很早以前，厄瓜多尔和秘鲁沿岸的居民发现，每到圣诞节的前后，随着东南信风的暂时减弱和南美沿岸海水涌升现象的减退，太平洋赤道逆流的一个分支海流，沿着厄瓜多尔海岸南下。随之，南美西海岸附近海域的海水温度增高。起初，人们只知道这种自然现象出现在圣诞节前后。而且每当发生这种情况时，在这一海域里生活的适应冷水环境的浮游生物和鱼类，因水温上升而大量死亡，使得世界着名的秘鲁渔场的鱼产量大幅度减产。
于是，沿岸居民对海面水温升高的自然现象感到迷惑不解，称这是“圣婴”降临了。圣婴在西班牙语中的发音为厄尔尼诺。这样，厄尔尼诺就成了秘鲁沿岸海水温度异常变化的代用名词了。在近几十年里，人们还发现，世界各地的灾异现象多与厄尔尼诺现象有着某种联系。有人甚至认为，世界各地大的自然灾害都是由于发生厄尔尼诺而引起的。因此，海洋学家、气象学家都在研究厄尔尼诺现象的发生规律。
直到今天，人们对太平洋中出现的厄尔尼诺现象，仍有许多迷惑不解之处，发生厄尔尼诺现象时，那巨大的暖水流是从何处来的？它的热源在哪里？过去人们提出过种种假说，如：其热源来自地心，或是因为海底火山爆发等。但是，往往在没有发生大的火山爆发时，也曾发生过厄尔尼诺现象，因此这种假说不能令人信服。这是其一。
其二，太平洋发生厄尔尼诺现象有没有自身发生的规律？例如，它的发生周期长短受什么制约？它的发生与消衰，以及强度变化，是否有代表性的信号。如果有征兆，反映在哪里？
其三，无论是厄尔尼诺现象，或是反厄尔尼诺现象的发生，都是大洋暖水团大范围运动的结果。那么，这种暖流水团运动和北太平洋发生的顺时针大洋环流，以及南太平洋中发生的逆时针方向的大洋环流是否有某种关系？特别引起中国海洋气象专家关注的是，厄尔尼诺与发生在西太平洋上的黑潮暖流又有什么关系？因为黑潮对中国、日本等东亚国家的气候有较大影响。
其四，厄尔尼诺一旦发生，范围大，时间长，引起的自然灾害对人类社会破坏性极大。
因此，能否利用海洋中各种要素的变化规律来预报它的发生呢？
其五，发生在太平洋的南方涛动与厄尔尼诺之间有必然联系吗？如果有联系，其内在的机理又是什么？等等。
总之，厄尔尼诺现象的出现，不是单一因素所能解释的，它的形成机理也许是大自然中海洋水体-大气-天文等诸多因素作用的结果，相信在不久的将来，厄尔尼诺之谜一定能解开。
探索赤道潜流的奥秘
1951年，美国年轻的海洋学者克伦威尔和他的同事，在太平洋的赤道海域进行鲔鱼生活习性及环境条件的考察研究。考察的方式并不复杂，就是把玻璃浮子串在一起，布放在16～20千米长的海面上。每个玻璃浮子下面，挂上铅锤和若干鱼钩。
白天放下去，晚上收回来。按照一般的常识，既然海流是向西流动的，布下的钓鱼工具自然应当向西漂才对。然而令人不解的事情发生了，克伦威尔布放的沉到海面下的钓具一反常规，竟一个个向海流的反方向漂着。细心的克伦威尔以为自己没有放好钓具，收起来后，又重新布放，结果还是一样的。
漂浮在海面的小船受海流影响，向西漂着，而沉入海中的钓具却向东漂去。这是怎么回事呢？经过大量的资料对比，他断定，在赤道海域的表层海流之下，存在着一支像湾流那样巨大而稳定的逆向海流。这就是赤道潜流。经过各国海洋学家的艰苦努力，最终查明，赤道潜流在三大洋中都存在。它的表现形式是，沿亦道方向由西向东流动，横越三大洋。其范围是北纬2°到南纬2°之间的海域内，形成一支与赤道对称的狭窄海流。它的垂直厚度在200～300米，全年流速稳定。
