地球的起源之谜
我们一降生到这个世界上，就同地球分不开了。地球作为我们诞生、劳动、生息、繁衍的地方，人类共有的家园，和我们的关系太密切了。那么地球是如何形成的呢？对于这一问题，自古以来，人们就对它有着种种解释，也留下了很多神话传说。
我国古代有“盘古开天辟地”
之说。相传，世界原本是一个黑暗混沌的球体，外面包裹着一个坚硬的外壳，就像一只大鹅蛋。
多年以后，这个大黑团中诞生了一个巨人——盘古。他睁开眼睛，可周围漆黑一片，什么也看不见，他挥起神斧，劈开混沌，于是，清而轻的部分上升成了天空，浊而重的部分下沉成了大地。
在西方国家，据《圣经》记载，上帝耶和华用六天时间创造了天地和世界万物。
第一天，他将光明从黑暗里分出来，使白天和夜晚相互更替。
第二天，创造了天，将水分开成天上的水和地上的水。
第三天，使大地披上一层绿装，点缀着树木花草，空气里飘荡着花果的芳香。
第四天，创造了太阳和月亮，分管白天和夜晚。
第五天，创造了飞禽走兽。
第六天，创造了管理万物的人。
第七天，上帝休息了，这一天称为“安息日”，也就是现在的星期天。
现在看来，这些美丽的神话传说是没有科学根据的。随着科技的发展，人们对太阳系的认识也逐渐深刻。18世纪以来，相继出现了很多假说。近几十年来，由于天体物理学等近代科学的发展、天文学的进步、宇航事业的兴起等为地球演化的研究提供了更多的帮助，现介绍几种假说供参考。但要解开宇宙之谜，还需我们不懈的努力。
(1)星云说：法国数学家和天文学家拉普拉斯(1749~1827年)于1796年发表的《天体力学》及后来的《宇宙的叙述》中提出太阳系成因的假说——星云说。他认为太阳是太阳系中最早存在的星体，这个原始太阳比现在的太阳大得多，是由一团灼热的稀薄物质组成，内部较致密，周围是较稀薄的气体圈，形状是一个中心厚而边缘薄的饼状体，在不断缓慢地旋转。经过长期不断冷却和本身的引力作用，星云逐渐变得致密，体积逐渐缩小，旋转加快，因此愈来愈扁。
这样位于它边缘的物质，特别是赤道部分，当离心加速度超过中心引力加速度时，便离开原始太阳，形成无数同心圆状轮环(如同现在土星周围的环带)，相当于现在各行星的运行轨道位置。
由于环带性质不均一，并且带有一些聚集凝结的团块。这样在引力作用下，环带中残余物质，都被凝固吸引，形成大小不一的行星，地球即是其中一个。各轮环中心最大的凝团，便是太阳，其余围绕太阳旋转，由于行星自转因此也可以产生卫星，例如地球的卫星——月亮，这样地球便随太阳系的产生而产生了。
(2)灾难学派的假说：1930年英国物理学家金斯提出气体潮生说，他推测原始太阳为一灼热球状体，由非常稀薄的气体物质组成。一颗质量比它大得多的星体，从距离不远处瞬间掠过，由于引力，原始太阳出现了凸出部分，引力继续作用，凸出部分被拉成如同雪茄一般的长条，作用在很短时间内进行。较大星体一去不复返，慢慢地，太阳获得新的平衡，从太阳中分离出长条状稀薄气流，逐渐冷却凝固而分成许多部分，每一部分再聚集成一个行星。被拉出的气流，中间部分最宽，密度最大，形成较大的木星和土星。两端气流稀薄些，形成较小的行星，如水星、冥王星、地球等。
(3)陨石论(施密特假说)：前两种假说都提出了一个原始太阳分出炽热熔融气体状态的物质。施密特根据银河系的自转和陨石星体的轨道是椭圆的理论，认为太阳系星体轨道是一致的，因此陨星体也应是太阳系成员。因此他于1944年提出了新假说：在遥远的古代，太阳系中只存在一个孤独的恒星——原始太阳，在银河系广阔的天际沿自己轨道运行。在60亿~70亿年前，当它穿过巨大的黑暗星云时，便和密集的陨石颗粒、尘埃质点相遇，它便开始用引力把大部分物质捕获过来，其中一部分与它结合；而另一些按力学的规律，聚集起来围绕着它运转，直至走出黑暗星云，这时这个旅行者不再是一个孤星了。
它在运行中不断吸收宇宙中的陨体和尘埃团，由于数不清的尘埃和陨石质点相互碰撞，于是便使尘埃和陨石质点相互焊接起来，大的吸小的，体积逐渐增大，最后形成几个庞大行星。行星在发展中又以同样方式捕获物质，形成卫星。
以上仅介绍三种关于地球起源的学说，一般认为前苏联学者施密特的假说(陨石论)是较为进步的，也较为符合太阳系的发展。根据这一学说，地球在天文期大约有两个阶段：
(1)行星萌芽阶段：即星际物质(尘埃、硕体)围绕太阳相互碰撞，开始形成地球的时期。
