地球是我们人类的故乡，是太阳家族中一颗蔚蓝色的行星。你可能了解了一些地球的知识，但我们这里要介绍的内容是把地球作为一个普通的行星，放在行星队伍中进行比较，看看它作为天体的特征。
首先，地球是我们观察天体和认识宇宙的基地，地球的所有物理量都是我们衡量其他行星的尺子。比如，我们说水星公转周期是88天，这里所指的“天”就是以地球自转定的天。冥王星绕太阳的公转周期是248年，这里的年也是以地球公转作为计量单位的。地球的运动被当作天文计时器。
说到地球的形状，你一定很熟悉。我们每天都可以看到中央电视台播放的地球形体。要知道，我们人类能看到自己所在星球的全貌，这还是近30多年的事。在此之前，人类还处于“不识庐山真面目”的状说。现在不仅知道地球是一个球体，还精确地测出地球形体的基本数据。地球赤道半径平均为6378.139公里，极半径平均为6356.755公里。两者相差21公里，地球的扁率为1/298.257.也就是说，地球的赤道周长比两极方向的周长要长。同时，两极方向的半径也不是等长的。北极方向比正球体高出18.9米，南极方向比正球体凹进25.8米。地球的赤道也不是一个正圆，长半径比短半径长215米。长轴方向在西经35度左右。由此可见，地球的形状不是一个正圆球体，精确地说，地球的形状是一个略扁的旋转椭球体。夸大点说，地球的形状类似鸭梨。当然，恐怕凭我们眼睛是看不出来的。
地球作为类地行星的样板，它的地貌结构是很重要的特征，地壳质量只占整个地球质量的0.2%左右。大陆地壳平均厚约35公里，已发现大陆最古老的岩石年龄为38亿年，平均密度为每立方厘米2.7～2.8克。大洋的地壳平均厚度约7公里（包括海水），大洋地壳岩石年龄不超过2亿年，平均密度为每立方厘米3～3.1克。大陆占整个地球表面5.1亿平方公里表面的29%，海洋占71%，可以说，地球是富水的行星。地球表面绝大部分都被茫茫的积水（海洋、河流和湖泊）和连绵不断的植被所覆盖。这是其他行星所无法比拟的。
类地行星的大气特征是多种多样的。地球大气层有1000多公里厚，90%的大气质量都集中在距地面15公里之内。根据大气的物理性质，将地球大气从下向上分为对流层、平流层、中间层和电离层。地球大气的成分受地表生物的影响很大，氮占78%，氧占21%，还有其他少量的气体和水分。而水星所谓的大气主要受太阳风的作用，包含氢和氦的成分。金星和火星的大气成分主要是二氧化碳。
一般认为，行星上有适宜的温度、有合适的大气成分和比较丰富的水，这个行星上就很可能有生物圈存在。地球上到处是生机勃勃，气象万千。目前生存着大约150万种动物，30多万种植物，形成一个以人类为主宰的大生物圈。这是其他行星所望尘莫及的。
地球的年龄
地球和我们的关系十分密切，它不仅孕育了人类，而且构成了人类的生存环境，向人类提供了各种资源和发展文明的物质基础。热爱它的人都称地球为人类的母亲。然而，人类对于地球母亲的了解却是太少太少了，不能作出确切的答复，对于人类来说，地球究竟高寿几何却是一个谜，一个许多人感兴趣的谜。
在科学并不发达的过去，犹太学者根据《圣经》的上帝创世说，推算出地球的历史不过6000年左右。而我国古人则推测：“自开辟至于获麟（指公元前481年），凡三百二十六万七千年。”
以上的推测虽然都认为天地自形成以来经历了一段漫长的年月，但是，对地球的起源及地球的年龄的推测不超过2500万年。
1862年，英国著名物理学家汤姆森，根据地球形成时是一个炽热火球的设想，并考虑了热带岩石中的传导和地面散热的快慢，认为如果地球上没有其他热的来源，那么，地球从早期炽热状态冷却到现在这样，至少不会少于2000万年，最多不会多于4亿年。
汤姆森的推论引起了各种争论，莫衷一是。直到20世纪科学家发现了测定地球年龄的最佳方法——同位素地质测定法。科学家运用这种方法测定出岩石中某种现存放射性元素的含量，以及测出经蜕变分裂出来的元素的含量，再根据相应元素放射性蜕变关系，就可以计算出岩石的年龄。迄今，科学家找到的最古老的岩石，它有38亿岁。然而，也有人认为，38亿岁的岩石是地球冷却下来形成坚硬地壳后保存下来的，它并不等于地壳的年龄。
那么地球的年龄又是多大呢？20世纪60年代以后，人们在广泛测量和分析那些以流星形式坠落地球的陨石年龄以后，发现大多数陨石在44～46亿年。60年代末，美国阿波罗探月飞行，测取月球表面岩石的年龄也在44～46亿年。因此，在我们今天的教科书上，或一些科普读物上，都将地球的年龄定为46亿岁。
然而，对于地球46亿岁的结论还有许多争论。有人提出疑问，认为这个数据是基于地球、月球和陨石是由同一星云、同一时间演变而来的前提下，而这一前提还是一个有争议的假经历46亿年的岁月，地球依然生机盎然设。另外，认为放射性元素的蜕变率是不随时间、环境等条件的变化而变化的假设也未必正确。
也有人主张地球可能有更大的年龄值。如我国地质学家李四光，认为地球大概在60亿年前开始形成，至45亿年前才成为一个地质实体。
前苏联学者施密特根根据他的“俘获说”，从尘埃、陨石积成为地球的角度进行计算，结果获得76亿年的年龄值。
然而，众多的结论都是依靠间接证据推测出的。人们至今也未在地球上找到它本身的超过40亿年以上的岩石，因此，地球高寿几何，还有待于作更深入的研究。46亿年这个数字，只是进一步研究的起点。
地球的形状
作为圆球形体的地球被发现了。但它是怎样的球形体？当时人们还是不很清楚。有人说地球应该是个滚瓜溜圆的正球体，因为圆是最完美的形态。有人说地球应该是鸡蛋一样的长球体，两极处凸起，因为蛋是一切生命之源。而英国科学家牛顿则根据他的力学观点，断定地球是一个两极较扁、腰部凸出的球体。
牛顿的论断是由一次偶然发现引发的。1672年，法国的一位天文工作者到南美洲圭亚那（西经52.5°，北纬5°）做天文观测，发现从法国巴黎（东经2.2°，北纬48.8°）带来的一架最准确的摆钟走慢了。开始，他还以为是摆钟出了毛病，但后来，当他回到巴黎后，这架摆钟却又恢复了正常，经检查，摆钟没有任何毛病。既然不是摆钟本身的毛病，那为什么会出现这种情况呢？
牛顿认为，地球自转产生惯性离心力，越靠近赤道，则惯性离心力也就越大，地球物质便有向赤道部分移动的趋势。正像我们转动伞柄，伞就会自动张开那样。结果，地球就形成赤道部分向外凸出的椭球体。正因为地球是这样的椭球体，赤道附近的圭亚那比北纬48.8°的巴黎距离地球中心较远，这样，摆钟被带到圭亚那后，它所受的重力减小了，摆钟的摆动周期便会延长，所以摆钟就走慢了。