虽然人们对赤道潜流已经有了初步认识，但是，仍然有不少问题有待人们去探索。例如，人们在赤道以南约南纬6～8°之间，曾多次发现另外一支与赤道潜流平行的潜流，也为逆向海流。这支海流和赤道潜流又是何种关系？另外，赤道潜流与表层风海流的能量转换关系是如何进行的。这些都有待于人们去重新认识。赤道潜流对热能量的储存及对全球气候的影响机制，以及它与西部边界流的能量转换关系，这些也都是摆在海洋科学家面前的难题。
大洋中尺度涡之谜
1958年，英国海洋学家斯罗华为了研究海流，研制了一种自由漂浮监测系统——“中性浮子”。利用这套系统对大西洋百慕大海域的底层海流进行测量。按照平常观测到的资料分析，湾流区域内的海流，应该是一支比较稳定而且是流速较为缓慢的海流。可是利用这套新系统获得的资料令科学家们大吃一惊，这里的海流比预想的快了10多倍，而且发现有的海流出现反向流动。同时，在一个多月的时间里，海流还显示出相当大的时间变化。这一发现，震惊了海洋科学界。前苏联和美国的学者对此大惑不解，先后派出考察队进行调查，结果完全一样。显然，用传统的风海流理论无法解释这种反常现象。到了1973年，美国成功地发射了载人“天空实验室”航天器。利用这座航天器，宇航员们拍摄到了大西洋西部热带海域内的大涡旋。这个大涡旋纵横60～80千米。同时还发现，在大涡流海域，有较强的上升流，冷的海水从百米深处不断向上涌升。由于海底的营养物质被上升流带到海面，使得大涡流海域形成了一个绝好的渔场。“天空实验室”还在其他大洋中发现类似的中尺度涡流。例如，在南美洲的西海岸、澳大利亚东部和新西兰一带海域、非洲东海岸、印度洋西北海域和南中国海海域等，都能看到这种涡流存在。这许多涡流，小的直径仅几十千米，大的直径达数百千米；存在的时间有长有短，时间短的十几天，长的达半年之久。这些涡流与大洋中的环流相比，虽然只是个局部，并不显着，但它与人们在近海能见到的小旋涡相比，就非常之大了。
所以，海洋科学家们称这种涡流为“中尺度涡”。大洋中尺度涡流的发现，改变了人们对海流形成机理的传统看法。它是近二三十年来人们对大洋环境的突破性认识。
大洋中尺度涡的旋转速度一般都很大，而且一面旋转，一面向前移动。它的移动方式，很像台风(气旋或反气旋)。科学家估计，中尺度涡有巨大的动能，约占整个海洋流动能的80％以上。这个数字实在大得惊人。台风带来的气候变化和灾难，尽人皆知。那么，大洋中尺度涡的出现，将给海洋带来哪些变化呢？它对海洋中的动物、植物是福是祸？这些问题有待于科学家们去继续研究。
中尺度涡的发现，使传统的大洋海流理论受到挑战。由于海洋中中尺度涡的出现，大洋环流的动力结构完全改变了。假如中尺度涡也像大气中的气旋或反气旋那样，是由气压不稳定的因素所引起的，那么，大洋环流的动力有可能是由中尺度涡来维持的。这就从根本上修正了风生环流的观点。
阿特兰蒂斯古陆之谜
