地球是个老寿星
故事里的大学问
地球的年龄一直是人们争论不休的话题。中国古人推测，自开辟至于获麟（公元前481年），凡三百二十七万六千岁。17世纪西方国家的一个神父称，地球是上帝在公元前4004年创造的。以上只不过是人们的推测，真正用科学的方法探究地球年龄的是英国物理学家哈雷。他提出，研究大洋盐度的起源或许能为解答地球年龄找到依据。
1854年，德国科学家赫尔姆霍茨根据他对太阳能量的估算，认为地球的年龄不超过2500万年。1862年，英国著名物理学家汤姆生说，地球从早期炽热状态中冷却到如今的状态，需要2000万至4000万年。
科学家们对地球年龄众说纷纭，遗憾的是，没有哪一个说法能让人们信服。那么，地球到底多少岁了呢？科学家们是如何找到使人们信服的答案的呢？
真相是这样的
到了20世纪，科学家发明了同位素地质年龄测定法，这是测定地球年龄的最佳方法。根据这种办法科学家找到了最古老的岩石，其年龄约有35亿岁。但这并不能成为地球出世时留下来的最早的证据，因为“婴儿时期”的地球是一个炽热的熔融球体，而最古老的岩石是地球冷却以后形成的。
20世纪60年代末，科学家测定取自月球表面的岩石标本，发现月球的年龄在44亿～46亿年之间。根据太阳系起源的星云说，太阳系的天体是在差不多时间内凝结而成的，由此可以认定地球是在46亿年前形成的。然而，这是依靠间接证据推测出来的。实际上，目前还没有证据证明地球已经存在46亿年。
根据人类历史划分朝代的方法，地质学家将地球的历史分为五个“代”。它们是太古代、元古代、古生代、中生代和新生代。每“代”还可进一步划为若干“纪”，如古生代从远到近划分为寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪和二叠纪；中生代划分为三叠纪、侏罗纪和白垩纪；新生代划分为古近纪、新近纪和第四纪。
太古代时期的地球表面形成了原始的岩石圈、水圈和大气圈。但地壳还不稳定，火山活动频繁，海洋面积很大，陆地上尽是些秃山，最低等的原始生命开始出现。
太古代之后是长约18亿年的元古代，此时地球表面的大部分区域仍被海洋覆盖。到了距今6亿年左右，地球上出现了大片陆地，出现了海生藻类和海洋无脊椎动物。
到了古生代，海洋中出现了几千种动物，鱼类开始出现并大量繁殖。后来一种用鳍爬行的鱼出现了，并登上陆地，成为陆上脊椎动物的祖先，两栖类动物和爬行类动物逐渐占据主要地位。北半球陆地上出现了大量的蕨类植物，这些茂密的森林后来变成大片的煤田。
中生代历时约1.8亿年，是爬行动物的时代，恐龙曾称霸一时，这时出现了原始的哺乳动物和鸟类。中生代繁茂的植物和巨大的动物，后来逐步演变成了煤田和油田。中生代还生成了许多金属矿藏。
新生代距今约6550万年，新生代时期自然界生物的大发展，导致了人类的出现。专家们认为，南方古猿（又被称为“正在形成中的人”）大约出现在500万～800万年前，后来逐渐演化成现代人。
科学家们间接推算出地球的年龄为46亿年，那么，人类又是在什么时候出现的呢？
目前，大多数人类学家认为，现代人类可能是从非洲南方古猿中的一支发展而来的。人类起源发展过程包括三个基本阶段：猿类、正在形成中的人、完全形成的人。
“猿类”是指生活在千百万年以前的古代猿类，它们是人类的远祖；
“正在形成中的人”是指从猿到人的过渡，他们已能直立行走，能使用木棍、石块等天然工具，但还没有进行真正的劳动；
“完全形成的人”是指已能制造工具、真正进行劳动的人，已从动物中完全脱离出来。
到了第三个阶段，人类才真正地进化完成。
地球是悬浮在宇宙中的舞者
故事里的大学问
物理课上，老师拿来一个很特别的地球仪，它不同于普通的地球仪，普通的地球仪需要转轴穿过球体才能立在空中，而这个地球仪却可以直接悬浮在空中。同学们看了觉得非常新奇，子涵好奇地问老师：“为什么这个地球仪可以悬浮在半空中呢？”
老师回答说：“这叫磁悬浮地球仪，运用的是磁悬浮的科学原理，它可以在无任何支撑点及触点的空中自转，展示地球的真实状态。”听了老师的话，子涵有些明白了，但另一个疑问又产生了：地球为什么能够悬浮在空中呢？
真相是这样的