这种见解很有道理，但它毕竟属于思辩性的推断，不能作为一种科学定论公之于众。为了证实这种结论的正确性，后来法国科学院派出两支测量队，分别到北极圈附近的瑞典拉普兰地区和赤道附近的秘鲁地区实测子午线（即经线）弧段的长度。其结果是，北极圈附近的一度子午线弧段较赤道附近的一度子午线弧段稍长。这就证明了牛顿的见解是正确的。事实上，赤道半径较两极半径长21.5公里。
规则的椭球体，其经线圈都是椭圆，而纬线圈都是正圆。但后来发现，地球不是规则的椭球体，即它的纬线圈和赤道并非正圆。赤道直径，在东经15°到西经165°方向为长轴，在东经105°到西经75°方向为短轴。但二者相差只有430米，这和地球半径相比是微不足道的。这样，通过地心到地表就有3根不等长的轴，所以人们又称地球是三轴椭球体。现在根据人造地球卫星测得的地球形状，是它的南北两半球也不对称。北半球较为瘦长，北极略高出理想椭球体18.9米；南半球较为胖短，南极略低于理想椭球体25.8米。地球又有点像“梨形”。不过，这个差异就更小，南北极两半径仅相差40余米。
因此，总的说来，地球是一个不太规则的椭球体，它什么也不像。人们根据它独特的形状，就叫它“地球体”。
地球的大小
自从有人相信大地是个圆球，关于它的大小，便是人们渴望知道的问题了。最早测量地球大小的是古希腊天文学家埃拉特色尼。当时，他居住在现今的埃及亚历山大港附近。在亚历山大港正南方有个地方叫塞恩，即今天的阿斯旺，两地基本上在同一条子午线上。在两地之间，有一条通商大道，骆驼队来往不绝。两地的距离大约相当今天的800公里。塞恩有一口很深的枯井，夏至这一天正午，阳光可以直射井底，说明这一天正午太阳恰好在头顶上。可是同一天的正午，在亚历山大港，太阳却是偏南的。根据测量，知道阳光照射的方向和竖直木桩呈7.2°的夹角。这个夹角，就是从亚历山大港到塞恩两地间子午线弧长所对应的圆心角。埃拉特色尼根据比例关系，轻而易举地计算出了地球的周长：
地球周长：800公里=360°：7.2°
计算结果，地球周长约为40000公里，这和我们今天所知道的数值极为接近。
埃拉特色尼的方法是正确的。至今，天文大地的测量工作，也还是根据这一原理进行的。不过，精确的测量不是靠太阳，而是靠某恒星的高度和方位来进行测量和推算的。
后来，又有人重做埃拉特色尼的实验，由于仪器精度不高所测得的结果为28800公里。但当时，人们迷信仪器的测量，相信这个与实际长度误差很大的数字。所以，一直到15世纪以前，西方人一直认为地球的周长只有28800公里。哥伦布采用的也是这个较小的数值。他错误地估计，只要向西航行几千公里就可以到达亚洲的东部。如果他当时知道了地球的真实大小也许就不会做那次冒险的航行了。
在近代大地的测量中，是利用恒星来测定地球某两地间子午线弧长的。只要精确测知一段子午线弧长，便会很容易地计算出地球的周长。这同埃拉特色尼的方法基本一致。
近年来，由人造地球卫星测得的地球大小更为精确。
认识地球的基本形状和大小，在生产和科学研究上具有重大的实际意义。譬如，在大地测量中，高精度坐标系统的建立；在空间技术应用中，导弹和人造卫星飞行轨道的确定；在对地球内部结构和地球表面一些物理现象的认识，以及天体物理研究等方面，都必须掌握地球有关方面的各种精确数值方能进行。
地球的“体温”
人们常说，太阳带给我们光明和温暖。地球上的光明固然归功于太阳，但地球上的温暖却不都是由太阳那里得到的。地球和人一样，也有自己的“体温”。
我们都知道，由于阳光的照射，地表温度会随昼夜和季节而发生变化，从而使地球表面和表层受到影响。但是，在地球深处，太阳热量所产生的影响越来越小，以至消失。实验证明，太阳的照射只能影响地下十几米以内的温度，这部分地层叫做变温层。十几米以下的地层不再随昼夜和季节而变化，被称做恒温层。
那么，如果我们再往地层深处去，温度又会怎样呢？是不是还会继续保持恒温呢？
从很深的矿井和钻孔得到的资料表明，地球深处的温度是随着深度而增高的。从地壳深处冒出的温泉，水温可高达百度；而从地幔喷出的岩浆，温度则高达千度。我们把每深入地下100米，地温增加多少度，即温度随深度而增加的变化速度叫做“地温梯度”。
如果按照这个增温速度推算，地下100公里深处的温度将是3000℃，1000公里深处将是3万度，地心的温度则会高达20万度。地球如果真有这样的高温是不堪设想的。因为那样的高温条件，地球将不再是固体球，而会被汽化。多数人认为，地球内部温度最高不超过4000℃。还有人指出，地心温度必须小于8000℃，因为若超过这个温度，无论压力情况如何，地核的铁都会变成气体状态。所以，前面所列举的地温梯度的数值，只适用于一定深度。随着深度的增加，地温梯度值会不断减小。
至于地球内部的热能从何而来，对于这个问题，目前尚有争议。但一般认为可能来源于三个方面：第一，在地球形成过程中，由于尘埃和陨石物质积聚，位能（即势能）转化为热能而保存至今。第二，在地球分层过程中，由于较重元素如铁，不断渗入地心，重力位能转变为热能，而保存下来。第三，地球内部有镭、铀、钍等放射性元素，会在缓慢蜕变过程中释放热能，为地球不断补充“体温”。不管哪种意见，都认为地球靠它自身可以产生热能。
有人计算过，地球自身每年散出的热量，相当于燃烧370亿吨煤的热量，这个数字是目前世界产煤量的12倍。还有人估计，在地下10公里深的范围内蕴藏着300×1027卡热量，相当于目前世界年产煤所含热量的2000倍。
地球蕴藏着这么多的热量，如果用它发电、取暖，造福人类，岂不是天大的好事！这的确是很诱人的课题，目前很多国家已把开发地热能列入日程。
地球的里面
在这向你们讲述的是关于地球里面的事情。说得清楚一点的话，就是地球里都有些什么东西，这些东西处在一种什么状态下，它们是怎样分布的等等，即有关地球内部的结构、成分和环境等。
怎样才能了解地球内部的情况呢？最好的办法，就是钻到地球里头看一看，就像法国科幻小说作家凡尔纳写的《地心游记》那样。可惜科学幻想小说毕竟代替不了现实，到目前为止，人们还没有能力自由自在地钻到地球中心去活动。
按照目前的科学技术水平，我们采掘的矿井，最深能达到一两千米，我们的钻井一般深度也只有三五千米。为了特殊的目标打的超深钻井，最大钻探深度也不过万米左右。
可是，地球的半径有多少呢？足有6300多千米！对于6000多千米半径来说，一两千米、最多只有10千米的深度，就像我们吃苹果时，用刀子划破了的薄薄的苹果皮。苹果皮自然不能代替整个苹果，所以我们今天真的无法确切地知道地心深处到底是什么。
