Для исследования течений применяются очень разнообразные способы, они могут быть непосредственными и посредственными. К непосредственным относятся: сличение обсервованного и счислимого мест корабля, определение течений при помощи вертушек, поплавков, бутылок, плавающих остатков судов, потерпевших аварию, плавающих естественных предметов (плавник, водоросли, льды). К числу посредственных, или косвенных, способов наблюдений течений относятся: одновременные, наблюдения температуры и солености, наблюдения над распространением пелагического планктона или вообще над распространением морских животных, так как их существование находится в зависимости от физических свойств морской воды. Большая часть из указанных предметов может быть применена и к изучению подводных течений. Основной способ исследования поверхностных течений состоит: в сравнении мест корабля, полученных обсервацией, т. е. астрономическими наблюдениями по широте и долготе, с его положениями, (полученными навигационным путем тю счислению, т. е. последовательной прокладкой курсов корабля на карте и отложением на курсах переплытых расстояний. Навигационные данные: направление курса и скорость корабля находятся под влиянием передвижения того поверхностного слоя воды, среди которого корабль прокладывает себе путь, а потому в них входит по величине и по направлению поверхностное течение.

Причины, обуславливающие возникновение океанических течений, одинаковы для всех трех главных частей Мирового океана, а потому и системы течений, наблюдаемые в Тихом, Атлантическом и Индийском океанах, в общем сходны между собой, существующие же различия объясняются местными условиями. Следовательно, можно составить общую схему течений океана, которая в главных, важнейших, чертах будет справедлива для каждого океана. Предположим, что океан занимает по экватору 90°, и берега его образованы двумя меридианами. В тропической полосе по обе стороны экватора с востока на запад идут два Экваториальных течения, между которыми в обратном направлении, на восток, идет Экваториальное противотечение. В полосах океана, лежащих между экватором и параллелями 50° с. и ю. ш., образуется по круговороту. Экваториальные течения, подойдя к западным берегам, отчасти дают начало противотечению между ними, а главным образом заворачивают к северу и к югу и идут вдоль берегов до 50-й параллели, где, постепенно уклоняясь к востоку, в этом направлении вторично пересекают океан и, подойдя к его восточным берегам, главным образом заворачивают к экватору и текут вдоль берегов, пока не замкнут круговорота, слившись с Экваториальными течениями. Другая часть поперечных течений 50-х параллелей у восточных берегов поворачивает к полярным областям и образует круговороты меньшего размера.

Течения Атлантического океана для удобства их описания могут быть разделены на четыре группы, а именно на течения: тропической полосы, северной половины океана, южной половины океана и течения морей. Обзорная карта течений Мирового океана дает общую картину течений. Южное Экваториальное течение, или дрейфовое течение SE пассата, начинается почти от берегов Африки широкой полосой около 10° ширины. Южная граница течения мало определенна, а северная в начале течения проходит около 1° с. ш., по мере же движения к W2 она все больше и больше удаляется от экватора к N и у берегов Америки доходит до 6—7° с. ш. Летом северного полушария эта граница занимает наиболее северное положение, а зимой она приближается к экватору. Южное Экваториальное течение отличается большой устойчивостью (80—90%), в восточной части его скорость меньше, от 13 до 25 морских миль в сутки 4, к W скорость увеличивается, и вообще она больше в северной части течения, где наибольшие скорости доходят до 50—55 морских миль. Зимой северного полушария она слабее, а летом сильнее. В начале течение относительно холодное (в августе 22—23°, в феврале 27°), а далее к W воды течения нагреваются, и оно становится теплым круглый год (28°). Колебания температуры воды на поверхности в течение года в Гвинейском заливе уже были отмечены выше, в главе о температуре.

