地球是我们人类生活的家园，也是人类和地球所有生物的母亲，在宇宙所有的天体中，我们对地球的认识和了解是最多的，但同时也是有最多未解之谜的。地球给与我们人类无限的恩惠，而人类却在文明的发展中对地球产生了许多的破坏，这样的破坏导致了大自然对人类的报复，我们只有了解地球、热爱地球、保护地球，与自然和谐相处，我们的生活才能更加美好。现在就让我们走近我们的地球，去更多的了解她、认识她、热爱她。
地球的形成
地球是人类诞生、劳动、生息、繁衍的地方，是人类共有的家园，和人类密切联系。那么地球是如何形成的呢？有各种关于地球起源的假说。
星云说
这种假说认为，大约在50亿年以前，银河系中存在着一块太阳星云，它是一团尘、气的混合物。在它的引力收缩中，温度和密度都逐渐增加，尤其在自转轴附近更是如此。于是在星云的中心部分便形成了原始的太阳。其余的残留部分围绕着太阳形成一个包层。由于自转，这个包层沿着太阳的赤道方向逐渐扩展，形成一个星云盘。星云中较大的颗料叫做星子。在引力、离心力和摩擦力的作用下，星子和尘埃物质向星云盘的中间平面沉降，在那里形成一个较薄、较密的尘层。尘层是一个不稳定的系统，在太阳的引力作用下很快瓦解成许多小的团块，由于自身的引力又积聚成小行星大小的第二代星子。由尘层形成第二代星子，估计约需1万年。
第二代星子绕太阳运行时常发生碰撞。碰撞时，有的撞碎，有的合并增长。当一个星子增长到半径约几百千米时，它的引力就足以干扰附近星子的运行而使它们靠扰。星子越大，引力也越大，体积的增长也越快。大星子很容易将它附近较小星子吞并而积聚成一个行星的核心。在尘层中，只有几个星子能成为行星，其余都被吞并。
源于太阳说
这种假说认为，地球是太阳抛出的，抛出的机制在于某个恒星从太阳旁边经过，两者间的引力在太阳上拉出了雪茄状的气流，气流内部冷却，尘埃物质集中，凝聚成陨石块，逐步凝聚成行星。由于被拉出的气流是中间粗两头细，故大行星在中间，小行星在两端。
俘获说
这种假说认为，太阳在参加银河系的转动中，在穿越黑暗物质云时俘获了一部分尘埃和流星的固体物质，在其周围形成粒子群。后者在太阳引力作用下围绕太阳作椭圆运动并与太阳一起继续其在银河系的行程，最后从这些粒子群发展为行星和慧星（一部分成了流星和陨星）。
地球的形成
地球形成时基本上是各种石质物的混合物，如果积聚过程持续107～108年，则短寿命放射性元素的衰变和固体颗粒动能的影响都不大。初始地球的平均温度估计不超过1000摄氏度，所以全部处于固态。形成后，由于长寿命放射性物质的衰变和引力位能的释放，内部慢慢增温，以致原始地球所含的铁元素转化成液态，某些铁的氧化物也将还原。液态铁由于密度大而流向地心，形成地核（这个过程何时开始，现在已否结束，意见颇有分歧）。
由于重的物质向地心集中，释放的能能可使地球的温度升高约2000摄氏度。这就促进了化学分异过程，由地幔中分出地壳。地壳岩石受到大气和水的风化和侵蚀，产生了沉积和沉积岩，后者受到地下排出的气体和溶液，以及温、压的作用发生了变质而形成了变质岩。这些岩石继续受到以上各种作用，可能经受过多次轮回的熔化和固结，先形成一个大陆的核心，以后增长成为大陆。
现代对地球的认识
地球物理观测表明，地球有3大部分：地壳、地幔和地核。地核又分为两层，外层是液体，内核是固体。地核的成分，主要是铁，但含有少量的镍。近年的观测又发现铁镍地核的密度显得太大些，而其中传播的地震波速度又显得太小。这就要求地核的成分还需包括10～20%的轻元素。大多数地球化学家认为这个轻元素是硫，也许还有硅；也有少数人认为是氧。
地球最外层的地壳平均厚度只有30～40千米，其下直到2900千米的深度是地幔。地壳厚度与地幔相比只是一层薄膜。一般认为地壳是由地幔物质经过化学分异而形成的。如果在地球的历史中，地幔是由全部熔融的液体凝固而成的，则这种化学分异作用应当是很充分的。这样，地壳就不应这样薄。这表明地球从未处于完全熔融的状态，只能是发生过局部的熔化。还有一些其他的地球化学论据，都使人对地球由液态凝固而成的观点产生疑问。
从20世纪40年代中期起，人们逐渐倾向于太阳系起源于低温的观点。他们认为行星不是由高温气体凝固而成的，而是由温度不高（低于1000摄氏度）的固体尘埃物质积聚而成的。积聚的早期温度不高，但成星的后期或成星以后，由于引力能的释放和放射性物质的衰变生热，行星内部增温，甚至可导致局部物质的熔化。
