地球生命的起源，是科学家长期以来努力寻求答案的问题，但归结各个关于生命起源的推论，大致可分成两大类：第一是生命源于地球本身的演化，在地球成形之后，化学作用创造出生命来；第二是生命源于宇宙其他地方，经由一些天体（例如彗星、陨石）传播到地球，再在地球上繁衍。两种见解各自有其拥护者。趋向接受第一类推论的科学家，也就是认为地球上的生命是自然地产生出来的，如美国的尤雷（H.C.Hrey）和米勒（S.L.Miller）。他们曾多番尝试，在实验室内重演远古的地球上生命诞生的历程，模仿原始地球的大气层和海洋，再以紫外光照射，以通电代替雷击，几个月后再分析结果。尤雷和米勒都发现实验结果中有氨基酸的成分，而氨基酸正是地球生物体内不可或缺的蛋白质的基础。
尤雷—米勒实验美中不足的地方，当然就是时间不足，意思是：他们的实验只进行了几个月，但假如他们的推论正确的话，则地球有数10亿年的时间，好整以暇地进行由简而繁的生物化学化合过程。不过，面对尤雷—米勒实验的结果，仍然有些科学家认为，地球生命的胚胎是来自外太空，由彗星携带着，当彗星撞落地球表面时，便给地球表面死寂的原始环境，增添了原生物质，再逐步发展成复杂的生命体。近期大力提倡这个“彗星播种论”假说的，首推英国的霍耳（F.Hoyle），支持他的学者，还有一位印度裔的天文学家威拉马星格（C.Wickrama singhe）。霍耳在20世纪40年代提出“稳态”（Steady State）的宇宙论，不获支持；威拉马星格更曾在1981年底，当进化论面对创生论（Creationism）挑战时，在公开场合发表意见支持创生论。提出这些资料并非要将霍耳和他的支持者描绘成专门唱反调的学者，反而强调了霍耳和他的理论遇到的困难。
霍耳认为，正如原始地球的海洋，充满着有机物质，为进行有机化合反应提供条件，彗星一样可以成为生物化学反应的地方。霍耳采纳了“脏雪球”(Dirty Snowball)的彗星模型，推论彗星在太阳系形成的初期，吸附了很多含碳的有机化合物。然后，彗星与彗星的互相碰撞，和彗星内部的放射性同位素，提供足够的热侧，溶解原本为冰状的彗星核心，让有机化合特能够在较和暖的液态环境中，进行随机的化合反应。就是这样，彗星内部便出现了生物的胚胎，同时受着彗星外面仍然凝结的表面保护，免被太空中的真空和严寒破坏。霍耳推论，就在40亿年前，就有这样一颗带着生命素材的彗星，冲入原始地球的大气层，向着地球还未完美的表面直撞下去，地球上生命的故事，就由此展开了。
霍耳的推论惊人之处，还不止此。彗星既侧为地球带来生命，也能威胁地球现存的生命。彗星能孕育出生命，在40亿年前将之赐予地球，当然也能继续孕育生命。这些简陋的生命体，可能由彗星带到地球上来，或因彗星一边运行、一边留在轨道上的微尘，陨落地球表面而来到我们的世界。这些对我们地球生物算是陌生的生命体，形式像一些过滤性病毒，霍耳也就大胆假设，这些“彗星病毒”，无论在时间上或结构上，都和我们这些高等的地球动物脱了节，反过来说，地球生物对于这些“彗星病毒”也没有了抵抗力。霍耳说，一些流行疾病，好像感冒、伤风、天花和植物、牲畜感染的病症，正是由这些“彗星病毒”造成。