大家都有这样的经历：把一颗石子抛向天空，无论抛多高，它最终都会落到地面上，这是受重力的影响。那么，地球为什么不会掉下来，一直悬浮在宇宙中那么多年呢？这就要从牛顿发现的万有引力说起了。
引力是物体本身固有的，宇宙间的物体都有引力，这就是引力的万有性。由于太阳的引力，行星可以保持在各自的轨道上。地球一直绕着太阳运行，太阳比地球大得多，引力也大得多，地球与太阳之间的距离大约是太阳半径的215倍，而地球的绕转速度约为每秒30千米，地球运动产生的惯性，使其向外飞转，而太阳对地球的引力又使地球没办法脱离太阳。
我们可以用一个简单的例子来理解太阳与地球的关系：将一根绳子系上一块小石头，在手里挥动绳子，使小石头在空中转圈，在惯性离心力作用下，驱使小石头向外飞转，但紧拉着的绳子又不让它飞去。
总之，地球正是在离心力和万有引力的双重作用下，保持力的平衡，得以悬浮在宇宙中。
我们知道，地球大概已经有46亿年的年龄了，那么，它还能存在多久呢？它会一直悬浮在宇宙中吗？
根据地质学家推测，太阳已经发光50亿年了，估计再过50亿年，太阳的大部分氢会聚合成较重的氦。氦需要更高的温度，才能聚合成碳，因氦较重，其引力会更强，使太阳中心压力加高。
当气体压力增高，温度就会自动提高。当太阳重心温度增高到现在的10倍，达到1亿摄氏度时，所有的物体都会变成气体，太阳系就不会存在了，当然，地球也会因为失去太阳而消失。
爱运动的地球
故事里的大学问
19世纪，法国的一位名叫傅科的物理学家做了一个特殊的摆，这个摆由一根长60余米的纤细金属丝悬挂一个27千克重、直径约30厘米的铁球所组成。当时人们把这种从未见过的“超级摆”称之为“傅科摆”。
1851年的一天，傅科在法国巴黎万神庙的圆顶上将亲手制作的“傅科摆”吊上，并在摆的下方画了一个刻度盘，摆在广场上悠然自得地摆动着。不少人都来围观这一奇怪的实验。随着时间的流逝，人们发现摆在悄悄地“偏移”，并且是沿顺时针方向与刻盘所指示的方向发生偏移。
有的人在摆动开始时，明明看到摆球运动到自己眼前，又荡了回去，过了一段时间后，摆球离自己的距离发生了变化。在场围观的人认为，既然自己没有发生移动，那就是摆平面发生了“移动”。
事实真的是这样吗？如果不是，你又该如何解释这一现象呢？
真相是这样的
实际上，摆动的平面是不会发生移动的。摆作为一种物质运动形式，是无法摆脱地球自转的影响的。傅科选用较长的金属丝，是为了让摆动的时间足够长，以便于观察。选用较重的摆球是为了增加摆的惯性和动量，以克服空气的阻力，一旦它摆动起来，作为一种运动状态，有滞后于地球自转的惯性，也就是说能够减少地球自转的影响。
由于地球的自转，每个观测者都被地球带着运动，尽管观测者站在原地没有动，但脚下的地面是运动的，这就把观测者悄悄地带离了原来的方位，所以，摆动的平面并没有移动。“傅科摆”的摆动作为地球自转的有力证据，现已被世界所公认。
自转是地球的一种重要运动形式，自转的平均角速度为7.292×10-5弧度/秒，在地球赤道上的自转线速度为465米/秒。地球自转一周所需要的时间为23小时56分，约每隔10年自转周期会增加或减少千分之三至千分之四秒。
那么，地球自转给我们的生活带来了哪些影响呢？地球自转产生了昼夜交替，产生了地方时和区时。全球共划分为24个时区，以本初子午线为基准，从7.5°W向东至7.5°E划分为一个时区，叫中时区或零时区。在零时区以东，依次划分为东一区至东十二区；在零时区以西，依次划分为西一区至西十二区，东十二区和西十二区各跨经度7.5°合为一个时区，即十二区。
国际上规定，把东西十二区之间的180°经线作为国际日期变更线，简称日界线。日界线是地球上新的一天的起点和旧的一天的终点，地球上日期的更替，都从这条线开始。由于东十二区总比西十二区早24小时，所以，自东十二区向东进入西十二区，日期要减去一天；自西十二区向西进入东十二区，日期要增加一天。东西十二区时刻相同，但日期相差一天。
地球在自转的同时，也在围绕太阳公转，地球公转的方向与自转方向一样，都是自西向东。从北极上空看，地球的公转方向呈逆时针；从南极上空看，地球的公转方向呈顺时针。
