地球是从何而来
地球科学的三大难题有地球的起源、地球上生命的起源以及人类的起源。特别是地球的起源，很长时间以来都受信奉上帝创造世界宗教观念的影响，但是哥白尼、伽俐略、凯普勒和牛顿等人的发现，将地球神创说彻底推翻了。在这之后又开始出现很多种关于地球和太阳系起源的假说。1755年，德国哲学家康德层设想较为致密的质点组成凝云且相互吸引形成地球，星云因为排斥而旋转，虽然今天早已失去了科学意义，但这是第一个关于地球来自何处的假说。
关于地球起源的种种假说
已有相当长的探讨关于地球的起源问题的历史了。古代人们就已经开始探讨包括地球在内的天地万物的形成问题，在此期间，逐渐形成了“创世说”，它是关于天地万物起源的学说。其中《圣经》中的创世说流传最广。，创世说曾在在人类历史上相当长的一段时期内占据统治地位。
1543年，波兰天文学家哥白尼提出日心说，宗教神学的桎梏被天体演化的讨论所突破，并开始了对地球和太阳系起源问题的真正科学探讨，而各种假说也流传开来。
康德·拉普拉斯于1755年，在他提出的“星云说”中认为，热旋涡气体集合而生成太阳或行星。1769年，法国数学家拉普拉斯发表了和康德相似的地球起源说，所以，人们将他们两人的学说合称为康德·拉普拉斯星云说。
根据这个学说，太阳系刚开始的形态为缓慢旋转的高温气体，旋转速度由于冷却收缩变快起来。气体因受离心力的影响集合慢慢成圆盘状，然后离心力和重力开始趋于向均衡。离心力随收缩剧烈愈大，这种气体集合便以太阳为中心渐渐地分散成同样的圆盘状，并各自独立进行旋转，且在太阳的周围公转。这种学说误认仙女座大星云为气体的集合体，这是它的缺点，再者位于中心位置的太阳自转好像也显得太慢。
在这之后又出现了“潮汐说”，也称碰撞说或遭遇说。这种假说认为，当类似太阳的恒星偶然从太阳附近通过时，会产生地球受月球影响而生的潮汐类似的现象。换句话说，双方星体的构成物质受到恒星接近时引力作用的影响会向外迸出。由于太阳迸出的物质构成了水星、金星、地球和火星，而路过的恒星迸出的物质则构成了木星、土星、天王星、海王星和冥王星。但是让人怀疑的是，恒星中迸出的物质凝固成星体可能吗？而且2个星球如此接近的机会十分少，所以潮汐说在曾流行一时后还是被舍弃。
“双星说”是针对潮汐说出现的。这个假说认为，太阳原本是带着伴星的双星而并非单独的星球。宇宙中约有10％数目的这种2个或2个以上的星体互相保持力作用的双星，所以，潮汐现象会出现通过太阳附近的恒星和伴星之间。这也就是说，行星是伴星和通过太阳附近的恒星的后代而并非由太阳诞生。但是，行星不可能由太阳、伴星或恒星迸裂出来的气体冷却凝固而成可以从理论上得到证明。
“原始行星说”在1949年又出现了。这个假说认为，气体或宇宙尘在宇宙中的某些部分特别浓厚，这些气体与宇宙尘冷却后再环绕太阳四周时，旋转的圆盘体部分就会因速度或密度的差异产生旋涡。其中小的旋涡被大的旋涡吸收，并形成沉淀而产生行星的基本物质。也就是说，地球等行星是由氢、氦、冷却的尘粒或硅酸等聚合而成，并不是由热气体集合、凝固而成。
“陨石说”又随后出现了，这个学说认为，由于吸收了很多宇宙尘、气体、陨石等，当原始的太阳穿过宇宙尘特别浓厚的部分时，便在四周形成了星云。当星云随椭圆形轨道绕太阳运行时，陨石和陨石之间就会不断相互冲撞。这样，椭圆形轨道逐渐改变形态而倾向于圆形，同时星云本体也慢慢变成扁平的形状。此时，陨石间会发生更激烈的冲撞，而使分布密度失去均衡；大型的行星在重力产生强大的凝聚作用下就形成了。按照这个学说，太阳有着和行星物质并不相同的起源，这也就说明了一个道理，行星公转速度比太阳自转速度快。但是，此说也有它令人置疑的缺点，比如太阳在宇宙尘浓厚处通过的可能性，还有比太阳小的行星因重力所引起的凝聚作用。
当今流行的看法
各种假说都有道理，却又各有缺点，但当今较流行的对地球起源的看法是：地球作为一个行星，远在46亿年以前由原始太阳星云起源。和其它行星一样，它经历了一系列的共同物理演化过程：吸积、碰撞。地球胎刚形成时，温度还很低，也没有分层结构，地球温度逐渐增加是由于陨石物质的轰击、放射性衰变致热和原始地球的重力收缩下产生。