多么耸人听闻的理论。霍耳更认为，著名的哈雷彗星，将两种流行性感冒的病毒带来地球，分别引起1957年世界性的流行性感冒、1968年的另一次感冒泛滥。当然，这些“彗星病毒”并不一定要出现在地球上空中才降临，而可以随着微陨尘降临大地，而在降落到大气层较低部分时，也会被气流或水分带动，分布到世界上不同区域。根据霍耳的推理，天花虽然从地球上消失，但这只是暂时的平静，几百年后天花又会在地球表面肆虐。
霍耳的“彗星病毒”理论，可谓从一个新的角度，考虑彗星与生命起源和演化的关系，同时语出惊人的霍耳也自己提出的理论要站稳阵脚，尚要解答很多问题，其中之一，就是彗星上的病毒（假如真的存在），又如何能吻合地球生物细胞里那进步而复杂的基因，而引致发病呢？依附在微陨尘的病毒（假如真的存在），又能否捱得住飞越大气层时磨擦产生的高温呢？正如美国的米勒和另一位研究生命起源的学者奥吉尔（L.E.Orgel），在“地球生命的起源”（“The Origins of Life Earth”）一书中指出，“当彗星浓缩成一固体行星时，它可能常常同地球碰撞，也可能使地球增加相当数量的碳化合物……但不是所有原来存在于彗星中的有机物都能幸存下来，因为有些物质在冲击中被高热分解了。尽管彗星头的化合物正是（在原始地球上）形成生命的那些物质，但是把生命起源中的重要作用归因于彗星的合成，看来正当理由很少。”不过就是异想天开，也替生命的起源，提供了另一种想法。
总而言之，传统的生命自然地发生于地球上，和霍耳的“彗星播种说”并不互相排斥；在地球过去的45亿年历史中，或许有一颗、甚至多颗彗星，猛然撞击地球，从而以另一种方式影响生命的历程。
无论是来自遥远的太空还是源于地球本身，第一颗生命的种子开始发芽、繁殖、演化。从第一个生物体的诞生直到人类的生生死死，这段千回百转、扑朔迷离的生命发展历程长达30亿年的时间。
地球生命源于陆地还是海洋，抑或由小行星从宇宙某个遥远的地方携带而来？至今，有关地球生命的起源问题仍然是令科学家费尽心思的不解之谜。他们常常各持己见，莫衷一是。我们居住的行星大约形成于46亿年前，从某种程度上说，在一个无法确定的时间，一定是发生了什么情况，因为这颗毫无生气的天体开始接纳与岩石和水迥然不同的某些东西。氮和碳分子进化为DNA，一种微生物在宇宙星际间四处旅行……不容置疑的事实是，这种微小的分子出现数百万年之后，原始的单细胞体诞生了，后来慢慢又出现了越来越复杂的水生生物，它们最终登陆陆地，从此各种生物在地球上大规模地繁衍并蔓延开来。
今天，地球上大约存在200万种不同种类的生物。但所有种类的生物都发端于同一种物质——一种到某种程度时能启动生命历程的物质。这是一种什么物质呢？本文将阐述有关地球生命的最新理论和最新研究成果。 在太空中游弋的一些天体的碎片犹如宇宙中的一伙“强盗”，迟早要冲撞某个天体。但是与地球发生碰撞的一些彗星和小行星，也许因此而成为地球生命的创造者。很有可能是一颗彗星（由岩石和冰构成的天体）把大量的水带到地球，假若没有水，地球可能永远是一颗干燥的行星。