当然，人们也不是对地球一无所知。因为地球总是每时每刻在活动。人们运用自己已经掌握的知识，对许多来自地下深处的信息进行分析判断，可以推测出地下大概的情形。
地球上的火山活动告诉人们，地下有炽热的岩浆。人们还根据已经流到地球表面上的岩浆，把地下的岩浆分成含硅酸盐比较多的酸性岩浆和含硅酸盐比较少的碱性岩浆。但是，岩浆来源于地下并不是很深的地方，最多也不过几十到几百千米。那么再深的地下是什么呢？
科学家们又找到另一种了解地下情况的武器：地震。我们知道，一年之内地球上大震小震不断。地震时产生的地震波可以在地下传播很远，地震波在地下传播时，传播速度与地层深度有一定关系。人们发现，地球内部有两个引起地震波变化的深度，一个在地下33千米处，一个在地下2900千米处。在33千米深处，地震波传播速度突然加速；到地下2900千米深处，地震波速度突然下降。
为什么地震波传播速度会发生变化呢？原来，地震波传播速度的快慢与通过的物质状态有关。如果是在固态物质中传播，速度就慢；如果在液态物质中传播，速度就快些。据此，科学家判断，在地表33千米以内，一定是固态的物质，就是我们可以看得见的各种各样的岩石，科学家称这一层为“地壳”。由33千米到2900千米，地震波速度与在地壳内的传播速度相比明显加快。科学家推断，这里可能存在着一种近似于液态的岩浆物质，科学家称这一层为“地幔”。当地震波传到地下2900千米以下，一直到地心，又再次减慢，于是科学家推测，这一部分可能又变成固态物质，因此把它称之为“地核”。就这样，地球划分出地壳、地幔、地核3个圈层。
打个不怎么恰当的比方，地球就好比一只鸡蛋，有蛋壳、蛋清和蛋黄三部分那样。虽然谁也没有亲自到地下看到地幔和地核到底是什么模样，但是，这种判断是有充分的科学根据的，因此，得到科学界的普遍认可。
人们早就知道，地下温度较高，每往下100米，地温要增加3℃。这是指地壳部分的情况，地幔以下地温增加就要慢下来。到了6300千米的地心，地温要达到3000℃以上。不但地下的温度特别高，而且压力还特别大。有人估计，如果以地面大气压做标准，地心的压力要达到300多万个大气压。当然，这些数据都是科学家们的推测，不一定那么准确，但是，地下这是地球的横切面，显示了地球的各主要层。我们生活在十分薄的地壳上面是一个高温高压的环境大概不会有问题。
再一个问题要回答的是，地球内部都是由什么元素组成的。
今天，我们在地球上已经发现有一百零几种元素。实际上，这些元素在地球里并不是平均存在的。有的元素特别多，有的元素特别少。以地壳（地壳研究得比较清楚）为例，氧、硅、铝、铁、钙、钠、钾、镁、氢、钛这10种元素占去了地壳99%以上，其余的八九十种元素只不过占1%以下。在上面提到的10种元素中，氧的含量最多，约占地壳总量的一半。其次是硅，占地壳的四分之一强。再次是铝，占地壳的十三分之一。这3种元素占去了地壳总量的80%。
那么，地壳以下都有什么东西呢？是不是与地壳的元素分配完全相同呢？
应该承认，我们对地下的物质组成知之甚少。人们大略可以这样估计：在地幔层，氧和硅的含量会比地壳有所减少，铁与镁的成分有所增加；在地核部分，大概铁与镍有明显增加，所以有人把地核又叫做“铁镍核心”。
当然所有这些说法都没有得到进一步的证实，只停留在假说阶段。
圈层结构
地球具有圈层结构。其内部有地壳、地幔和地核；其外部有水圈、大气圈和生物圈。地球的圈层结构不是在诞生时形成的，而是在诞生之后逐渐演化而来的。
在地球之初还是“混沌一团”的时候，各种物质混杂在一起，地球并不呈现明显的圈层构造。只是后来在地球重力作用下，“轻而清者”上升，“重而浊者”下沉，经过这样长期的物质分化过程，才产生了圈层结构。
地球在漫长的形成过程中，不断吸引周围的物质，体积逐渐增大，保存热量的能力不断增强。同时，由于放射性物质、地球自身收缩，陨星的降落和地球自转速度减慢而产生的热能不断积累，温度不断升高，使地球内部物质具有越来越高的可塑性，甚至某些低熔点的物质被熔融为液态。在这种情况下，较重的物质缓慢下沉，较轻的物质缓慢上升，地球的圈层分化才成为可能。
地球的圈层分化，首先是硅酸盐（岩石物质）和铁镍的分化。论熔点，硅酸盐较高，铁镍较低。当地内温度升高到足以使铁镍熔化的时候，硅酸盐仍然处于固体状态。论密度，铁镍较高，硅酸盐较低。处于熔融状态的铁镍物质可以渗透过硅酸盐物质，流向地球深处，形成原始地核。同时，处于地球深处的硅酸盐物质，就浮到地球上部，成为原始地幔。在地球内部物质进行这种分化时，重力势能不断转化为热能，温度进一步升高，这又加速了地球内部的物质分化。
其次是原始地幔分化成为现代的地壳和地幔。随着地球温度的继续增高，原始地幔的可塑性不断增大，其中含铁和镁较多的硅酸盐由于密度较大，遂形成现在的地幔，它们是一种橄榄岩型的物质。而含硅铝和硅镁较多的硅酸盐由于密度较小，浮于地幔之上形成现在的地壳。
同时，地球内部的每一个层次又都有进一步的分化。原始地核分化为内核和外核；地幔分化为下地幔和上地幔；地壳分化为较重的硅镁层（又叫玄武岩层）和较轻的硅铝层（又叫花岗岩层）。
地层的这种分布很有意思。较轻的地层总是浮在较重的地层之上，只是这种分布并不均匀，特别是迄今人们所熟悉的地球的上层结构。我们知道，浮在地幔之上的地壳，各处的厚度是不一样的。其规律是，厚度越大，浮得就越高；厚度越小，浮得就越低。这种现象，有如厚度不同的木块浮在水中的情形。厚度较大的木块，浮出水面的部分就较高，同时，没在水中的部分也较深。在地质学上，把岩层的这种保持平衡的趋势叫做“地壳的均衡作用”。事实上也的确如此，洋底处地壳最薄，有的地方只有几公里厚；陆地高原处地壳最厚，有的地方厚达60余公里。
但是，地壳的均衡作用过程并不像浮在水中的木块那样简单。科学家通过测量地表各点的重力发现，地壳块体还没有完全达到平衡状态。正是由于这个缘故，所以现代地球的有些地方还不稳定，还受到某些力量的推动作用而产生运动，如火山、地震的发生。因此，我们有理由断定，今天的地球内部分化过程并没有完结，仍然是相当活跃的。
大陆漂移学说和板块学说
人们常用“坚如磐石”、“稳如泰山”来形容坚定和平稳。但事实上，岩石并不是坚不可摧的，在风吹、日晒、雨淋等外力作用下，它们也会慢慢变成碎屑。泰山也并不稳，近100万年以来，泰山不断运动，大约升高了500米左右。地球就是在这样的外力和内力的联合作用下，一直发生着沧桑巨变。
地壳有着缓慢的升降运动，举世闻名的珠穆朗玛峰，在几千万年前曾是鱼虫游弋的洋底。人们在那里发现，有的岩石有海相沉积，同时还发现了古老的鱼龙化石。而在意大利波河入海口一带的海水下面，人们又找到了早已被淹没的古代道路。