关于阿特兰蒂斯古王国的传说，最早出现于柏拉图笔下。他是这样描述的：“这个岛上植物茂盛，物产丰富，它的首都有十分漂亮的城墙和房子。高高的城楼上镀着铜和锡，庙宇的神像上镀着黄金和白银。它同周边国家进行频繁的海上贸易。为获得更多的财富，统治者派出军队去征服直布罗陀海峡以东的国家。然而，不幸的事情发生了。它的军队在雅典城下惨遭失败。紧接着，发生一场强烈地震，阿特兰蒂斯便沉没于大海的深渊……”在柏拉图死后的900年间，人们曾对现实世界是否存在过阿特兰蒂斯古陆的说法，进行过争论。但后来渐渐被人遗忘了。进入16世纪，一位意大利医生弗拉卡斯特罗，又旧话重提。从那个时候起，许多国家的学者都开始热衷于寻找所谓的阿特兰蒂斯古陆，于是出现了后来的“阿特兰蒂斯国学”、“科学阿特兰蒂斯大陆学”等等。归纳起来，关于阿特兰蒂斯在哪里有以下几种推断：
一、阿特兰蒂斯原来位于高加索的西部海域，后来沉没于黑海海底。其理由是：传说古希腊人曾前往高加索寻觅过金羊毛，而且这两地的神庙也有某些相似地方。第二种说法是，传说中的诺亚方舟从洪水中救活了阿克农和制纳，而阿克农的父亲是“盗火种者”普罗米修斯。他与宙斯可能都是阿特兰蒂斯人，而且宙斯很可能是阿特兰蒂斯的国王。第三种说法是，1896年俄国人在黑海边发现了古碑和古墓志铭。
二、阿特兰蒂斯王国曾是大西洋上的一个古王国，后来沉没于海底。持这种观点的人认为，大西洋的百慕大三角地区有可能就是阿特兰蒂斯王国沉没的海域。许多考古探险家都声称自己在这一地区发现了“海底古城”、“水下古城墙”、“海底金字塔”等等。
三、阿特兰蒂斯在爱琴海的桑托林岛附近的海域。其理由是，在公元前1470年，这里曾发生过一次破坏性很大的火山喷发。许多村镇被掩埋于地下和海底。阿特兰蒂斯就是在这次大地震中沉入爱琴海的。
对于阿特兰蒂斯的沉没，直到今天，还是众说纷纭，莫衷一是。显然，要获得足够的科学根据，并非一日两日的事。要使阿特兰蒂斯的原貌大白于天下，科学家们还要付出更艰辛的劳动。
海底古磁性条带之谜
19世纪末，着名物理学家居里在自己的实验室里发现磁石的一个物理特性，就是当磁石加热到一定温度时，原来的磁性就会消失。后来，人们把这个温度叫“居里点”。在地球上，岩石在成岩过程中受到地磁场的磁化作用，获得微弱磁性，并且被磁化的岩石的磁场与地磁场是一致的。这就是说，无论地磁场怎样改换方向，只要它的温度不高于“居里点”，岩石的磁性是不会改变的。根据这个道理，只要测出岩石的磁性，自然能推测出当时的地磁方向。这就是在地学研究中人们常说的化石磁性。在此基础之上，科学家利用化石磁性的原理，研究地球演化历史的地磁场变化规律，这就是古地磁说。
为了寻找大陆漂移说的新证据，科学家把古地磁学引入海洋地质领域，并取得令人鼓舞的成绩。
第二次世界大战之后，科学家使用高灵敏度的磁力探测仪，在大西洋洋中脊上的海面进行古地磁调查。之后，人们又使用磁力仪等仪器，以密集测线方式对太平洋进行古地磁测量。两次调查的资料使人们惊奇地发现，在大洋底部存在着等磁力线条带，而且呈南北向平行于大洋洋中脊中轴线的两侧，磁性正负相间。每条磁力线条带长约数百千米，宽度在数十千米至上百千米之间不等。海底磁性条带的发现，成为本世纪地学研究的一大奇迹。1963年，英国剑桥大学的一位年轻学者F.J.瓦因和他的老师D.H.马修斯提出，如果“海底扩张”曾经发生过，那么，大洋中脊上涌的熔岩，当它凝固后应当保留当时地球磁场的磁化方向。就是说在洋脊两侧的海底应该有磁化情况相同的磁性条带存在。当地球磁场发生反转时，磁性条带的极性也应该发生反转，磁性条带的宽度可以作为两次反转时间的度量标准。这个大胆的假说，很快被证实了。人们在太平洋、大西洋、印度洋都找到了同样对称的磁性条带。不仅如此，科学家还计算出在7600万年中，地球曾发生过171次反转现象。
