人类的家园——地球
我们的地球很美丽，也有好多秘密，你知道多少呢？
从阿波罗飞船看到的地球，地球是升起在月球的地平线上。地球可以看作由一系列的同心层组成。地球内部有核、幔、壳结构。地球外部有水圈和大气圈，还有磁层，形成了围绕固态地球的外套。
地球，这颗有着广阔天空和蓝色海洋的行星始终给人以坚实巨大的感觉。而在宇宙中，地球给人的印象却并非如此：这个在一层薄薄而脆弱的大气笼罩下的星球并不见得有多大。在太空中，地球的特征是明显的：漆黑的太空、蓝色海洋、棕绿色的大块陆地和白色的云层。
地球是一个活跃的行星。根据板块构造说，地壳由几大板块构成，这些板块漂浮在炽热的地幔上缓慢移动。它的运动方式基本有两种：扩张和缩小。扩张运动表现为两个板块相互远离，地下岩浆涌出形成新的地壳；缩小运动表现为两个板块相互碰撞，一个板块钻到另一板块的下面，在地幔的高温中逐渐消融。在板块交界处常常存在许多巨大的断层，地震频繁，火山众多。地球的外壳非常年轻，它不断受到大气、水和生物的侵蚀，并在地质运动中不断地重建，所以地球表面没有像月球那样坑坑洼洼地遍布陨石坑。这样的地壳构造在太阳系中是独一无二的。
地球有一个适合生物生存的大气层。在这个大气层中氮气占78％，氧气占21％，余下的l％是其他成分。地表年平均气温15摄氏度，平均气压101.3千帕。地球初步形成时，大气中存在有大量的二氧化碳，但是到今天，它们几乎都被结合成了碳酸盐岩石，少量溶入了海洋或被植物消耗掉了。地壳板块构造运动与生物活动共同维持着二氧化碳的循环。大气中仍然存在的少量二氧化碳带来了温室效应，这对维持地表气温极其重要。温室效应使地球年平均气温从早期的－21摄氏度提高到了宜人的14摄氏度，没有它海洋将会结冰，生命将不复存在。而随着社会的发展，人类将大量的二氧化碳排放到了大气中，过多的二氧化碳会使温室效应变得越来越严重。我们不希望地球变得像金星般炎热。
地球是太阳系中唯一已知存在生命的行星。它快速地自转与富含镍铁熔岩的地核共同形成了一个巨大的磁气圈。在太阳风的吹拂下，磁气圈的形状被扭曲成水滴状。它与大气一同担当了阻止来自太阳和其他天体有害射线的任务。地球的大气还使我们免受流星雨的袭击，大多的陨石在它们到达地面前便已烧毁了。
人类开始太空探索后，我们已对自己的行星有了更多的认识。
地球起源之谜
我们生活的这个地球是如何形成的？它是彗星碰撞的结果吗？
关心我们这个地球并热爱它的人，难免会提出这样的问题：我们生活的这个地球是如何形成的？早在18世纪，法国生物学家布封就以他的彗星碰撞说打破了神学的禁锢。然而，人们也许还不知道，随着科学的进步，关于地球成因的学说已多达10多种，主要有以下6种：
彗星碰撞说。1749年提出。认为在很久很久以前，一颗彗星进入太阳内，从太阳上面碰撞下了包括地球在内的几个不同行星。
陨星说。1755年，康德在《宇宙发展史概论》中提出。认为陨星积聚形成太阳和行星。
宇宙星云说。1796年，法国拉普拉斯在《宇宙体系论》中提出。认为星云（尘埃）积聚，产生太阳，太阳排出气体物质而形成行星。
双星说。认为除太阳之外，曾经有第二颗恒星，行星都是由这颗恒星产生的。
行星平面说。认为所有的行星都在一个平面上绕太阳转，因而太阳系才能由原始的星云盘而产生。
卫星说。认为海王星、地球和土星的卫星大小大体相等，也可能存在过数百个同月球一样大的天体，它们构成了太阳系，而我们已知的卫星则是被遗留下来的“未被利用的”材料。
在以上众多的学说当中，康德的陨星假说与拉普拉斯的宇宙星云说，虽然在具体说法上有所不同，但两者都认为太阳系起源于弥漫物质（星云）。因此，后来把这个假说统称为康德－拉普拉斯假说，而被相当多的科学家所认可。
但随着科学的发展，人们发现“星云假说”有不少不能自圆其说的新问题。如逆行卫星和角动量分布异常问题。根据天文学家观察到的事实：在太阳系的系统内，太阳本身质量占太阳系总质量的99.87％，角动量只占0.73％；而其他行星及所有的卫星、彗星、流星群等总共占太阳系总质量的0.13％，但它们的角动量却占99.27％。这个奇特现象，天文学上称为太阳系角动量分布异常问题。星云说对产生这种分布异常的原因“束手无策”。
