的第二大奇观。值得关注的是，2012年8月25日，日本宇宙航空研究开发机构宣布，水循环变动观测卫星“水滴”号拍摄的图像得出的结论，北冰洋海冰面积已降到421万km2，创有观测史以来的最低值。英国著名海洋专家、剑桥大学教授彼得·维德汉姆也发表最新研究成果，北冰洋的海冰正在快速地萎缩，最短只需要4年时间就可完全消失，尽管每年冬天海冰还将会重新出现，但是在夏季没有海冰的日子里，北极熊等动物将失去天然的捕猎场所，这将严重威胁它们的生存，最终可能导致物种的灭绝。
5.2.6貌合神离的海与洋
海洋中间的洋，约占海洋总面积的89%，它的深度大，一般在2000米以上，海水的温度、盐度、颜色等不受大陆影响，有独立的潮汐和洋流系统。海按其所处位置的不同，可分边缘海和地中海两种类型。靠近大陆的部分，被岛屿和半岛与大洋分隔的称为大陆边缘海，如东海、南海、日本海等；介于大陆之间的海称地中海，如地中海、加勒比海等。如果地中海伸进一个大陆内部，仅有狭窄水道与海洋相通的，又称为内海，如渤海、波罗的海等。
据统计，地球上的海和湾共60个。其中，分布在太平洋西侧、属于欧亚大陆板块的有渤海、黄海、东海、南海、杭州湾、北部湾、白令海、鄂霍次克海、日本海、濑户内海等。归并在太平洋板块的有菲律宾海、爪哇海、苏禄海、苏拉威西海、塔斯曼海、马鲁古海、斯兰海、阿蒙森海、别林斯商普海等。分布在大西洋两侧，分别属于美洲、非洲和欧亚大陆板块的有波罗的海、加勒比海、地中海、北海、黑海、里海、亚速海、马尔马拉海、威德尔海、墨西哥湾、哈德逊湾、比斯开湾、几内亚湾、巴芬湾等；属于印度洋板块的有红海、阿拉伯海、安达曼海、萨武海、帝汶海、阿拉弗拉海、波斯湾、孟加拉湾、大澳大利亚湾等；分布在北冰洋外围、隶属于欧亚大陆板块的有格陵兰海、挪威海、巴伦支海、白海、喀拉海、拉普捷夫海、波弗特海等。世界上最大的海是珊瑚海，南北长约2250km，东西宽约2410km，它的总面积达到479.1万km2，大部分的海底水深3～4km，最深处9174m，也是世界上最深的海。世界上最小的海是马尔马拉海，东西长270km，南北宽约70km，面积为1.1万km2，只相当于我国的4.5个太湖那么大。
5.3丰富多彩的海底世界
1873年，“挑战者”号船上的科学家在大西洋上进行海洋调查，用普通的测深锤测量水深时，发现了一个奇怪的现象，大西洋中部的水深只有1000m左右，反而比大洋两侧浅得多。这出乎他们的预料。按照一般推理，越往大洋的中心部位，应该越深。为打消这个疑虑，他们又测了几个点，结果还是如此，他们把这个事实记录在案。1925～1927年间，德国“流星”号调查船利用回声测深仪，对大西洋水深又进行了详细的测量，并且绘出了海图，证实了大西洋中部有一条纵贯南北的山脉。这一发现，引起了当时人们的震惊，吸引了更多的科学家来此调查。大西洋中部的这条巨大山脉，像它的脊梁，因而取名叫“大西洋中脊”。随后，人们在印度洋和太平洋也相继发现了大洋洋脊。三大洋的洋中脊是彼此互相连接的一个整体，是全球规模的洋底山系。其实，大洋底地貌与陆地有些相像，既有巨大高耸的山脉、辽阔平坦的海底平原，又有深达万米的大海沟。整个海底可分为大陆边缘、大洋盆地和大洋中脊三大基本地貌单元，及若干次一级的海底地貌单元。
5.3.1奇异的海底山脉——大洋中脊
其实，大洋底地貌与陆地有些相像，既有巨大高耸的山脉，辽阔平坦的海底平原，又有深达万米的大海沟。纵贯大洋中部的大洋中脊，绵延8万km，宽数百至数千千米，总面积堪与全球陆地相比。大洋中脊还是地球上最长最宽的环球性洋中山系，占海洋总面积的33%。大洋中脊分脊顶区和脊翼区，脊顶区由多列近于平行的岭脊和谷地相间组成。脊顶为新生洋壳，上覆沉积物极薄或缺失，地形十分崎岖。脊翼区随洋壳年龄增大和沉积层加厚，岭脊和谷地间的高差逐渐减小，有的谷地可被沉积物充填成台阶状，远离脊顶的翼部可出现较平滑的地形。