意大利从事外空生物学研究的27个科研小组的协调员克里斯蒂亚诺·科斯莫维奇认为：“无论是生命的诞生还是进化，彗星和小行星肯定发挥了至关重要的作用。最近在小行星中发现了有机分子，也就是构成生物的分子。这些最新发现使人不得不再次重新考虑阿恒尼斯于1907年提出的胚种假说，这种假说认为，正是彗星和小行星这样的天体在地球上播撒下生命的种子，这些天体有点像公共汽车，把有机物质，有时甚至是很复杂的物质，从太阳系的一颗行星运送到另一颗行星上，而且有人认为它们同时还带来了细菌。”
但是，这位外空生物学家补充说，巨大无比的陨星也造成了真正的自然灾难，真是祸从天降。“一方面，这些现象导致许多生物物种比如恐龙的灭绝，但恰恰也因此同时促进了生命形态的发展，例如恐龙的灭绝使哺乳动物繁衍得更快，然后是人类的兴盛。”RNA和DNA：生命的链条
有的生物，除了维持自身的存在之外，还能繁衍几乎和自己一样的后代。这种既保存自身又能复制自身的能力，构成生命和物质的本质区别。然而，生命只不过是由像碳和氮这样普普通通的原子构成的，如此平常的元素怎能肩负起创造千姿百态的生物的重任呢？
意大利帕多瓦大学生物学家、研究细胞起源的学者马蒂诺·里佐蒂说：“事实上，最大的疑问是要搞清有机分子如何变成由蛋白质、脂肪或类脂化合物、糖和核酸（RNA和DNA）构成的完整细胞，细胞的各组成部分完美结合，相互之间又能够发生适当的作用，目前有三种理论可以解释这一进程。理论之一是建立在类脂化合物具有结合能力上。事实上，这些分子在有水的环境中能自发形成不断成长的小球体，当这些小球体的大小达到一定规模后，可能发生分化，从而产生两个更小的球体。如果其他分子同类脂化合物相结合，那么这个进程就可以解释一些与细胞类似的结构的成因。第二种理论则以核酸（特别是RNA）对一些化学反应具有促进作用为依托，时至今日，一些化学反应仍然是生命进程的关键。第三种理论的出发点是蛋白质，其基本成分氨基酸在温热的原始海洋中很容易形成，然后聚合起来，形成一些被称为显微球的复合物，它们呈现出细胞的典型特点。”
但是，澳大利亚阿德莱德大学的物理学家、著有多部有关生命和宇宙起源畅销书的作者保罗·戴维斯则认为，上述解释难以令人信服。他指出：“问题的关键不是细胞的所有组成部分是如何形成的，而是它们如何结合成一体。我们距离揭开生命之谜还差得很远。”
载着生命种子的天体碎片：一个十分引人入胜的假设是，是袭击地球的一颗 小行星把原始的生命形态带到了地球。
两个“巨大的”分子：RNA是一种分子，它由一个核糖和一个磷酸分子交替形成的单元构成，这些单元通过基质相互连接形成一个长链。DNA有两条螺旋链，每条螺旋链类似于RNA。RNA的糖组成元素是核糖，DNA的糖组成元素则是脱氧核糖。
漆黑一片的深海中的秘密
世纪70年代末以来，海洋学者乘坐潜水器考察了大洋中脊和裂谷，他们在太平洋的海底山脉附近和加拉帕戈斯海岭发现了一片广阔的区域，从那里的洋底涌出的沸水，温度高达380℃。海洋的冷水由地壳裂隙渗入洋脊内部，变成热海水，它与玄武岩发生强烈的化学反应，将岩中的金属离子比如锰、锌、铜和铁淋滤出来。这种海下温泉还散逸出大量的气体，其中包括甲烷、硫化氢、氢气。温泉口周围细菌大量繁殖，它们通过使硫化氢氧化来获取生命所必需的能量，进行化学合成，形成初级生命物。细菌同其他像“管状蠕虫”、带贝壳的软体动物、螃蟹和虾这样一些更为复杂的生物在此共生着。