火山爆发和地震的不断发生，更说明地球内部的活动一直在进行着。1943年的一天，墨西哥的一块玉米地里突然出现一个裂口，并从中不断喷出火焰和岩浆，一个星期以后，便堆积成一座百米高的小山包。此后，这个小山包不断增高，直到1946年，终于形成现在著名的海拔2700米的帕里库廷火山。显然，地球内部的运动改变着岩层的面貌。如果你有机会去深山旅行，不妨仔细观察一下岩层的构造，本来应该是水平的沉积岩层，常常变得七扭八歪，这便是地球内部运动造成的后果。
苍茫大地，谁主沉浮？至今，这仍然是个有争议的问题。目前多数人认为大地的水平运动是主要的，它和地幔物质运动有关。也就是说，是地幔物质的运动造成了地球表面形状的变化。
随着人们对洋底地貌研究的深入，有越来越多的证据表明，大约在两亿年前，大西洋还不曾存在，美洲与欧洲、非洲大陆的确是连在一起的。而且，南极大陆、澳洲大陆、印度半岛和非洲大陆，也曾身为一体。例如，若把南美洲大陆向东推移，使之与非洲大陆相嵌合，在它们嵌合处的岩系和矿床可以相当准确地对得上口。后来，对古地磁、古生物和洋底结构的研究，也都为大陆漂移提供了证据。于是，人们才又想起曾经被遗忘了的大陆漂移说。不过，这次它是以板块构造的新姿态出现的。
板块构造理论认为，整个地壳是由若干坚实的板块构成的。这些板块浮在地幔的软流层上。由于软流层的温度和密度不均衡，会产生缓慢的对流运动，大约每年流动1厘米至几厘米，所以浮在它上面的地壳板块，就会像坐在传送带上那样缓慢地漂移。在地幔软流层物质上升的地带，岩浆不断涌出，形成新的地壳，这便迫使原来的地壳张裂开来，并被推向远方，这就是所谓的海底扩张。如果这个地带正好是一块大陆，那么这块大陆就会被撕裂，中间的裂缝越张越宽，以至形成新的大洋。如今的大西洋就是这样形成的。并且，在地幔物质对流上升的地带，往往形成洋脊，如纵贯大西洋的洋脊就是这样产生过去2.5亿年间各个大陆变化图示的。
运动着的板块还会发生碰撞。如果是较硬的洋底板块同较软的大陆板块相撞，洋底岩石层便会斜插到大陆岩石层下面，并在那里形成海沟；而紧靠大陆的岩石层则会凸起，形成岛弧或海岩山脉。如果是两块大陆板块相撞，在它们相对峙的地带就会发生隆起，形成高山，如喜马拉雅山脉就是印度大陆块同亚洲大陆块相碰撞挤压的结果。
大气圈
在地壳外面的广阔空间，是地球的大气圈，人们常称它是地球的外衣。谁都知道，作为地球环境要素之一的大气，是各种生命不可须臾缺少的东西。但你可曾知道，如今的大气，早已不是原来的大气了，而是至少经过两次“更新”之后的第三代大气。
现在笼罩着地球的大气，其厚度可在3000公里左右，通常称之为大气层或大气圈。它的总质量并不大，仅相当于地壳总质量的0.05%。大气圈在结构上，自下而上依次可分为对流层、平流层、中间层、热层和外层。从成分上说，大气是一种混合物，其组成相当简单。它由不同成分的、具有不同的性质和功能的物质以适当比例相配备，为有机世界的生存和发展提供了有利的条件。现代靠近海平面的干洁空气的组成是：
成分氮氧氩二氧
化碳其他含量%按体积78.0820.940.930.03微量按质量75.5223.151.280.05微量可是，地球的早期大气却完全不是这样的。
地球脱胎于星云，而星云的主要成分是氢和氦。可想而知，地球的第一代大气是以氢和氦为主。不过，地球在形成之初，由于其体积还很小，没有足够的重力把这些气体挽留在自己周围。因此，最初的地球无法拥有大量的气体，有如现在的月球或小行星那样。后来，随着地球不断吸引和兼并它周围的固体颗粒，体积和质量不断增大，地球的引力也不断增大，并可以把原始的气体吸引在自己周围，便形成了以氢、氦为主的第一代大气。由于这些大气分子很轻，在阳光照射下异常活跃，很容易逃逸出地球。
随着地球的进一步增长，以及地球内部温度的升高，在地球内部圈层分化的同时，从地球的内部不断有气体产生出来，这就是地球的第二代大气。其主要成分可能是水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）和氨（NH3），此时还没有动植物呼吸所必需的游离氧。第二代大气产生于火山，喷发或从地球物质中渗出，人们根据当今火山喷发产生的气体和某些陨石上所发现的气体成分证实了这一点。
至于第二代大气是怎样演化成现代大气的，这个过程比较复杂，但在演化过程中起关键作用的是绿色植物。因为绿色植物通过光合作用能够吸收二氧化碳，释放出游离氧，从而把还原大气变成氧化大气，使第二代大气的成分发生重要变化。
大气层是地球表层最外的一圈，其密度由地表向太空逐渐变小在距今30亿年以前，地球上出现了原始的低等植物蓝绿藻。这是地球大气由还原大气变成氧化大气的关键性事件。在距今6亿年以前，绿色植物在海洋中得到大量繁殖与发展，并占据优势。在距今4亿年以前，绿色植物开始在陆地上出现。这样，使得大气中的游离氧不断增多，同时还原大气的氧化过程被加速。在氧化过程中，一氧化碳逐渐转变成为二氧化碳；甲烷逐渐成为二氧化碳和水；氨逐渐转变成为水汽和氮。很明显，这时的大气还不是氧化大气，而是以二氧化碳逐渐占据优势的大气。只是由于绿色植物光合作用的持续作用，大气中的二氧化碳才得以日益减少，而游离氧日益增多。有人估计，当大气中游离氧达到现代大气氧的1%的时候，就可能出现有效的臭氧层。它对太阳紫外线起屏障作用，可保护地球上生命免遭紫外线伤害。游离氧是生物发展的产物，反过来它又促进生物界的发展。
大气中氮气的增多，除了与游离氧有关，还取决于生物的发展。生物在其生存期间，需吸收环境中含氮化合物，在体内合成蛋白质等复杂的有机物。当动植物及其排泄物腐烂时，蛋白质一部分转变为氨和铵盐，另一部分直接转变为氮；氨在游离氧的作用下又释放出氮。由于氮的化学性质不活泼，在常温下不与其他元素结合，所以它在大气中会越积越多，终于成为大气的主要成分。
总之，在绿色植物的光合作用下，由于二氧化碳不断减少和氧、氮的不断积累，终于使得地球的第二代大气演化成现代的第三代大气。
水圈的由来
在地球上，很少有什么物质会像水那样变化多端，分布广泛。上至高层大气，下至地壳深处，几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界大洋，陆地上的江河湖沼，以及埋藏于地表下面的地下水等，它们互相连通，共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中，海水约占97%，其余3%存在于冰川、江河、湖沼、地下和大气中。如果我们把地表看做是很平坦的，将地球水均匀覆盖其上，那么全球将成为一个平均水深2745米的水球。