研究还发现，地球磁场两次反转之间的时间最长周期约为300万年，最短的周期约为5万年，两次反转的平均周期约为42～48万年。目前，地球的磁场方向已保留70万年了，所以，人们预感到一个新的磁场变比可能正在向我们靠近。
对于海底磁性条带的研究仍在继续之中，许多问题仍找不到令人满意的答案。例如，对于地球磁场为什么要来回反转这个最基本的问题，就无法解释清楚。尽管科学家们提出过种种假说，但其真正的原因还是不清楚的。也就是说，地球发生磁场转向的内在规律之谜，有待于科学家们去继续探索。
半岛尖角方向为何多朝南方
我们对着地图，粗略地计算一下各大洲大半岛的数目，然后把各大陆南北方向凸出的不同半岛对比一下，就会发现，半岛方向大多朝南，朝南凸出的半岛数量约为朝北者的两倍，尤其是北美洲的半岛，竟无一例外地都是向南插入浩瀚的大海之中。
在观察了大的半岛以后，我们再看小一点的半岛。拿日本列岛来说吧，那些朝南凸出的小半岛的数量亦为朝北者的两倍，而且日本几个最大的半岛，也全部是向南凸出的。
这种半岛方向多朝南的现象，目前还没有人提出一种完整的解释理论。不过，大多数专家认为，这可能与地球表面形成的方式有关。要解决这个问题，首先要搞清楚这些半岛的形成时间，弄清半岛形成时的地球运转情况，半岛原始位置和现在位置的地球物理化学环境及现在半岛的形成方式，同时还要考虑地球科氏力在半岛形成过程中及形成以后的作用。这些谜底的彻底揭开，很难在短时间内完成，还需要科学界进行漫长的探索。
寻觅失踪的特提斯海
令人难以想象的是，今天浩瀚的地中海，过去曾是一个比现在大上百倍的喇叭形巨洋。
更令人难以想象的是，当年的巨洋，今日的地中海，也曾有过一片干涸陆地的时候。正因为如此，近两个世纪以来，地中海课题一直为世界许多国家的地质学者们所关注。
大约在距今2.8亿年前，地球上的海陆分布格局与今天完全不同。那时的非洲、印度、澳大利亚和南极洲是连在一起的古陆，地质学上把它叫作冈瓦纳古陆。在冈瓦纳古陆北部和欧亚古陆的南部，存在着一个规模巨大的古海洋，也就是地质学家们所称呼的“中央地中海”。1883～1909年，奥地利着名地质学家爱德华·修斯，出版了《地球的面貌》一书，首次提出稳定陆块的概念。同时，他根据古希腊神话故事有关特提斯的传说，给这个古老的地中海起名叫“特提斯海”。希腊神话故事说，特提斯容貌美丽，有“美发女神”和“银脚女神”之称。她心地善良，对遇难的神只，尽力给予帮助。因此，直到今天，地学界的科学家们一直沿袭使用特提斯海这个美丽而尊贵的名字。从特提斯海到今天的地中海，经历了漫长的地质演化时期。饱经沧桑的特提斯海的每一次变化，都在地球上留下了深深的印记，同时也为我们留下了许许多多的不解之谜。特提斯海的演化史为科学家，特别是地质学家们提供了一个长期而又富有魅力的课题。