地球的年龄
地球年龄的概念
地球不仅孕育了人类，还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。然而，人类对地球却了解甚少。其中，地球的年龄是一个许多人感兴趣的谜。
关于地球年龄的问题，有几种不同的概念。地球的天文年龄是指地球开始形成到现在的时间，这个时间同地球起源的假说有密切关系。地球的地质年龄是指地球上地质作用开始之后到现在的时间。从原始地球形成经过早期演化到具有分层结构的地球，估计要经过几亿年，所以地球的地质年龄小于它的天文年龄。地球上已知最古老的岩石的年龄是41亿年，地球的地质年龄一定比这个数值大。地质年龄是地质学研究的课题；通常所说的地球年龄是指它的天文年龄。
各种推测
在古代，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。而我国古人则推测地球的年龄为326.7万年。中国古人推测天地开辟于公元前481年，共三百二十六万七千年。17世纪西方国家的一个神父也称，地球是上帝在公元前4004年创造的。
最早尝试用科学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，可能提供解决地球年龄问题的依据。1854年，德国伟大的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。
找到恒定的计算尺度
以前人们曾试图用地球上发生的一般物理化学过程来估算地球的年龄，如根据地球表面沉积岩的积累厚度，海水含盐度随时间的增加，地球内部的冷却率等。但是这些过程的变化速率在地球历史上是不恒定的，因此不可能得到正确的年龄估计。
计量地球所经历的时间，必须找到一种速率恒定而又量程极大的尺度。早期找到的一些尺度的变化速率在地球历史上是不恒定的。1896年放射性元素被发现以后，人们才找到了一种以恒定速率变化的物理过程作为尺度来测定岩石和地球的年龄。
同位素地质测定法
到了20世纪，科学家发明了同位素地质测定法，这是测定地球年龄的最佳方法，是计算地球历史的标准时钟。
在20世纪初期，人们发现地壳中普遍存在微量的放射性元素，它们的原子核中能自动放出某些粒子而变成其他元素，这种现象被称做放射性衰变。在天然条件下，放射性元素衰变的速度不受外界物理化学条件的影响而始终保持很稳定。例如1克铀经过一年之后有1/74亿克衰变为铅和氦。在铀的质量不断减少的情况下，经过约45亿年以后，大体就有1/2克衰变为铅和氦。利用同位素测定地质年龄的方法就叫同位素测定法。
根据这种办法，科学家找到的最古老的岩石，有35亿岁。然而，最古老岩石并不是地球出世时留下来的最早证据，不能代表地球的整个历史。这是因为，婴儿时代的地球是一个炽热的熔融球体，最古老岩石是地球冷却下来形成坚硬的地壳后保存下来的。
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44~46亿年之间。于是，根据目前最流行的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观点，便可以认为地球是在46亿年前形成的。然而，这是依靠间接证据推测出来的。事实上，至今人们还没有在地球自身上发现确凿的档案“，来证明地球活了46亿年。
利用放射性元素的这一特性，我们选择含铀的岩石，测出其中铀和铅的含量，便可以比较准确地计算出岩石的年龄。用这种方法推算出地球上最古老的岩石大约为38亿年。当然这还不是地球的年龄，因为在地壳形成之前地球还经过一段表面处于熔融状态的时期，科学家们认为加上这段时期，地球的年龄应该是46亿年。
从陨石年龄推测地球年龄
20世纪60年代以后，人们在广泛测量和分析那些坠落在地球上的陨石年龄以后，发现大多数陨石为44~46亿年。60年代末，美国阿波罗探月飞行，测取月球表面陨石的年龄也在44~46亿年。因此，现在普遍将地球的年龄定为46亿岁。
也有人主张地球可能有更大的年龄值。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。苏联学者施密特从尘埃、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。
地球的大小和重量