Все материалы, собранные от начала океанографических исследований по вопросу о распределении солености и плотности на глубинах, далеко еще не достаточны для составления ясного и удовлетворяющего современным требованиям понятия о вертикальном распределении этих элементов в океанах. Причиной тому служат два обстоятельства: наблюдения, на глубинах могут производить только специально снаряженные экспедиции, а таковых немного сравнительно с общим числом судов, плавающих в океанах и производящих наблюдения на поверхности, что делается без остановки судна. Второй причиной недостаточности имеющихся материалов является их разновременность и неодинаковость применявшихся способов исследования, выработанных только за последние десять лет. Насколько возможно судить на основании имеющихся данных, вертикальное распределение солености в океанах имеет заметные колебания только в верхнем слое до 1000 м; ниже эти изменения солености становятся очень невелики. До 1000 м встречаются заметные изменения в вертикальном распределении солености, а глубже они сглаживаются. Около экватора лежит тонкий слой малой солености, меньше 35,0%, несколько сдвинутый к северу. В пассатных полосах к северу и к югу от экватора лежат области с большими соленостями, выше 36,0%; в северном полушарии эта область и шире по меридиану и глубже, и солености в ней выше.

Вода в чисто химическом виде в природе не встречается, даже наиболее чистые воды, дождевые или снеговые, всегда содержат некоторые примеси, поглощенные ими из воздуха. Текучая вода всегда имеет в растворе уже заметное количество какого-либо вещества, смотря по составу горных пород, по которым она протекала или сквозь которые она просачивалась до выхода на поверхность земли. Поэтому все пресные воды имеют в своем составе различные примеси, иногда ясно ощущаемые на вкус, а в некоторых случаях минерализация вод источников бывает очень значительна. Вода представляет чрезвычайно распространенный элемент на земной поверхности и даже вообще в твердой коре земного шара, где она встречается и в свободном состоянии в верхних слоях, и в связанном состоянии в виде составной части различных горных пород. Огромное выделение водяных паров при вулканических извержениях заставляет предполагать, что и на значительной глубине в земной коре имеется вода в каком-либо состоянии. Так как на земном шаре вода в жидком состоянии в виде океанов и морей занимает 71% ее поверхности, и, кроме того, существуют еще довольно значительные водные массы на суше в виде озер и рек, то в общем вода занимает на поверхности земного шара преобладающее положение, о чем люди, живущие на суше, часто не видавшие не только океана, но и моря, не всегда имеют правильное представление. Кроме того, также очень важна способность воды при тех колебаниях температур, какие бывают на поверхности земли, принимать три состояния, совершенно различные по своему физическому значению: газообразное, жидкое и твердое.

Изучение образцов грунтов дна, микроскопическое и химическое, привело к выводу, что по своему составу грунты разделяются на: неорганические и органические; в первых находится около 80—90% обломков разных горных пород, слагающих земную кору; а во вторых — около 70—80% и более остатков разных мельчайших организмов, живущих в морской воде. Неорганические отложения есть результат накопления отложении продуктов разрушения берегов континентов и островов; разрушение горных пород, образующих берега, происходит от разных причин, например, вследствие суточных и годовых колебаний температуры, деятельности стекающих вод, разрушения берегов прибоем и разноса всего этого материала разрушения вдоль береговой полосы приливо-отливными и местными, течениями. При этом более крупный материал отлагается у самого берега, а далее в море относятся все более и более мелкие частицы, и потому с удалением от берега грунт дна состоит сперва из гальки, потом идет крупный песок, потом более мелкий песок, постепенно переходящий в ил все более и более тонкого состава, и, наконец, на некотором расстоянии отложение материалов разрушения берегов и выносов больших рек прекращается вовсе, если не имеется каких-либо особых условий, способствующих переносу этих отложений на большие расстояния от берегов. Состав неорганических отложений в значительной мере зависит от состава тех горных пород, из которых сложены берега; чем дальше от берега, тем неорганические отложения однообразнее по составу.

При первом взгляде на океанические глубины невольно кажется, что дно океанов должно представлять собою глубокую впадину, изогнутую внутрь земной поверхности. Однако, вследствие громадности земного радиуса сравнительно даже с наибольшими понижениями земной коры, подобное представление оказывается неверно. Океаническое ложе везде, даже в самых глубоких своих понижениях, всегда остается выпуклым. Все вышеприведенные замечания относительно рельефа дна Мирового океана основаны на изучении ряда частных случаев, из совокупности которых и вытекают сделанные выводы. Выше 5000 м лежит всего 0,3% всей земной поверхности; выше 2000 м — 2% и, тогда как область высот от 1000 до 0 м занимает около 22% поверхности земли (около 4:5 всей суши), т. е. на суше преобладают малые высоты. В той же части рельефа земной коры, которая составляет дно океана, получается совершенно иная картина. Поверхность материков продолжается немного ниже уровня океана до начала выпуклого изгиба кривой, обозначающего окончание материковой отмели и начало материкового склона. Средняя глубина океана в 5,3 раза больше средней высоты суши — 700 м, что показывает преобладание водной массы океанов над массой суши, лежащей выше среднего уровня. Такое преобладание еще лучше видно, если объем воды Мирового океана сравнить с объемом части суши, лежащей выше уровня океана; оказывается, что объем воды будет в 12,7 раза больше.