经过实验室验证，这是一个广泛的生态系统，它所处的环境漆黑一片，与以光合作用为基础的陆地环境截然不同。最近有人假设，正是由于这些深海环境导致了地球上生命的诞生。
海洋底生命可能就是这样形成的：氨基酸在蛋白质中聚集，而蛋白质又造就了RNA，接着DNA和原始细胞形成。
这种假说的可能性已通过在实验室里进行的模拟同样环境的实验得到了证实。当把含有氨基酸（甘氨酸、丙氨酸、天冬酰胺）水溶液的试管在134个大气压、250℃条件下加热6小时后，人们发现，它们形成了一些具有膜质结构的微小球体，直径在1.5‰～2.5‰毫米。科学家由此推断：最初的细胞可能就是产生于这些球体。
30亿年的成长历程
随着时间的推移，生命在不断地进化，其形态也越来越复杂。在生命发展史上发生的第二次剧变就是核膜，或者称包裹细胞核的膜的出现。细胞是生物体整个“生物系统”的砖石。在核膜内包含有DNA，即含有维持生命和自我繁殖所必需的所有信息的物质。这种保护形态能够使DNA免受外界环境侵扰，使细胞得以生存，并且经受得住环境变化的考验。生命发展史上的第三大剧变就是多细胞生物的出现。
温度达350℃的海底温泉：海洋的冷水渗入地壳的缝隙，当同炽热的岩浆接触时，海水温度升高，当海水再次上升时，同覆盖在火山喷射通道内表面的玄武岩发生反应，这时海水内注入了金属离子。
生命开始出现差异
细胞慢慢地不断聚集，产生了具备越来越专业化功能的生物体。事实上，这些生物体的细胞在形态上开始出现差异，每一细胞都承担维持生命和自我繁殖所必需的各种功能。有天壤之别的生命形态可能就是这样充斥地球的。然而，如果说生命形态千差万别，那么生物系统的基础却是一样的，每一生物体都有一个传送遗传信息的元素和一个根据这种信息使生命得以维持和传宗接代的系统。如图所示，从左到右，大约35亿～40亿年前在地球上出现的原始生物是单细胞体，它们没有核膜，也就是说“赤裸裸的”，DNA在外界环境下暴露无遗。
大约26亿年前，生物史上发生了一次革命性的事件。一些类型的叠层石（由既捕获沉积物又沉淀钙质的藻丛所形成的一种层状或穹状钙质沉积物）借助一个原始的光合作用系统开始制造氧气，就像今天在植物中发生的情况一样。但是直到那时，氧气对于生物来说仍然是一种有毒气体。随着氧气浓度的逐步增加，经过一次自然选择，只有那些经受住了氧气存在这一考验的生命形态才得以幸存。16亿年前，地球上终于产生了具备真正核膜的细胞生物，然后，多细胞生物接踵而至。
在7亿年前，经过30亿年漫长的进化之后，生命形态长到足以用肉眼可以观察到的大小。
参考参考.
地球是我们赖以生存的星球，这里有土地、山川、海洋、绿树、花草，以及各种与人类同呼吸的生物。我整理了地球科学论文，欢迎阅读!
共同保护绿色地球
上海浦东发展银行和中国生物多样性保护与绿色发展基金会签订合作协议， 使我们为绿色经济做了一件实事， 这既是本会的主旨， 也是对雅安、芦山地区遇难同胞表达的一种哀思，同时也充分表达了我们对自然灾害的警竦和反省!