然而，地球上的水并不是从来就有的，而是地球发展的产物。
最初，绝大部分水是以结晶水的形式，存在于地球的岩石之中的。目前江河湖海中的水，从根本上讲，是来自地球内部，来自地下的岩石。但它们的直接来源，还是靠大气降水集聚而成的。随着地球内部温度的升高，存在于岩石之中的结晶水会析出形成水汽。这些水汽主要是通过火山活动跑出地表，进入大气，再遇冷凝结成水滴降落在地面，形成最初的水圈。
海洋水是水圈的主体。原始的海洋水是较少的，而且水质也与现在大不相同。尝过海水的人都知道，它的味道又咸又苦。其咸味主要来源于氯化钠（NaCl），苦味主要来源于氯化镁（MgCl2）。海水由淡变咸主要有两方面的原因：其一是海底火山喷发时，把大量盐分直接带给海水；其二是同陆地水注入有关，这是海洋水变咸的主要原因。俗话说，水流千遭归大海，河流的最后归宿是大海，而河水总是溶解有一定的盐分。海水的惟一散失是蒸发，而蒸发出去的水总是纯净的淡水。这样，海洋中的盐分越聚越多，便逐渐变成现在这样含盐量高达35‰了。
生气勃勃的生物圈
在地球发展的最初阶段，地球上本没有任何生命现象。由于地球本身的特有性质和它在太阳系中得天独厚的位置，决定了地球上物质的进一步演化。地球上自从有了原始的地壳、大气圈和水圈，生命便合乎规律地出现和发展了。
现在多数人认为，生命是由无生命的物质转化来的。这种转化，需要有一定的物质条件，即必须具备甲烷、氨、水汽和氢等，而这些物质在原始大气中是大量存在的。实现这种转化，还需有一定的能量，而来自太阳的紫外线、大气中的电击雷鸣和地下的火山熔岩等都是重要的能源。所以，在原始地球上，实现从无生命到有生命物质的这种转化，便具备了可能性。
这种转化的过程多半是有机分子及简单有机物的产生，然而再由简单的有机物转化为有生命的物质。其中原始的海洋是重要的一环。大气和地表上的有机物随着降水和地面径流汇集到海洋，并在海洋一定部位浓集。这样，它们有更多的机会相互接触，结合成更为复杂的有机分子，甚至成为能自行与周围环境进行物质交换的独立体系；再通过不断进化，这些独立体系开始进行最原始的新陈代谢和自我繁殖，这才发展成生命物质，人们叫它非细胞生命。这个过程大概发生在距今35亿年以前。这是从无生命到有生命的一次飞跃。不过，正是因为生命的形成是一个极为漫长的过程，人们要想在实验室里获得有生命的分子，目前尚不可能实现。
原始生命之所以在水中形成，也在水中发展，是因为那时的大气中还缺少游离氧，高空还没有形成可以抵御太阳紫外线的臭氧层，原始生命只有从水中获得氧和靠水的保护才能生存和发展。在陆地还未具备生命生存条件之前，原始生命一直生活在海洋里。它们在海洋里渡过了十分漫长的岁月，直到距今6亿年前，绿色植物在海洋里大量繁殖，成为海洋生物的主要成员之时，陆地仍然是一片荒漠，找不到任何生命的踪迹。
地球表层由大气圈的下部、岩石圈的上部和水圈、生物圈共同组成。人类就生活在这个生命活动活跃、自然景观十分壮观的大千世界绿色植物的出现为其登陆创造了条件。因为绿色植物在光合作用中所产生的游离氧不断积累，最终导致高空臭氧层的形成。它能有效地吸收紫外线，保护地面上的生物免遭伤害。于是，在距今4亿年前，绿色植物开始从海洋发展到陆地。首先登陆的是陆地孢子植物，此后，依次出现了裸子植物和被子植物。动物也开始登陆和发展，依次出现了两栖动物、爬行动物和哺乳动物。
地球上的生命从无到有，从简单到复杂，从低级到高级，一步步进化发展，至今已有数百万种动植物。它们占领了海洋、陆地、地壳的浅层和大气的下层，构成地球上所特有的一个圈层——生物圈。地球上的生命依靠地壳、大气和水才得以生存和发展；反过来，生命又参与对地壳、大气圈和水圈的改造，促使其演化和发展。可以说，由于生命和生物圈的出现，地球圈层之间的联系和接触越来越密切了。
至此，我们可以看到，地球岩石圈的顶层、大气圈的底层以及水圈和生物圈的全部，是地球外部各圈层密切接触和有机联系的地带，各圈层在这里相互作用，相互渗透，构成一个完整的物质体系。对于人类社会来说，它就是我们周围的自然界，即自然地理环境。
还要特别指出的是，到了后来，地球在它自身演化的同时，还要受到人类活动的影响，接受人类有意识的改造。所谓改造地球，就是合理地利用各个圈层的自然资源，有目的地改变各个圈层的状况和它们之间的关系，使之朝着有益于人类的方向发展。
地壳移动的“起点站”
大陆漂移说沉寂了三四十年，直到20世纪五六十年代，当古地磁学研究得到广泛开展，所取得的成果又一时无法得到合理的解释的时候，人们才逐渐认识到，30多年前的魏格纳的假说，为他们说明今天的发现提供了一个强有力的武器。
我们都知道，地球是个大磁体。它有南磁极、北磁极，有一个十分庞大的磁场。近代科学研究证实，在地球磁场的作用下，地球上的岩石也有微弱的磁性，而且，和所有的磁铁一样，指示出地球磁极的方向。
科学家研究还发现，岩石不但具有现代磁性，还有更微弱的古代（即岩石生成时代）磁性，简称古地磁。而且，古地磁也有自己的磁场强度与磁场方向。更令人不解的是，古地磁与现代磁性根本不是一码事，不但数值差别很大，有时甚至与今天的磁场方向完全相反。
这个现象说明了某一个地质时期，地球磁场发生过方向倒转的现象。说得明白一点，就是原来的北极变成了南极，南极变成了北极，而且每隔若干年就要倒转一次。这是地球科学发展中一个划时代的发现。随着研究的进一步深化，科学家们最后竟把最近400万年以来，地球磁极极向序列图谱建立起来。打开那张地球磁极序列图谱，我们可以看到，在最近400万年间，曾经发生过17次地球磁极倒转事件，持续时间最长可达近50万年，最短的只有3万年。
第二次世界大战后，科学家把古地磁研究引进海底岩石的测定。这时，又一个有趣现象出现了：当人们载着地磁仪，做横穿大西洋的航行测量时，从记录纸上看见，以大洋中央山脉（后来，科学家们称之为“大洋中脊”）为轴线，东西两侧的岩石古地磁极极向序列呈非常规则的对称性。
大洋中脊，是世界上最长、最宽，也是最为宏伟的山系，它的总长度约63000千米，广泛分布在世界所有的大洋中。在对大洋中脊进行调查的过程中，人们发现，中脊的中央部位是一条深深的海谷，海谷中的岩石年代最新，离中脊越远，岩石的年代越古老。在大洋底部，即使最古老的岩石，也没有超过1.3亿年的。其他大洋也找到类似的情况。