海底地貌与陆地地貌一样，是内营力和外营力作用的结果。海底火山是海底扩张的中心，由于地球内部温度很高、压力极大，火山活动频繁而又强烈。全球600座活火山大多数都位于太平洋，仅西太平洋区域就占据了其中的1/2。美国一个潜水探险队曾经冒着生命危险探索夏威夷群岛火山，在水面下30.5m的深度，拍摄到了不断从海底火山口流出的熔岩河流，沿着火山的山坡向更深的海底奔腾而下。海底火山在喷发中不断向上生长，会露出海面形成火山岛。1796年，太平洋北部阿留申群岛中间的海底火山不断喷发熔岩，越积越多，几年后一个面积30km2的火山岛就出现在海面上。在距离澳大利亚东岸约1600km的太平洋上有一个小岛叫作法尔康岛，1915年这个小岛突然消失，但在11年后它又重新冒出海面。
伴随海底的火山活动，“黑烟囱”现象也是海底世界的一大奇观。1979年的一天，在加利福尼亚湾的外太平洋海底，美国科学家比肖夫博士等人乘坐“阿尔文”号潜水器向深海下潜，当他们下潜到2500m接近海底时，看到一幅十分奇异的景象：蒸汽腾腾，烟雾缭绕，“烟囱”林立，好象重工业基地一样。“烟囱”高低粗细各不相同，高的可以达到一百多米，矮的也有几米到几十米。“烟囱”的直径因喷溢口的大小而不同，小“烟囱”的口一般只有几十厘米，大“烟囱”的口可以达到几米，形成了一种烟囱状的地貌。从“烟囱”口冒出与周围海水不一样的液体，这里的温度高达350℃。可见，这些海底“烟囱”就是海底的温泉。
“烟囱”里冒出的烟的颜色大不相同。有的烟呈黑色，有的烟是白色的，还有清淡如暮霭的轻烟。早在20世纪60年代，科学家们在红海发现了许多奇异的现象，比如水温和盐度偏高，就出现了高温卤水。1967年，在一处海渊中发现了在热泉周围形成的海底多金属软泥。从此，揭开了人类研究现代热液矿产资源的新篇章。1988年，我国科学家与德国科学家联合考察了马里亚纳海沟。他们通过海底电视看到，在水下3700m左右的海底岩石上有枯树桩一样的东西，它高2m，直径0.5～0.7m，周边还有块状、碎片状和花朵状的东西，在这些喷溢海底热泉的出口处，沉淀堆积了许多化学物质，他们采集了1000kg的岩石样品，颜色主要为黄褐色，间杂黑色、灰白色、蓝绿色。经过化学分析和鉴定，确认这就是海底热泉活动的残留物，叫作“烟囱”。它们大多是硫化矿物，除了大量铜、锌、锰、钴、镍外，还有金、银、铂等贵重金属。
在如此高温的大洋底，有活着的生物吗？科学家进一步考察，发现在海底温泉口周围，不仅有生物，而且形成了一个新奇的生物乐园：有血红色的管状蠕虫，像一根根黄色塑料管，最长的达3m，横七竖八地排列着，它用血红色肉芽般的触手，捕捉、滤食水中的食物。还有一种状如蒲公英花的生物，常常几十个连在一起，有的负责捕食，有的管着消化，各有分工，忙而不乱。这里的生物很有特色，其乐融融，成了真正的“世外桃源”。科学家称这里为“深海绿洲”。科学家们研究认为，这里的海洋细菌，靠吞食温泉中丰富的硫化物而大量迅速地蔓延滋生，然后，海洋细菌又成了蠕虫、虾蟹与蛤的美味。在这个特殊的深海环境里，孕育出一个黑暗、高压下生存的生物群落。看来，“万物生长靠太阳”的说法，在这里不适用了。
海底温泉，不但养育了一批奇特的海洋生物，还能在短时间内生成人们所需要的宝贵矿物。那些“黑烟囱”冒出来的烟柱都是金属硫化物的微粒，含有丰富的铜、铁、硫、锌，还有少量的铅、银、金、钴等金属和其他一些微量元素。这些微粒像天女散花从烟柱顶端四散落下，沉积在“烟囱”的周围，形成了含量很高的矿物堆。人们知道的天然成矿历史是以百万年来计算的，而在深海底通过“黑烟囱”的化学作用来造矿一般只要十几年到几十年。当陆地矿产资源接近枯竭的时候，这一新发现的价值之宝贵就不言而喻了。
大洋底部存在世界上最长的山系，这个事实直到19世纪后期才被人类发现。为了揭开海底的地质演变奥秘，人们曾经多次下潜到大洋中脊的裂谷中进行实地勘测。在1972年至1974年期间，法国和美国的科学家在地质学家勒皮雄的领导下，使用深潜器观测到了大洋中脊的裂谷。他们用超声波装置对大西洋底探测的结果显示，大西洋底有一条从北到南的海底山脉。山脉的高点露出海面形成了亚速尔群岛、阿松森群岛。印度洋山系的东南支向东延伸与东太平洋山系相连进入加利福尼亚湾，北支伸入亚丁湾、红海与东非内陆裂谷相连。大西洋山系向北延伸到北冰洋，最后潜入西伯利亚。洋底山系全长可以绕地球一圈半。