地球内部物质随着温度的升高也具有更大的可塑性。这时，物质在重力作用下分离开始，地球内部较轻的物质逐渐上升，地球外部较重的物质开始逐渐下沉，一些如液态铁等重的元素逐渐沉到地球中心，形成了一个密度较大的地核。伴随着大规模的化学成分物质进行对流，最后地球就形成了今天的地壳、地幔和地核等层次。
原始大气地球演化早期逃逸殆尽。原先在地球内部的各种气体伴随着物质的重新组合和分化开始上升到地表，成为第二代大气。后来，在绿色植物的光合作用下，进一步发展成为现代大气。另一方面，内部结晶随地球内部温度升高而水汽化。气态水随着地表温度的逐渐下降，经过凝结、降雨落到地面形成水圈。，地球约在三、四十亿年前开始出现单细胞生命，然后各种各样的生物逐渐进化出来，一直到人类这样的高级生物出现，就形成了一个生物圈。
这种说法当然也只是推测，还没有确凿的证据。不过，人类对地球的形成认识会随着人们认识水平的提高和科技水平的进步更深入和趋向统一。
新知博览——地球的年龄
一直以来，关于地球的年龄测定都是众说纷纭。达尔文在19世纪提出进化论以后，人们发现通过对生物化石的研究可以确定岩石相对年龄的方法，不过这种方法并不能推算出地球本身的绝对年龄。
科学家终于在20世纪找到了最可靠的测定地球年龄的方法，那就是同位素地质测定法。20世纪初期，人们发现地壳中普遍存在原子核中能自动放出某些粒子而变成其它元素的微量的放射性元素，这种现象被称做放射性衰变。放射性元素在天然条件下衰变的速度不受外界物理化学条件的影响而一直保持很稳定。
比如说，1克铀经过1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，大约就有1/2克衰变为铅和氦。我们利用放射性元素的这一特性选择含铀的岩石，测出了其中铀和铅的含量，由此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。不过这还不是地球的年龄，这是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，加上这段时期，科学家们认为地球的年龄应该是46亿年。
这些年来，人们又用同样的方法对各类陨石及“阿波罗”宇航员从月球上取回的月岩的年龄进行了推算。结果发现，它们的年龄都是45～46亿年。这说明，太阳系中这些天体是同时形成的，这也说明用这种方法能比较准确测定地球的年龄。
地球的大小怎样测定
自从人类感觉到自己可能是一个巨大的圆球后居住的时候，就有人试图对地球的大小进行测量。而古希腊地理学家、天文学家、数学家和诗人埃拉托色尼是世界上第一个给地球测量的人。
埃拉托色尼对地球大小的测量
也曾有不少人在埃拉托色尼之前试图测量估算地球大小，如攸多克索等。但是他们大多理论基础缺乏，计算的结果很不精确。埃拉托色尼天才地把天文学与测地学结合起来，首先提出设想，在夏至日那天在两地分别同时观察太阳的位置，并研究分析物阴影的长度差异，从而总结出科学方法来计算地球圆周。
埃拉托色尼选择了同一子午线上的两地西恩纳和亚历山大里亚，在夏至日那天比较太阳位置。在西恩纳附近，尼罗河的一个河心岛洲上，有一口深井，夏至日那天太阳光可直射井底，说明太阳在夏至日正好位于天顶。同时，他在亚历山大里亚选择一个很高的方尖塔作为日文，测量了夏至日那天塔的阴影长度，通过这种方法他就可以量出直立的方尖塔和太阳光射线之间的角度。
埃拉托色尼在得到了这些数据之后，运用了泰勒斯的数学定律，即一条射线穿过两条平行线时，它们的对角相等。他通过观测得到了这一角度为7度12′，即相当于圆周角360度的l／50。这就表明，这一从西恩纳到亚历山大里亚的距离角度对应的弧长，应相当于地球周长的1/50。
埃拉托色尼然后借助于皇家测量员的测地资料，测量得到这两个城市的距离是5000希腊里。只要得到这个结果，地球周长乘以50即可，结果为25万希腊里。