集人类智慧、科技全部成果和手段，人们也无法在银河系中看到一颗如地球这般美丽的绿色星球，也无法听到银河系之外任何生命信息发送的声音。人类能够生活在绿色地球上是多么幸运。但这种幸运是有条件的。第一，地球是有生有灭的。目前地球已存在45 亿年，它还能存在多久则无人能知。第二，地球是有生命的，而人类只是生命中的一种物种。第三，地球还有自我修复，自我净化的体能。兴安岭大火烧毁了青松，第二年就会齐刷刷长出片片白桦林，白桦林被烧掉，又会长出茂密的青松。动物吸入氧气，吐出二氧化碳，植物则吸入二氧化碳，吐出氧气。大自然运行导致的生态平衡十分奇妙。第四，地球灭亡的原因是自然死亡呢?还是外力引起的毁灭?或是出自内部的力量，即人的力量?人虽不能主宰自然，但他可以主宰其它一切动物、植物物种的生命。因为人是处于整个动物链条的顶端，人可以伐尽亚马逊河、刚果河流域的广袤雨林，也可以猎尽除他自身以外所有的哺乳类动物。人类已经历了二百多年工业化的历史，两次工业革命都使人类的文明化程度大大提高，在一定意义上讲，把人类比作造物主一点也不过分。但工业化也带来大量的温室气体，只要温室气体重新包裹了地球，封闭了地球，阻塞了地球的自我修复、净化功能，丧失了地球和其体外的交换，地球上的生命也就几乎灭绝了，地球实际也就死亡了。这就是人毁灭地球的过程。
我国改革开放三十年成为世界第二大经济体，同时在污染排放量上也是世界第二大经济体!请看我国的二氧化硫已占世界排放量的70%，二氧化碳占20%，BOD 占30%，ODS 占40%，汞占25%。有人说中国是拉动世界经济发展的火车头，但却是一辆高能耗、高投入、高污染、低效益的红色火车头，如何回应此话，并不重要，关键是我国必须下定决心，要做一辆低能耗、低投入、低污染、高效益的绿色火车头。2006 年，我国“十一五发展规划”第一次提出了量化的节能减排任务。2007 年党的十七大报告首次提出“构建社会主义生态文明”的战略构想。2012 年党的接着提出“五位一体”的文明建设。再看历史，1982 年1 月1 日，党中央印发的该年一号文件即提出我国农业要“在充分发扬我国的传统农业技术优点的同时，广泛借助现代化科学技术的成果，走投资省、耗能低、效益高和有利于保护生态环境的道路……”
我国改革之初即成立了城乡建设环境保护部、“中国生态学学会”，1984 年4月又成立了“中国生态经济学会”。万里同志是后面这个学会的会长。在成立大会上，万里同志讲：“总的来讲，我们国家对于生态经济问题的认识是不够的。有些地方的生态条件不是好了，而是差了。”“绿化问题不仅是一个经济问题，而且是一个人类生存条件的问题。”“不仅黄河流域水土流失没有减轻，长江流域水土流失面积也有所扩大。”“目前(渔业)捕捞能力已经超过海水资源的再生能力”;很多人“常常为了眼前经济利益伤害益禽益兽，破坏生态平衡，致使虫害增加，鼠害扩大，结果得不偿失。” “今后北方城市水资源不足的问题将日益突出。”工业“三废”所带来的结果，“一方面工业赔款，另一方面耕地被污染，造成双重经济损失。” “有些病可称为环境病……现代化建设中必须认真研究加以解决。”在解决城市建设问题上也有一个“如何按照生态经济的规律来建设城市”的问题。万里同志还引用了恩格斯关于美索不达米亚、希腊、小亚细亚、阿尔卑斯山和古巴的例子说明生态经济问题，说明人类如果违背自然规律，就要加倍受到大自然惩罚的问题。二十九年过去了，世界对生态、环保、绿色经济的认识更丰富了，任务更迫切了，世界关于各种生态环境的协议，联合国关于此类问题的各种公约，已经不少。如“京都议定书”，“生物多样性保护公约”，“里约环境与发展宣言”等等。当前已有专家学者提出即将到来的一种以互联网和新能源相结合的新经济时代。互联网、新能源、新材料、生物技术、节能减排、低碳经济已成为反映新经济时代的关键词。奥巴马也在他第一届总统任期中，畅谈了他的五个绿色梦想，并在去年成功把页岩气生产投入市场，逐步取代石油。在世界经济大势的潮流中，我国银行企业和我国绿色NGO 组织进行的合作十分有意义。我代表中国生物多样性保护与绿色发展基金会祝贺此项合作长期进行下去，并祝愿合作成功。同时提出几点希望：