法国科学家、海洋探险家勒皮雄对海底扩张学说做了重要贡献。他给地壳划出8个板块。20世纪70年代，为研究板块移动的奥秘，他曾经乘坐单人深潜器，下潜到大西洋数千米以下的大洋中脊的峡谷里。他亲眼观察到那里的地壳正在裂开，裂缝中，炽热的岩浆无时无刻不在流淌着，那里还有一些10米多高的奇怪的“烟囱”，从烟囱里正在向外流出黑色的含有硫等矿物质的液体。
根据上述事实，科学家们猜测，大洋中脊一定是新地壳产生的地方，也是地壳移动的“起点站”。从这里出发，大洋地壳裂开并向两侧移动。在裂开的同时，地下岩浆涌出，填充在中脊裂谷底部。在新地壳形成的过程中，不断地受到磁场转向的影响，于是便产生了上面我们提到的与大洋中脊相对称的古地磁序列。离中脊越远，岩石年龄自然要老一些。人们把上述看法，称之为“海底扩张学说”。
当然，海底地壳的移动并不是一直持续下去。当地壳在移动中到达大陆边缘时，洋底地壳便向下俯冲，深入地球的内部，于是就形成了深深的海沟。大洋地壳的移动也带动大陆移动。如果两个大陆地壳发生碰撞，彼此相互挤压，就会形成高大的山脉。板块学说认为，世界陆地上几乎所有的庞大山系都是这样形成的。
科学家们研究发现，地球上的地壳可以划分成一些大的块体，称之为“板块”。有所谓的六大板块，或八大板块等。这些板块彼此做相对的、缓慢的运动，它们之间彼此分离、衔接、碰撞、俯冲，最后形成今天地球的海陆分布大势。以上所介绍的，称之为“板块学说”。
从大陆漂移到海底扩张，再到板块学说，这是本世纪以来地球科学一个最重要的研究成果，也可以说是人类认识历史上的一次飞跃。
如此说来，魏格纳的大陆漂移说已经尽善尽美，无可指责了？完全不是。毕竟我们生活的地球实在太大了，而我们对它的研究还远远不够。除了我们下面要专门谈到的板块移动的原动力没有解决以外，下面还列举一些令世界所有的地球科学工作者们头疼的问题：
我们知道，板块学说是从海底研究开始的，所以对有关海底本身的问题研究得比较细致，而对于大陆地壳却缺少深入研究。面对大陆板块更悠久的历史和更为错综复杂的结构，板块学说就显得苍白无力，无从下手。板块学说只能解释中生代以来的板块移动，而大陆上的地壳有的年代十分久远，给我们留下复杂多样的岩层。对于地球形成几十亿年以来的地壳变动过程，板块学说还不能给以满意的答复。
板块学说注意板块形成的发源地——大洋中脊以及各大板块之间的接触带研究，并给予比较科学的、令人信服的解释，可是大陆内部依然存在着许多地壳运动，是一个十分活跃的地区，而对于这些地区的各种地质现象，板块学说显然没有什么有力解说。
即使研究得比较充分的洋底也有一些令人棘手的问题，比如板块俯冲角度，有的平缓，有的几近垂直；大洋中脊上转换断层（出现在大洋中脊两侧的互相错动的断层）产生的原因等等，都叫人迷惑不解。
地球“七巧板”
地球表面的岩石圈是由无数个板块组合而成的。
“板块”作为地球科学的一个重要术语，是加拿大著名学者J·T·威尔逊提出来的。威尔逊并未受过严格的地质学或者地球物理学训练，而是一个物理学家。可是，这位“外行”（请注意，大陆漂移说的创始人魏格纳也不是地质学或地球物理学出身，而是一个气象学家）在观察和研究地壳和它的运动时，却有其独到之处。他研究大洋中的转换断层时发现，地球表面存在着一个彼此连接、绵延数万千米的活动带网络。它的存在将地球表面岩石圈划分为若干个大小不一的刚性地壳块体。威尔逊把这些刚性板块形象地称做“地球盖板”。
威尔逊注意到，由于地球表面是个曲面，因而地球盖板或者叫板块是弯曲的，而且块头都大得惊人。单个地球盖板的面积常常达数万到数百万平方千米以上。但板块的厚度却很小，尽管也在几十千米到200千米之间，但相对于板块横向尺寸以及6370千米的地球半径来说，仍然是很薄的一层，所以称之为“板块”是十分形象，也十分恰当的。
由“板块”发展成所谓的“板块构造”，是指地球表面岩石圈板块破裂成若干块体，彼此之间相互作用、相互推移形成的构造。
我们生活的地球表面，犹如一个由大小形状不等的板块镶嵌起来的巨大无比、色彩斑斓的球形“七巧板”！
那么，我们的地球上有多少板块呢？
回答这个问题实在不容易。一位名叫勒皮雄的法国人早在20多年前给了我们一个粗线条的答案：6个。即太平洋板块、亚欧板块、非洲板块、美洲板块、印澳（度）板块与南极板块。后来，人们觉得勒皮雄的划分过于粗糙，就把美洲板块细分成北美板块与南美板块，把印澳板块细分成印度板块与澳洲板块。这样地球的板块就由最初的6个增加到8个。
八大板块还不能全面地概括板块构造的全部内容。于是又有人增加了14个更小一点的板块，它们是阿拉伯板块、婆罗洲板块、加勒比板块、加罗林板块、科科斯板块、印度支那板块、戈达板块、华北板块、纳兹卡板块、鄂霍库次克板块、菲律宾板块、斯科索板块、索马里板块与扬子板块等。但地球表面这么大，所生成的板块何止这几个或者20几个！随着科学研究的深入，一定还会找到更多的板块。
在地球表面寻找板块的关键，在于找到板块与板块之间的边界线。
大洋底的板块边界比较容易识别。遍布在大洋底部的大洋中脊是两个板块彼此互相分离的地方。海沟是一个板块俯冲到另一个板块下部的地方。近三四十年来，人们对于大洋地壳研究有了长足的进步，这些地方几乎毫无例外地都是两个板块的边界。
确定大陆上的板块边界遇到不少困难。其中最明显的例子是，印度板块与亚欧板块的边界。过去学术界一直认为两大板块的边界在喜马拉雅山一线，那条平均海拔高达6000多米的世界最年轻的山脉，就是两大板块相互碰撞挤压形成的。经过长期对青藏高原的研究，中国科学工作者发现，虽然喜马拉雅山是印度板块与亚欧板块相互作用的结果，可是，印度板块与亚欧板块的边界线并不在喜马拉雅山，而是在该山以北中国境内的雅鲁藏布江。当然得出这个结论是有大量科学证据为后盾的。
一些超大型板块的范围可能是陆地，也可能是海洋，还有既包括陆地，也包括海洋的板块，这也增加了板块边界确定的困难。比如，太平洋板块与北美板块的分界线在北美大陆西部临海的一条断裂线——圣安德烈斯断层上，也就是说，太平洋板块除了包括太平洋以外，还包括北美洲西海岸圣安德烈斯断层以西的一条狭长陆地与加利福尼亚半岛。
另外，南美板块既包括南美大陆，也包括大西洋中脊南部以西的大西洋部分；北美洲板块既包括北美大陆，还包括大西洋中脊的北部的以东部分，另外，科学家们指出，亚洲西伯利亚最东端和楚科奇半岛也是北美板块的一部分。
据中国科学家们研究，华北板块与扬子板块是世界学术界公认的两大板块，它们的边界线在中国安徽大别山一线，扬子板块从南向北缓慢移动，已经深深地插入华北板块之下。