为了和传统的圆周为60等分制符合，这一数值被埃拉托色尼提高到25.2万希腊里，以便可被60除尽。埃及的希腊里约为157.5米，可换算为现代的公制，地球圆周长约为3.9375万千米，埃拉托色尼修订后变为3.9360万千米，与地球实际周长十分地相近。
埃拉托色尼巧妙地将天文学与测地学结合起来，把地球周长的数值精确地测量出来。在2000多年前测量出这一结果出现的确是很难得的，它被载入了地理学史册。
各国科学家对大地的测量
我国唐代天文学家张遂在公元8世纪初曾亲自组织和指导了一次很大规模的大地测量。测量的范围北起北纬51度附近，南至北纬17度附近，以黄河南北平地作为中心，在全国13个测量点，用传统的圭表测量法进行测量各地冬夏至、春秋分的正午日影长和漏刻昼夜分差。
此外，张遂还实地测量了各点的北天极高度。比如说，在河南省平原地区，他测出该地一纬度的经线的弧长约为129.41千米。它与现代测算的北纬34.5度地方的子午线一度弧长110.6千米相比，相差20.7千米，相对误差为18.7％。
在8世纪，两个大地测量队被法国科学院派出，其中一队去了瑞典的拉普兰，另一个队则到了南美洲的赤道地区，两队分别对两个区域里的经线一度的长短进行了测定。测定证明：地球上经线一度的长度在极区要比在赤道略短些，说明地球是个扁球体。
自从19世纪以来，科学家们又进行了无数次的测量和计算地球的大小，其中前苏联学者克拉索夫斯基和他的学生在前苏联、西欧和美国等地进行弧度重力测量后所得出的数值，在那个时候是较为精确的。
地球到底有多大
由于近年来测量技术的不断进步，人类已获得了对地球测量的很多方法。尤其是利用宇宙飞船和人造卫星进行测量，让我们获得更精确的地球数据：地球的赤道半径是6378.140千米，极半径是6356.755千米；赤道半径和极半径之差同赤道半径之比是1：298．25。如果一个半径为298.25毫米的地球仪按照这个扁平率做成，那么极半径与赤道半径只有l毫米之差，这样就像一个真正的圆球了。
除此之外，利用现代科技测量出的相关数据显示：地球的经线圈周长约为40000.5千米，赤道周长大约是40075.5千米，整个地球的质量约为600000亿亿吨，表面积约为5.1亿平方千米，体积约为10830亿立方千米。
小知识——地球的温度
根据推测，地核的温度大约是4700℃，比太阳光球6000℃的表面温度稍微低一些。地球上在闪电中产生最高温度，一次闪电能释放的能量达100亿焦耳，到30000℃，这个温度是太阳表面温度的5倍，但比太阳核心的温度（1400万℃）低多了。北半球的“冷极”是地球上最冷的地方，1961年1月，在西伯利亚东部的奥伊米亚康，最低温度是-71℃；南极大陆作为南半球的“冷极”，1960年8月24日气温为-88.3℃。
地球的公转与自转
地球绕着地轴不停地旋转，就像一只陀螺。地球自转就是绕着自己的轴心转动。地球自转一周的时间大约是23小时56分4秒，也就是我们所说的“一日”。而公转就是地球绕太阳的运动，公转一周所需的时间为约365.25天，也就是我们说的“一年”。
地球在怎样自转
地球的自转是指地球绕地轴的旋转运动。地轴具有基本上稳定的空间位置，北端始终指向北极星附近，而地球自转的方向是自西向东，从北极上空看是呈逆时针方向旋转。
地球自转一周约用23小时56分，这个时间称为恒星日。但是在地球上，因为我们选取的参照物是太阳，所以我们感受到的一天是24小时。由于地球自转的同时也在公转，地球自转和公转叠加的结果就产生了这4分钟的差距。天文学上将我们感受到的这1天的24小时叫做“太阳日”。
地球自转的平均角速度为每小时转动15度。在赤道上，自转的线速度是每秒465米，由于地球自转，天空中就产生了各种天体东升西落的现象，人们最早计量时间也是利用的地球自转。
科学研究表明，地球自转速度每经过100年减慢近2毫秒，但目前却有不同的解释其变慢的原因。
除康德提出引起地球自转速度减慢市由于月球起潮力外，还有人认为是地球半径的胀缩、地核的增生、地核与地幔之间角动量的交换，以及海平面和冰川的变化等，都会引起地球自转的长期变化。