一、学习国际、国内关于绿色经济发展的各种理论学说，紧密跟踪世界科技的最新成果。不要认为生态、环保、绿色就没有教条主义意识形态的干扰。万里同志在那次会上讲：有种错误观点，“认为生态破坏并造成恶性循环，只有资本主义国家才会发生，我们是社会主义国家，不会发生那样的问题。”这个观点成立吗?根本不能成立，事实是不少欧洲国家，以及澳洲、加拿大、日本在这方面做得比我们好。我认为，只要人与其同类共生，人类与地球共存，就一定会有普世价值的产生，就一定能对博爱、地球村、生态文明、生物链条做出最有深度、最近本原的诠释。那种认为欧美污染空气、土地200 年，我们才30 年，发展中国家切不可强调环保而上了欧美发达国家之当的观点绝不可取。
二、打造绿色企业和绿色信贷的通畅流程和盈利模式。浦发银行于1993 年1月9 日开业，1994 年上市，银行总资产现为21000 亿，本外币货款余额11000 亿，各项存款余额16000 亿，2010 年税后利润190 亿。现在浦发银行愿意向绿色企业授信三百亿额度，但绿色企业必须达到相应条件才能获得实际贷款，基金会的推荐也必须具有相应的商业知识。信贷流程和盈利模式应在银企合作过程中越做越完备，越完善。因为这是一项创新工程，用盈利的模式带动公益效果，而不是单纯的做公益事业，投入必须有产出，绿色信贷必须有节能减排绿色增值的价值。在座的企业有在长江金沙江修建了240 万装机容量金安桥电站的企业，现在转为做太阳能薄膜电站设备。有打造沙产业，用于废井采油、建筑产业、农业节水的企业;有在内蒙成立的阿拉善生态联盟，为改变生态环境而参与其中的企业近百家;还有开发新能源，并翻译出版杰里米・里夫金《第三次工业革命》一书的企业。如果银企合作成功，那么绿色企业将会获得必要的贷款，成为英雄有用武之器的企业，银行也将会有更多符合条件的、忠实的客户，成为英雄有用武之地的银行。
三、今后浦发银行和基金会可否发展成更为紧密的关系。这次政府机构改革为企业和民间组织的横向联系、松绑放权敞开大门。我们应该抓住时机，进一步密切和扩大企业、银行、基金会、政府的联系，在国内外发挥更大作用。
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地球的形成，根据星云理论，地球原星体大约比现在重500倍，直径大约是现在的2000倍，由于重国的差异，重元素沉入物质，形成厚而重的核心，周围是轻的物质。当太阳收缩到内部产生反应时，太阳发热、发光、辐射出大量粒子，这些粒子扫射到地球表面时，把地球表面轻物质“赶跑”。于是地球就剩下那些密度大的，基本上都是固态的物质了。 还有一些假说，也有一定的道理。如有人认为地球是是太阳中甩出来的；有人认为是太阳一颗孪生伴星变成碎块后，其中有一块成为地球。这些假说，不像星云说为大家所接受。 宇宙大爆炸释放出大量物质和巨大的能量，又不知经历了多少年代，宇宙还未定型，还没有星系和行星，更没有生命；到处都是一片黑暗，氢原子亦尚在虚空；四处散布的密度较大的气团在不知不决中慢慢变大，氢聚集成比现代的恒星还要大的多的气团；最后在这些大气团中点燃了核反应的火炬。第一代星体就这样产生了，从而照亮了黑沉沉的宇宙空间。核裂变产生了重元素，以及氢燃烧后留下的尘埃，这些正是未来行星和生命形式所需要的原材料。 