地球公转一周的时间单位是一年，长度为365日5时48分46秒，叫作一个回归年。地球公转的平均速度：角速度约1°/日；线速度约30千米/秒。
地球公转也给我们的生活带来了一定影响，正是因为有了地球的公转，才有了春夏秋冬四季的更替，有了昼夜长短的变化，正午太阳高度变化以及五种气候带等自然地理现象。
认识地球的结构
随着科技的日新月异，载人宇宙飞船都可以到太空遨游了，真可谓是上天有路，但是对于我们脚下的地球却是入地无门。曾经有这样一种说法：南极和北极附近有两扇敞开的大门，从那里人们可以进入地球内部。
这当然是幻想故事，那么，人们面对庞大的地球，要想得知地球内部的结构和物质组成，逐步揭示地球内部的秘密，该怎么办呢？
真相是这样的
如果地球很薄，我们完全可以像开凿矿井一样去了解地球，但实际上地球很厚很厚，要想了解地球深层的情况，只能用间接的方法，如通过火山喷发出来的物质，了解地球内部的物理性质和化学组成，利用地震波来揭示地球深处的秘密。
1910年，南斯拉夫地震学家莫霍洛维奇发现地震波在传到地下50千米处有折射现象发生，他认为发生折射的地带就是地壳和下面物质的分界面。1914年美国地震学家古登堡，发现地下2900多千米深处存在着另一个不同物质的分界面。人们为了纪念他们，分别将他们发现的分界面命名为“莫霍面”和“古登堡面”。
用这两个面，把地球内部划分为地壳、地幔和地核三个圈层。地壳是由各种岩石组成的地球最上面的一层，平均厚度17千米，大陆部分平均厚度33千米。地壳厚度的变化规律是：地球大范围固体表面的海拔越高，地壳越厚；海拔越低，地壳越薄。地壳的物质组成除了沉积岩外，基本上是花岗岩、玄武岩等。
地幔是介于地表和地核之间的中间层，厚度将近2900千米，主要由致密的造岩物质构成，这是地球内部体积最大、质量最大的一层。它的物质组成具有过渡性，靠近地壳部分主要是硅酸盐类的物质；靠近地核部分，则同地核的组成物质比较接近，主要是铁、镍金属氧化物。地幔又分为上地幔（从33～1000千米）和下地幔（从1000～2500千米）。
地核的半径约3450千米，分内核和外核两部分。外核厚约1600千米，是液态的；内核是一个温度很高、密度很大、由铁镍构成的金属核。
刚才我们讲了地球的内部结构分为三层，即地壳、地幔和地核，那么，你知道地球的外部结构是怎样的吗？
地球外圈分为四个圈层，即大气圈、水圈、生物圈和岩石圈。
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。地球大气的主要成分为氮、氧。因地心引力作用，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%的大气又集中在距地面10千米高度的对流层范围内。
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。其中海洋水质量约为陆地水的35倍。如果整个地球没有固体部分的起伏，全球将被深达2600米的水层均匀覆盖。
由于存在地球大气圈、地球水圈和地表的矿物，在合适的温度条件下，地球上形成了适合于生物生存的自然环境。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，这构成了地球上一个独特的圈层，称为生物圈。
对于地球岩石圈，主要由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一直延伸到软流圈。
地球优美的体形
故事里的大学问
地球到底是什么形状的？关于这个问题，我国在古代就已经开始“研究”了。早在2000多年前的周朝，就存在着一种“天圆如张盖、地方如棋局”的盖天说。当时的人认为，蓝天就像是一个半球状的圆盖，大地像一块四方的棋盘，并认为蓝天与大海相连。当然，也有人认为在地的四角八方都有一根擎天柱支撑着蓝天。
随着生产技术的发展，人类活动范围的扩大，以及知识的积累，人们又提出了拱形大地的设想，即“浑天说”。我国东汉时期天文学家张衡认为：浑天如鸡卵，地如卵黄，居于内。天表有水，水包地，犹如卵壳裹黄。