(2)行星逐渐形成阶段：在这一阶段中，地球形体基本形成，重力作用相当显着，地壳外部空间保持着原始大气(H2O、CO2、NH3、NH4等)。由于放射性蜕变释热，内部温度产生分异，重的物质向地心集中，又因为地球物质不均匀分布，引起地球外部轮廓及结构发生变化，亦即地壳运动形成，伴随灼热融浆溢出，形成岩侵入活动和火山喷发活动。以上便是地球演化较新的观点。
上述从第二阶段起，地球发展由天文期进入到地质时期。
地球的年龄是多大
地球有多大岁数？从人类的老祖先起，人们就一直在苦苦思索着这个问题。
玛雅人把公元前3114年8月13日奉为“创世日”；犹太教说“创世”是在公元前3760年；英国圣公会的一个大主教推算“创世”时间是公元前4004年10月里的一个星期日；希腊正教会的神学家把“创世日”提前到公元前5508年。
着名科学家牛顿则根据《圣经》推算地球有6000多岁。而我们民族的想象更大胆，在古老的神话故事“盘古开天地”中传说，宇宙初始犹如一个大鸡蛋，盘古在黑暗混沌的蛋中睡了18000年，一觉醒来，用斧劈开天地，又过了18000年，天地形成。
地球的年龄指地球从原始的太阳星云中积聚形成一个行星到现在的时间。
地球年龄约为46亿年。地球年龄可分为天文年龄和地质年龄两种。地球的天文年龄是指地球开始形成到现在的时间。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。通常所说的地球年龄是指它的天文年龄。
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。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，英国着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2000万~4000万年。这些数字远远小于地球的实际年龄，但作为早期尝试还是有益的。
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。根据这种办法，科学家找到的最古老的岩石，有38亿岁。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，发现月球的年龄为44亿~46亿年。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。
探询地球的内部
地球内部结构是指地球内部的分层结构。今天探测器可以遨游太阳系外层空间，但对人类脚下的地球内部反而很难触及，知之甚少。目前世界上最深的钻孔也不过12千米，连地壳都没有穿透。科学家只能通过研究地震波、地磁波和火山爆发来揭示地球内部的秘密。一般认为，地球内部有三个同心球层：地核、地幔和地壳。
1.地壳
地壳是地球的表面层，也是人类生存和从事各种生产活动的场所。地壳实际上是由多组断裂的、很多大小不等的块体组成的。它的外部呈现出高低起伏的形态，因而地壳的厚度并不均匀：大陆下的地壳平均厚度约35千米，我国青藏高原的地壳厚度为65千米以上；海洋下的地壳厚度仅5~10千米；整个地壳的平均厚度约15千米，这与地球平均半径6371千米相比，仅是薄薄的一层。
地壳上层为花岗岩层，主要由硅-铝氧化物构成；下层为玄武岩层，主要由硅-镁氧化物构成。理论上认为，地壳内的温度和压力随深度增加，每深入100米温度升高1益。近年的钻探结果表明，在深达3千米以上时，每深入100米温度升高2.5益，到11千米深处温度已达200益。
目前所知地壳岩石的年龄绝大多数小于20多亿年，即使是最古老的石头——丹麦格陵兰的岩石也只有39亿年；而天文学家考证地球大约已有46亿年的历史，这说明地球壳层的岩石并非地球的原始壳层，是以后由地球内部的物质通过火山活动和造山活动构成的。
2.地幔
地壳下面是地球的中间层，叫做“地幔”，厚度约2865千米，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。地幔又可分成上地幔和下地幔两层。一般认为上地幔顶部存在一个软流层，推测是由于放射元素大量集中，蜕变放热，将岩石熔融后造成的，可能是岩浆的发源地。下地幔温度、压力和密度均增大，物质呈可塑性固态。
3.地核