另外，现代宇航科学发现越来越多的太空星体互相碰撞的现象，1979年8月30日美国的一颗卫星P78－1拍摄到了一个罕见的现象：一颗彗星以560千米／秒的高速，一头栽入了太阳的烈焰中。照片清晰地记录了彗星冲向太阳并被吞噬的情景，12小时以后，彗星就无影无踪了。
既然宇宙间存在天体相撞的事实，那么，布封的“彗星碰撞”说的可能性依然存在，于是新的灾变说应运而生。
今天，地球起源的学说层出不穷，但地球是怎样形成的，仍是一个谜。
地球内部结构之谜
人们对于地球的结构直到近来才有了比较清楚的认识。整个地球不是一个均质体，而是具有明显的圈层结构。地球每个圈层的成分、密度、温度等各不相同。在天文学中，研究地球内部结构对于了解地球的运动、起源和演化，探讨其他行星的结构，以至于整个太阳系起源和演化问题，都具有十分重要的意义。
地球圈层分为地球外圈和地球内圈两大部分。地球外圈可进一步划分为4个基本圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈；地球内圈可进一步划分为三个基本圈层，即地幔圈、外核液体圈和固体内核圈。此外在地球外圈和地球内圈之间还存在一个软流圈，它是地球外圈与地球内圈之间的一个过渡圈层，位于地面以下平均深度约150千米处。这样，整个地球总共包括8个圈层，其中岩石圈、软流圈和地球内圈一起构成了所谓的固体地球。对于地球外圈中的大气圈、水圈和生物圈，以及岩石圈的表面，一般用直接观测和测量的方法进行研究。而地球内圈，目前主要用地球物理的方法，例如地震学、重力学和高精度现代空间测地技术观测的反演等进行研究。地球各圈层在分布上有一个显著的特点，即固体地球内部与表面之上的高空基本上是上下平行分布的，而在地球表面附近，各圈层则是相互渗透甚至相互重叠的，其中生物圈表现最为显著，其次是水圈。
大气圈是地球外圈中最外部的气体圈层，它包围着海洋和陆地。大气圈没有确切的上界，在2000千米～16000千米高空仍有稀薄的气体和基本粒子。在地下，土壤和某些岩石中也会有少量空气，它们也可认为是大气圈的一个组成部分。地球大气的主要成分为氮、氧、氩、二氧化碳和不到0.04％比例的微量气体。地球大气圈气体的总质量约为5.136×1018千克，相当于地球总质量的0.000086％。由于地心引力作用，几乎全部的气体集中在离地面100千米的高度范围内，其中75％的大气又集中在从地面至10千米高度的对流层范围内。根据大气分布特征，在对流层之上还可分为平流层、中间层、热成层等。
水圈
水圈包括海洋、江河、湖泊、沼泽、冰川和地下水等，它是一个连续但不很规则的圈层。从离地球数万千米的高空看地球，可以看到地球大气圈中水汽形成的白云和覆盖地球大部分的蓝色海洋，它使地球成为一颗“蓝色的行星”。地球水圈总质量为1.66×1021千克，约为地球总质量的1／3600，其中海洋水质量约为陆地（包括河流、湖泊和表层岩石孔隙和土壤中）水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，那么全球将被深达2.6千米的水层所均匀覆盖。大气圈和水圈相结合，组成地表的流体系统。
生物圈
由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在地球上这个合适的温度条件下，形成了适合于生物生存的自然环境。人们通常所说的生物，是指有生命的物体，包括植物、动物和微生物。据估计，现有生存的植物约有40万种，动物约有110万种，微生物至少有10多万种。据统计，在地质历史上曾生存过的生物有5亿～10亿种之多，然而，在地球漫长的演化过程中，绝大部分都已经灭绝了。现存的生物生活在岩石圈的上层部分、大气圈的下层部分和水圈的全部，构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。生物圈是太阳系所有行星中仅在地球上存在的一个独特圈层。