巨大的星体不久就耗尽了它们贮存的核燃料。在后来发生的大爆炸的震撼下，这些星体又将其大部分物质重新送回到原来形成它们的较稀薄的气体中。然后，在星体间的浓云中形成了由多种元素组成的新聚结体，从而产生了新一代的星体。附近较小的聚结体虽然也能变大，但其体积太小，不足以激发核裂变，便朝着行星的方向发展。其中有一个由岩石组成的小星体，那就是早期的地球。 早期的地球在不断的熔融和凝结过程中释放出大量的甲烷、氨、水和氢气，它们被地球捕集而形成原始的大气和海洋。在阳光的沐浴下，地球逐渐变暖，并产生了风暴和电闪雷鸣。火山爆发、岩浆奔流。这一切过程使原始大气中的分子碎裂，分子的分裂物重新聚结，逐渐生成日益复杂的物质形式，溶界在原始海洋中。再经过一段时间，海水变成温暖而又稀疏的液体。在地表上，发生了分子的组合和复杂的化学反应。有一天，偶然出现了一种能以其它分子为原料，复制出与它们自身相同的分子。随着时间的推移，出现了能更加准确精细地进行自我复制的分子。自然的选择有利于那些复制能力最强的分子。哪些分子复制的好，哪些分子便增多。由于分子复制的消耗，以及转化自我复制的有机分子的复杂缩合，原始的海水逐渐变稀了。生命就这样在不知不觉中慢慢出现了
以地球的历史写1000字的论文，那你可以介绍一下地球的古往今来发生的事情
地球科学是一门既古老而又年轻的科学。说其古老，是因为有关地球科学知识的萌芽与积累从人类诞生的那天起就已开始；说其年轻，是因为地球科学的主要学科的真正创立只是最近几个世纪的事情，并且迄今为止，地球科学虽已发展成为一个较为完善的科学体系，但其中仍存在许多重大基础理论问题未获解决，并且还不断地涌现出新的重大科学问题。地球科学的发展历史大致可分为三个阶段，即：古代地球科学知识的萌芽与积累阶段（17世纪以前）、地球科学的主要学科的创立与初步发展阶段（17～19世纪）、地球科学的革命与全面发展阶段（20世纪至今）。现今地球科学正处在一个革故鼎新的关键时期，可以预见，在不远的将来，地球科学将进入一个全新的、更成熟的发展新阶段。
（一）古代地球科学知识的萌芽与积累（17世纪以前）
有关地球科学的知识与人类生活密切相关，其思想的萌芽可以追溯到远古时代。随着人类文明的发展，地球科学知识也得到了不断积累。我国是具有悠久历史的文明古国，其地球科学思想萌芽之早、知识积累之丰富是任何其他国家都不能比拟的，现仅举几例，可见一斑。
《禹贡》、《山海经》、《管子》是成书于春秋战国时代（公元前770～公元前221年）的最早一批有关地理、地质、水文、气象的著作。《禹贡》记载了公元前21世纪大禹治水时候所了解的全国各地的矿产情况和山川地形。《山海经》除记述了山岳、河流、湖泊、沼泽、气候与气象等之外，还记述了岩石（矿石）及矿物（金属与非金属矿物）72种，矿产地440多处，此书把矿产划分为金、玉、石、土四大类，这是世界上最早提出的矿产分类。《管子》一书曾对金属矿床与找矿知识有精辟论述，指出了利用矿物共生组合及“铁帽”等作为找矿标志的科学方法。该书还曾对河流的横向环流、侧蚀作用形成河曲的过程进行了正确分析。
东汉杰出的科学家张衡于公元132年创造了世界上第一台地震仪——候风地动仪，公元138年在洛阳用这台地震仪正确测出了发生在650 km外的陇西地震（图0-5）。
《水经注》是南北朝卓越的地学家郦道元在研究前人著作的基础上，结合自己的实际考察，于公元512～518年编写的著名地学著作。书中涉及地域广泛（包括中国及部分邻区），记述内容包括河流、瀑布、湖泊、风沙、溶洞、火山、地震、山崩、地滑、温泉、陨石、化石、矿物、岩石和矿产等多方面的地质、地理及水文等内容，至今仍有参考价值。
图0-5 张衡的候风地动仪及简要原理