上面我们说到的北美西海岸附近的圣安德烈斯断层，是一种比较独特的板块边界。它既不像大洋中脊那样，两侧地壳彼此分离，也不像雅鲁藏布江那样，是两大板块相互碰撞的结果。两大板块在这条大致呈直线型的断层线上左右平行错动，或者叫滑动。这种断层的滑动结果，常常给当地带来破坏力极强的接二连三的地震。
总之，确定地球板块范围与分布一直是地球科学家和地质学家们十分注意的课题，也取得了许多科学成果。因为科学家知道，只有弄清这些板块的位置与它们之间的相互关系，才能最后解决地壳活动的种种难题。但是，这个工作从20世纪60年代以后才逐渐开展起来，中国科学家们的工作还要晚一些，所以最后弄清地球板块全貌还有待时日。
陆地板块相撞，“撞”出了高高的喜玛拉雅山地球运动
你是否想过，一天中为什么会有白昼、黑夜；一年里为什么会有春、夏、秋、冬？其实这是地球运动的结果。地球的运动形式主要有自转、公转和进动三种形式。
地球的自转好像是绕着一根假设的自转轴进行的。地球绕太阳公转，轨道平面与赤道平面之间有着一个23°20′的夹角，所以地球是斜着身子自转的。地球的自转方向是自西向东的。于是造成了太阳、月亮和星星的东升西落的现象。地球自转时向着太阳的半个球面称为昼半球；背着太阳的半个球称为夜半球。这就是地球自转产生的昼夜交替现象。
地球在自转的同时，它还以每秒30千米的速度并以一年为一周期地围着太阳旋转，这就是地球的公转运动。地球公转的轨道是一个近乎圆的椭圆。在公转的过程中，太阳有的时候直射在北半球，有时就直射在南半球，有时直射在赤道上。这样，地球在绕太阳公转过程中引起的正午太阳高度和昼夜长短的周期变化也就产生了春夏秋冬四季更迭的现象。
地球还存在着一种不为人们直接感知的运动形式，这就好像陀螺在作旋转运动的同时，又作圆锥运动，这就叫进动，地球的进动方向和自转方向相反，它的周期大约为25800年。
地球的重量
我国历史上有过曹冲称象的故事，这已是家喻户晓了。聪明的曹冲用巧妙的方法称出了大象的重量。
可是要说“称”出地球的重量，这怎么“称”呢？这么大的地球不能设想有谁或者什么器械能把地球放到秤上去称一称，而且世界上也没有能容得下地球的秤呀！
早在200多年前，英国物理学家亨利·卡文迪许就已经称过地球了。他没有用秤，而是根据牛顿的万有引力定律计算出来的。根据这个定律，宇宙中包括地球在内各星球之间都有引力互相作用。重量越重距离越近引力就越大，相反，重量轻的，引力就越小。
他制造了一个形状像哑铃一样的装置，并把它悬挂在细丝上，然后在“哑铃”的两端相隔一定距离，各放一个已知重量的大球，测量它们之间的吸引力，计算出引力常数、求出地球的平均密度为5.5克/（厘米）3.
然后根据地球圆周长、直径等参数计算出地球的体积为10830亿立方千米，密度和体积的乘积便是地球的重量，计算结果是66万亿亿吨，这就是著名的“扭称试验”。
科学家通过现代精密仪器，更科学地计算了地球的重量，结果是59.8万亿亿吨，比“扭称试验”少了6.2万亿亿吨。
地球的南北极
南极和北极，是假想的地球自转轴与地球表面相交的两个点，它们是地球上的两个端点。在南半球的叫南极，在北半球的叫北极。
南北两极是地球上所有经线辐合汇集的地方。从南极或北极到赤道间的经线距离是相等的。由于地球围绕着自转轴旋转，所以两极是地球表面上惟一的两个不动点。然而，人们通过长期的观测发现，地球上的这两个极点并非一直不动，而是在不断地缓慢地移动着。地极的这种移动，被称为“极移”。极移与大地震可能有关系。原因是极移会引起地球内部大规模的物质迁移，而这种物质迁移可能是大地震的诱因。
在两极地区，太阳终年斜射，经常出现“极昼”和“极夜”现象，“极昼”即整天24小时都能见到太阳，“极夜”则是全天24小时见不到太阳。在两极地区，通常是半年为白天，半年为黑夜。尽管有半年时间是白天，但能够达到两极地区增加热量的光线却很少。所以两极地区仍然是一年到头冰天雪地。据有的科学家估计，南极的某些地方，可能存在-90到-100℃的极端低温。在这样寒冷的环境中，没有一棵树一株草能够天然生存。然而，令人奇怪的是，大批的企鹅却能愉快地生活在那里。
构成地壳的基本物质
岩石是地球发展的产物，是由各种地质作用造成的，经受的作用不同，强度不同，产生的岩石类型也就不同。各自表现出不同的特性。地壳最初是由岩浆岩组成的，以后受流水、风、海浪、冰川等外营力的侵蚀、搬运堆积，形成沉积岩。同时，这些已生成的岩石在内力作用下发生变形和变质，形成变质岩。所以组成地壳的岩石类型有：岩浆岩、沉积岩和变质岩三大类。
不同运动形式形成的三大类岩石，各有不同的特性，如岩浆岩是地壳深处高温（超过1100℃）高压（2000个大气压）下的复杂的硅酸盐熔融体，主要化学成分为SIO2、Al2O2、Fe3O3、FeO、CaO、MgO、NaO2、K2O等八种其构造为块状结晶。主要分全晶质粒状结构、半晶质结构、玻璃质结构。
沉积岩就是各类岩石经风化、搬运、沉积和成岩作用而形成的岩石。其特征为碎屑层理构造。变质岩的结构一般分为变晶结构。各类岩石又由于经受的作用程度、环境的变化和物质成分的不同，可形成许多特征不同的岩石。
岩石是地壳运动的物质基础，也是自然界相互作用、相互影响的结果，它是生物生长、形成土壤的基础。它是由一种或多种矿物组成的集合体。矿物是地壳中化学元素在各种地质作用中所形成的单质和化合物。其中由一种矿物构成的叫单矿岩，由几种矿物集合而成的叫复矿岩。
地质年代
地球从形成、演化发展46亿年来，留下了一部内容丰富的大自然的巨大史册，这就是各时代的地层。地质年代的划分是研究地球演化、了解各处地层所经历的时间和变化的前提。1881年，国际地质学会正式通过了至今通用的地层划分表，以后又不断进行修订、完善，形成了一张系统完整的地质年代表。
地质学家常用放射性同位素测定法和古生物学两种方法来划分不同地质年代的地层。用放射性同位素测定的地层或岩石的年代，是地层或岩石的真实年龄，称为绝对地质年代；用古生物学方法测定的年代，只反映地层的早晚顺序和先后阶段，不说明具体时间，称为相对地质年代。把两种方法结合起来，就能更准确地反映地壳的演变历史。
地质学家把地层分为六个阶段：即远太古代、太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。其中远太古代、太古代和元古代为地球的发展初期阶段，距今时间最远，经历时间也最长，当时的生物仅处于发生和孕育时期。进入古生代时，海洋里的生物已经相当多了，无论是植物还是动物都开始由低级向高级阶段进化。到了中生代和新生代，像恐龙、始祖鸟、鱼龙、古象等大型动物相继出现，地球生物界出现了空前的繁荣。