Под именем уровенной поверхности в природе понимают всегда поверхность, которая в каждой своей точке нормальна к направлению равнодействующей всех сил, влияющих на положение уровенной поверхности в данном месте. В геодезии такая поверхность называется иногда горизонтальной, а в частном случае, благодаря значительности величины земного радиуса, часть ее для небольших пространств может быть принята совпадающей с плоскостью, касательной к земному шару в средней точке данного пространства. Вообразить уровенную поверхность можно в любой точке, но в природе такая поверхность может образоваться только при условии, что частицы вещества, ее составляющие, обладают достаточной подвижностью, чтобы поверхность, образованная ими, могла быстро принимать положение, нормальное к равнодействующей сил, действующих на нее, а именно силы притяжения земли и центробежной силы. Свободная поверхность воды вполне удовлетворяет этим требованиям, и, если бы земля состояла из ряда концентрических слоев, причем в каждом слое плотность везде была бы одинакова, то и уровенная поверхность океанов такого тела имела бы совершенно правильную математическую форму сфероида. На самом деле плотности распределены, по крайней мере в ближайшем к поверхности слое земной коры, не вполне равномерно, поэтому и свободная поверхность океанов и морей не принимает формы правильного эллипсоида вращения, а несколько отступает от нее.

Первое знакомство людей с водами океанов и морей относится, как видно из предшествовавшего очерка развития географических сведений, помещенного во введении, к очень отдаленному времени; дальние плавания совершались уже более двух тысяч лет тому назад, но отсюда до знакомства с общим характером всей земной поверхности еще было далеко. Только после «эпохи великих открытий» выяснилось, какую огромную долю земной поверхности занимает вода. Дальнейшее изучение все более и. более точно устанавливало размер соотношения поверхностей, занятых сушей и водой, и в настоящее время оно известно уже с достаточной точностью для общих соображений. Конечно, в северном полярном пространстве еще могут быть найдены довольно значительные острова, подобные открытой в 1913 г. Гидрографической экспедицией Северного Ледовитого океана Северной Земле, но такие открытия возможно ожидать только по окраинам полярного пространства, а не-в средней его части. В южном полярном пространстве главнейшие очертания Антарктического материка уже достаточно выяснены и потому могущие еще быть там сделанными новые географические открытия не в состоянии изменить сколько-нибудь значительно соотношения поверхностей, занятых сушей и водой на всем земном шаре. Суша омывается Мировым океаном.

Реки представляют собой водоемы, водная масса которых перемещается от истока к устью вследствие разницы их положения над уровнем моря, т. е. под влиянием силы тяжести. Реки, выносящие свои воды в океаны, моря или озера, называют главными, а впадающие в них — притоками. Совокупность всех рек, сбрасывающих свои воды через главную реку, составляет речную систему. Часть суши, занятая речной системой и отделенная водоразделами от других участков, образует речной бассейн, а поверхность, с которой она собирает воды, — водосборную площадь. Реки обычно текут в узких понижениях — долинах. В них различают наиболее пониженную часть — ложе, линию, соединяющую самые низкие точки долины, — тальвег, углубление в ложе — коренное русло, по которому вода течет в период между половодьями, или в межень, и пойменное русло, или пойму, — часть дна (ложа) долины, по которой вода течет в половодье. В межень обсохшее пойменное русло находится над уровнем воды, образуя пойменную террасу. Выше пойменной террасы могут располагаться в один или несколько ярусов надпойменные террасы — геологические памятники прошлых, более высоких залеганий русла реки. Линия сопряжения склона долины с прилежащей местностью получила название бровки. По поперечному течению реки выделяют ее прибрежную часть — рипаль, срединную — медиаль и участок с наибольшей скоростью течения — стрежень.