地球是人类的故乡，对人类的生存和发展至关重要。然而，我们的祖先并不知道地球的大小和重量。关于地球的大小和重量，人们总是想方设法去探知。
埃拉特色尼的测量
古希腊天文学家埃拉托色尼是最早测量地球大小的人。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叫塞恩的地方，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800千米。塞恩有一口很深的枯井，阳光在夏至这一天正午可以直射井底，说明这一天正午太阳恰好在头顶上。可是同一天的正午，太阳在亚历山大港却是偏南的。根据测量，知道阳光照射的方向和竖直木桩呈7.2度的夹角，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。埃拉托色尼根据比例关系，轻而易举地计算出了地球的周长约为40000千米。
波西多留斯的测量
在埃拉托色尼之后100多年，有位名叫波西多留斯的希腊天文学家在亚历山大城和罗得岛上观测天上的恒星时测定了地球周长。但是他在计算亚历山大城到罗得岛的距离时出现了错误，结果算得的地球周长只有28800千米，比地球的真实周长小了几乎1/4。但不要以为它和真实值相差很大就不会有人使用它，相反，由于当时的科学技术水平低，那些相信地球是圆球的人在讨论与地球有关的问题时，几乎都采用这个错误数值，就连发现新大陆的航海家哥伦布也不例外。结果，由于在推算航程中采用的地球周长太小，他闹出了错把美洲当成亚洲的笑话。直到1522年麦哲伦的船队环球旅行成功后，人们才意识到还是埃拉托色尼的结果正确。
一行的测量
在我国盛唐时期，高僧一行大师组织了一次大规模的天文大地测量。此次测量在全国各地设置了12个测量点，测量方法是”立竿见影“，即在地面竖起一个8尺高的”圭表“测量太阳影子，利用太阳影子的长度计算子午线长度。一行测出，子午线上1度相当于132.03千米长，比现在使用的数值（1度等于111.2千米）大得多。虽然测量结果不很理想，但在当时的条件下，能做到这一点已经很不容易。所以中外科学家都认为，这次测量活动是世界上第一次实测子午线长度，是科学史上划时代的创举。
第一个秤量地球重量的人
早在200多年前，英国物理学家亨利·卡文迪什根据牛顿的万有引力定律计算出了地球的重量。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。卡文迪什测量地球的密度是从求牛顿的万有引力定律中的常数着手，再推算出地球密度。
亨利·卡文迪什制造了一个形状像哑铃的装置，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/立方厘米（现在的数值为5.517，误差为0.65253%左右）。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66万兆吨，这就是著名的”扭称试验“。
根据卡文迪许经过多次实验，测算出地球的平均密度是水密度，并确定了万有引力常数，计算出了地球的质量。他被誉为第一个称量地球的人。
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59.8万兆吨，比”扭称试验“少了6.2万兆吨。
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。
地球的内部结构
人类在地球上已经生活了两三百万年，对地球的内部构造充满了好奇。地球内部有些什么东西？这些东西是什么状态？它们是怎样分布的？诸如此类的问题引发人们无尽的想象。
地球内部结构概述
地球内部结构是指地球内部的分层结构。根据地震波在地下不同深度传播速度的变化，一般将地球内部分为三个同心球层：地核、地幔和地壳。中心层是地核；中间是地幔；外层是地壳。地壳与地幔之间由莫霍面界开，地幔于地核之间由古登堡面界开。
地球圈层的划分
1910年，地震学家莫霍洛维奇契意外地发现，地震波在传到地下50千米处有折射现象发生。他认为，这个发生折射的地带就是地壳和地壳下面不同物质的分界面。1914年，德国地震学家古登堡发现，在地下2900千米深处存在着另一个不同物质的分界面。后来，人们为了纪念他们两个，就将两个面分别命名为”莫霍面“和”古登堡面“，并根据这两个面把地球分为地壳、地幔和地核三个圈层。
地壳