地幔下面是地核，地核的平均厚度约3400千米。地核还可分为外地核、过渡层和内地核三层，外地核厚度约2080千米，物质大致成液态，可流动；过渡层的厚度约140千米；内地核是一个半径为1250千米的球心，物质大概是固态的，主要由铁、镍等金属元素构成。地核的温度和压力都很高，估计温度在5000益以上，压力达1.32亿千帕以上，密度为每立方厘米13克。美国一些科学家用实验方法推算出地幔与核交界处的温度为3500益以上，外核与内核交界处温度为6300益，核心温度约6600益。
地球的大气层
大气层的定义
大气层(Atmosphere)又叫大气圈，地球就被这一层很厚的大气层包围着。
大气层的成分主要有氮气占78.1%，氧气占20.9%，氩气占0.93%，还有少量的二氧化碳、稀有气体(氦气、氖气、氩气、氪气、氙气、氡气)和水蒸气。
大气层的空气密度随高度而减小，越高空气越稀薄。大气层的厚度在1000千米以上，但没有明显的界线。整个大气层随高度不同表现出不同的特点，分为对流层、平流层、中间层、暖层和散逸层，再上面就是星际空间了。
对流层在大气层的最底层，紧靠地球表面，其厚度为10~20千米。对流层的大气受地球影响较大，云、雾、雨等现象都发生在这一层内，水蒸气也几乎都在这一层内存在。这一层的气温随高度的增加而降低，每升高1000米，温度下降5~6益。动、植物的生存，人类的绝大部分活动，也在这一层内。因为这一层的空气对流很明显，故称对流层。对流层以上是平流层，距地球表面20~50千米。平流层的空气比较稳定，大气是平稳流动的，故称为平流层。在平流层内水蒸气和尘埃很少，并且在30千米以下是同温层，其温度在-55益左右。
平流层以上是中间层，距地球表面50~85千米，这里的空气已经很稀薄，突出的特征是气温随高度增加而迅速降低，空气的垂直对流强烈。中间层以上是暖层，距地球表面100~800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时，太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收，因此温度升高，故称暖层。散逸层在暖层之上，由带电粒子组成。
除此之外，还有两个特殊的层，即臭氧层和电离层。臭氧层距地面20~30千米，实际介于对流层和平流层之间。这一层主要是由于氧分子受太阳光的紫外线的光化作用造成的，使氧分子变成了臭氧。电离层很厚，距地球表面80千米以上。电离层是高空中的气体，被太阳光的紫外线照射，电离成带电荷的正离子和负离子及部分自由电子形成的。电离层对电磁波影响很大，我们可以利用电磁短波能被电离层反射回地面的特点，来实现电磁波的远距离通讯。
在地球引力作用下，大量气体聚集在地球周围，形成数千千米的大气层。
气体密度随离地面高度的增加而变得愈来愈稀薄。探空火箭在3000千米高空仍发现有稀薄大气，有人认为，大气层的上界可能延伸到离地面6400千米左右。
据科学家估算，大气质量约6000万亿吨，差不多占地球总质量的百万分之一。
大气对流层
接近地球表面的一层大气层，空气的移动是以上升气流和下降气流为主的对流运动，叫做“对流层”。它的厚度不一，在两极上空为8千米，在赤道上空为17千米。对流层是大气中最稠密的一层，占大气层的四分之三还要多。大气中的水汽几乎都集中于此，是展示风云变幻的“大舞台”：刮风、下雨、降雪等天气现象都是发生在对流层内。
大气平流层
对流层上面，直到高于海平面50千米这一层，气流主要表现为水平方向运动，对流现象减弱，这一层叫做“平流层”，又称“同温层”。这里基本上没有水汽，晴朗无云，很少发生天气变化，适于飞机航行。在20~30千米高处，氧分子在紫外线作用下，形成臭氧层，像一道屏障保护着地球上的生物免受太阳高能粒子的袭击。
大气中间层
平流层以上，到离地球表面85千米，叫做“中间层”。中间层以上，到离地球表面500千米，叫做“热层”。在这两层内，经常会出现许多有趣的天文现象，如极光、流星等。人类还借助于热层，实现短波无线电通信，使远隔重洋的人们相互沟通信息，因为热层的大气因受太阳辐射，温度较高，气体分子或原子大量电离，复合概率又小，形成电离层，能导电，反射无线电短波。
大气暖层
中间层以上是暖层，距地球表面100~800千米。暖层最突出的特征是当太阳光照射时，太阳光中的紫外线被该层中的氧原子大量吸收，因此温度升高，故称暖层。散逸层在暖层之上，为带电粒子所组成。