岩石圈
对于地球岩石圈，除表面形态外，其他是无法直接观测到的。它主要由地球的地壳和地幔圈中上地幔的顶部组成，从固体地球表面向下穿过地震波在近33千米处所显示的第一个不连续面（莫霍面），一直延伸到软流圈为止。岩石圈厚度不均一，平均厚度约为100千米。由于岩石圈及其表面形态与现代地球物理学、地球动力学有着密切的关系，因此，岩石圈是现代地球科学中研究得最多、最详细、最彻底的固体地球部分。由于洋底占据了地球表面总面积的2／3之多，而大洋盆地约占海底总面积的45％，其平均水深为4千米～5千米，大量发育的海底火山就是分布在大洋盆地中，其周围延伸着广阔的海底丘陵。因此，整个固体地球的主要表面形态可认为是由大洋盆地与大陆台地组成，对它们的研究，构成了与岩石圈构造和地球动力学有直接联系的“全球构造学”理论。
软流圈
在距地球表面以下约100千米的上地幔中，有一个明显的地震波的低速层，这是由古登堡在1926年最早提出的，称之为软流圈。它位于上地幔的上部。在洋底下面；它位于约60千米深度以下；在大陆地区，它位于约120千米深度以下，平均深度位于60千米～250千米处。现代观测和研究已经肯定了这个软流圈层的存在。也就是由于这个软流圈的存在，将地球外圈与地球内圈区分开来了。
地幔圈
地震波除了在地面以下约33千米处有一个显著的不连续面（称为莫霍面）之外，在软流圈之下，直至地球内部约2900千米深度的界面处，属于地幔圈。由于地球外核为液态，在地幔中的地震波S波不能穿过此界面在外核中传播。P波曲线在此界面处的速度也急剧减低。这个界面是古登堡在1914年发现的，所以也称为古登堡面，它构成了地幔圈与外核流体圈的分界面。整个地幔圈由上地幔（33千米～410千米深度的B层，410千米～1000千米深度的C层，也称过渡带层）、下地幔的D分层（1000千米～2700千米深度）和下地幔的D″层（2700千米～2900千米深度）组成。地球物理的研究表明，D层存在强烈的横向不均匀性，其不均匀的程度甚至可以和岩石层相比拟，它不仅是地核热量传送到地幔的热边界层，而且极可能是与地幔有不同化学成分的化学分层。
外核液体圈
地幔圈之下就是所谓的外核液体圈，它位于地面以下2900千米～5120千米深度。整个外核液体圈基本上可能是由动力学黏度很小的液体构成的，其中2900千米～4980千米深度称为E层，完全由液体构成。4980千米～5120千米深度层称为F层，它是外核液体圈与固体内核圈之间一个很薄的过渡层。
固体内核圈
地球8个圈层中最靠近地心的就是所谓的固体内核圈了，它位于5120千米～6371千米地心处，又称为G层。根据对地震波速的探测与研究，证明G层为固体结构。地球内层不是均质的，平均地球密度为5.515克／立方厘米，而地球岩石圈的密度仅为2.6～3.0克／立方厘米。由此，地球内部的密度必定要大得多，并随深度的增加，密度也出现明显的变化。地球内部的温度随深度加深而上升。根据最新的估计，在100千米深度处温度为1300摄氏度，300千米处为2000摄氏度，在地幔圈与外核液态圈边界处，约为4000摄氏度，地心处温度为5500～6000摄氏度。
地球转动之谜
众所周知，地球在一个椭圆形轨道上围绕太阳公转，同时又绕地轴自转。因为这种不停的公转和自转，地球上才有了季节变化和昼夜交替。然而，是什么力量驱使地球这样永不停息地运动呢？地球运动的过去、现在、将来又是怎样的呢？
地球存在绕自转轴自西向东自转，平均角速度为每小时转动15度。在地球赤道上，自转的线速度是465米／秒。天空中各种天体东升西落的现象都是地球自转的反映。人们最早利用地球自转作为计量时间的基准。人们认为地球的运动是一种标准的匀速运动，否则，一日的长短就会改变。伟大的牛顿就是这样认为的。他将整个宇宙天体的运动，看成是上好发条的机械，准确无误，完美无缺。