为了深入揭示各地质年代中地层和生物的特征，地质学家又在“代”的下面划分出许多次一级的地质时代。如古生代自老到新可分为六个纪：寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪。中生代分为：三叠纪、侏罗纪和白垩纪。新生代分为：第三纪和第四纪。这些“纪”的名称听起来很古怪，但都各有各的来历。例如，在英国的威尔士地区，古时候曾居住过两个名叫“奥陶”和“志留”的民族，于是地质学家便把在这儿发现的两套标准地层称为“奥陶纪”和“志留纪”地层。又如，在德国和瑞士交界处的侏罗山里发现了另一种标准地层，就取名为“侏罗纪”地层。而“石炭纪”和“白垩纪”，则表明地层中含有丰富的煤层和白垩土，等等。
火山是由地球内部高温岩浆喷出地表堆积而成的高地。典型的火山表现为锥形山丘，顶部常有漏斗状的火山口，火山口下有一个与地下深处熔融岩浆相连的火山通道（又称“火山喉管”）。火山可分为活火山、死火山和休眠火山三类。在人类历史期间经常或周期性喷发的称“活火山”，如维苏威火山；在人类历史中没有喷发过的称“死火山”，如我国大同火山群；有可能再度复活的死火山，称“休眠火山”。地球上火山集中分布以下三个带：环太平洋带、地中海——印尼带及洋脊、裂谷带。我国已发现600多座火山，大部分属于死火山。
根据十几年来火山科学家的研究，预报工作可以从以下几方面入手。
地形变化。由于火山爆发前，地下岩浆在活动，产生地应力，使地面起伏有所改变。例塔尔火山是一座活火山，火山口附近时常热气腾腾如阿拉斯加卡特迈火山于1912年爆发前，其周围，甚至远距十几公里以外，突然出现许多地裂缝，从那里冒出气体，喷出灰沙。1987年吉提阿法尔三角区的阿尔杜科巴火山爆发前，突然出现高达百米突起。1979年圣海伦斯灿烂发前，在其北坡出现一个圆丘。到1980年，圆丘的高度迅速增长，最快时，每天增高45厘米，终于在当年5月18日就从这个圆丘突破，发生大爆发，但在冰岛克拉夫拉火山于1980年10月爆发前，地面却发生沉降，也与岩浆运移有关。
火山上的冰雪融化。许多高大的火山常年处于雪线以上，爆发前由于岩浆活动、地温升高，火山上的冰雪融化预示将要爆发。如圣海伦斯、科托帐克希、鲁伊斯等火山均有此现象，融化的雪水甚至造成泥石流或山洪暴发。
动物异常。和地震的情况相似，有些动物会表现出烦躁不安的神态。
火山发出隆隆的响声。由于岩浆和气体膨胀，尚未冲出火山口时的响声，预告喷发即将来临。
地震仪器监测。火山爆发前常有微震，设置在那里的地震仪能监测到。一般在活动火山的周围均设有地震站，如圣海伦斯火山周围有13个，夏威夷基拉韦亚火山在1980年5月大爆发前曾监测到每天3级地震达30次之多，苏弗里埃尔火山在1978年4月大爆发前，可感地震每小时达15次。
地貌的形成
地球表面的形态多种多样，有峰峦高耸的山地，极目千里的平原，周高中低的盆地，低矮坡缓的丘陵，还有高亢辽阔的高原等等。在自然地理学中，我们把地球表面的形态也就是地形，叫做地貌。当你徜徉于山水之间，为雄伟壮丽或是青秀旖旎的风光所陶醉时，也一定非常想知道大自然是如何塑造出如此千姿百态的地表形态来的吧？好，就让我们一起来看看地貌是怎样形成的。
原来，地表形态虽然复杂多样，但是，它们都是在内外力的相互作用下形成的。内力是指来自于地球内部的能量所产生的作用力，地壳在内力的作用下会上升或下降，还会水平移动，或是发生褶皱和断裂。地震、火山喷发和岩浆活动也都是内力的表现。外力则是指地表受到大气、水的运动以及生物作用产生的力，比如河流、湖泊、地下水、冰川、风还有波浪等，都会改变地表的形态。
内力和外力是两个针锋相对的作用力。如果内力作用占优势，就会在地表形成广阔的陆地和海洋以及高耸的山地和凹陷的盆地，使得地面起伏不平。换句话说，内力是在大刀阔斧地改造着地貌。而外力，则像一个极有耐心的工匠，不断地通过风吹、日晒、雨淋等等方式精心地雕刻地貌：先是使岩石层发生崩裂和分解，形成碎屑；再通过流水、冰川、波浪、风等作用对地表冲刷侵蚀；然后把这些破坏了的物质从高处带到低处或是海洋中堆积起来；最后使高山夷为平地，把低洼的地方填起来。这些就是外力作用的四种主要方式：风化、侵蚀、搬运和堆积作用。它们相互配合，共同作用，塑造出了各种各样的地貌。
在不同的地方，外力的表现形式是不同的。在寒冷的南北两极地区，发育着大面积的冰川，不要小看了这些雪白晶莹的冰雪，它们有着非常强大的侵蚀能力，能形成独具特色的冰川地貌。闻名于世的挪威的许多深邃美丽、雄奇陡峭的峡湾，就是冰川的杰作。而在温暖湿润的地区，流水则是最主要的“工程师”。地面上的河流能在高山中刻出深深的峡谷，飞流急泄，转眼间又变成瀑布跃下深潭；到了平原地区，它偶尔还会涌出河堤，洪水泛滥，留下厚厚的淤泥；最后汇入茫茫大海。地下水也不甘示弱，雕刻出了各种各样千奇百怪、琳琅满目的岩溶洞穴，被称为岩溶地貌。而在干燥荒凉的荒漠地区，风成了魔力无穷的“魔术师”。它可以把沙丘堆成各种各样的形态，还会在岩石上盘旋打磨，形成酷似城堡的残丘。新疆地区的一些“鬼城”指的就是这些风蚀城堡。
另外，地表的组成物质对于地表形态的形成也很重要。比如坚硬的岩石，抗侵蚀能力比较强，常构成山岭和崖壁；而硬度不大，抗侵蚀能力弱小的岩石，常形成和缓起伏的低丘和岗地。述有疏松的堆积物，像黄土，干燥的时候可以堆积得很高很厚，但一场大雨之后，在流水的侵蚀切割作用下，会形成沟谷纵横的景象，黄土高原的千沟万壑就是这样出现的。
地貌的变迁
如果有人告诉你，世界上最大的海洋——太平洋正在不断地缩小，最终可能从地球上消失；与此同时，地球上最大的、延伸达6000多千米的东非大裂谷，会继续分裂，一亿年以后将变成浩瀚的海洋，你会觉得惊奇吗？其实，这是可能的。因为茫茫大地就像漂浮在水面上的巨轮，在不断地漂移着，整个地貌都处在悄悄地变化之中。
1901年，德国气象学家魏格纳在病床上观察地图时发现，地球上各个陆块的海岸线都能较好地吻合在一起。后来，他又进一步在地质构造和古气候、古生物学方面对大西洋两岸大陆的情况进行论证，发现它们有许多相似之处。于是，他大胆提出了轰动世界的著名学说——大陆漂移假说，他认为：在太古时代，地球上的所有的陆地都是连在一起的，后来由于受到自东向西的潮汐摩擦力和从两极向赤道方向的离心力，导致大陆分裂并产生漂移，美洲大陆漂移得最快，亚洲、大洋洲大陆漂得慢，以致形成今天的陆地概貌。50年后，一系列新的科学观测资料（如古地貌的研究）为大陆漂移学说提供了证据。并证实，大陆现在仍在移动之中，近几十年来，欧洲和美洲大陆正以每年1～5厘米的速度在相互靠拢。