（引自徐邦梁，1994）
宋朝沈括（1031～1095年）所著《梦溪笔谈》是一部百科全书式的光辉著作，其中涉及地球科学领域的包括陨石、地震、矿物、矿床、化石、河流、地下水、海陆变迁、地形测量和制图等多方面。例如，书中论述了流水的侵蚀作用与沉积作用；推断华北平原是由河流自上游搬运泥沙到下游沉积而形成的冲积平原；沈括还根据太行山东麓山崖间所见海生螺蚌化石，推断东距大海千里以外的该地在古代曾经是海滨；他还根据化石推测古地理、古气候的变迁。沈括对化石的正确认识比意大利人达·芬奇所提出的类似观点要早400年；他在分析地质问题时使用的古今类比法比莱伊尔《地质学原理》所应用的“将今论古”的方法要早700多年。沈括还首次使用“石油”这一科学术语，该术语被一直沿用至今。
《徐霞客游记》是明朝徐宏祖（1586～1641年）撰写的一部考察纪实性著作，书中对我国许多地区的岩溶、火山、温泉、水文、地貌及矿物等作了极有价值的记述。
《天工开物》为明代宋应星（1587～1661年？）所著，书中详细记载了非金属矿物的产地、形状及性质；并根据煤的硬度与挥发性提出了世界上较早的煤分类法；特别是第一次系统论述了我国采矿工程技术，对矿藏开采、井下支护、通风、矿井充填、矿石洗选等都有细致描述。
由此可见，我国古代地球科学思想非常活跃，积累了丰富的理论和实践知识，这一领域的研究与成就当居世界前列。但是由于我国封建社会（特别是后期）的闭关自守，重视习文读经，轻视生产技术和自然科学知识，搞文化专制统治，严重阻碍了科学的发展，使近代地球科学的一些主要学科没能在中国这片沃土上诞生。
国外古代地质知识的萌芽与积累主要集中于欧洲。
古希腊学者毕达哥拉斯（约公元前571～公元前497年）、亚里士多德（公元前384～公元前342年）、狄奥弗拉斯特（公元前370～公元前287年）等都曾对火山喷发、地震和尼罗河三角洲的形成进行了观察和解释，并根据岩层中的贝壳化石得出海陆变迁的概念，他们还对部分岩石、矿物作了初步分类和描述，还对一些天气现象作过适当的描述与解释。
古罗马的斯特拉波（Strabo，公元前63～公元20年）著有《地理学》，书中论及了有关化石、海陆变迁、火山、地震、河流的搬运与沉积作用等许多方面的地质问题。老普里尼（Pliny the Elder）于公元77年著出《自然史》，书中曾对矿物进行了专门论述，包括当时使用的各种矿物、建筑用石材、矿石及矿床、采矿及冶金方法等。同时代的西尼卡（Seneca）著有《自然问题》等书，论述了有关地震、地下水和地面水问题，认识到河流对山谷的侵蚀作用。
14～16世纪欧洲的“文艺复兴”运动给地球科学的发展带来了生机，为地球科学的一些主要学科的创立准备了条件。
15世纪末至16世纪初，哥伦布、麦哲伦等相继环球航海成功，证实地球是球形，并对大洋和大陆的轮廓有了初步了解。1530～1540年，哥白尼写成了《天体运动》这一伟大著作，提出了“太阳中心说”。这对该时期的地球科学研究起了重要促进作用。
意大利艺术家达·芬奇（1452～1519年）早年曾领导开凿运河工程，他对化石进行了细致的观察和研究。他认为，现今内陆或高山上发现的海生贝壳化石，是原先生长在海水中的生物，后来埋藏在泥沙中而形成，并由此推测海陆变迁历史。他还明确指出，地球是一本书，这本书早于文字记载，科学的任务就是辨读地球自身的历史痕迹。
德国的阿格里柯拉（Agricola，1494～1555年）一生著有七部地质专著，除了叙述德国采矿业的发展以外，还根据矿物的物理性质对其进行分类，对矿物与金属矿床的形成及相互关系作了论述，并涉及古生物学等问题。后人誉之为“矿物学之父”。
（二）地球科学的主要学科的创立与初步发展（17～19世纪）
对于气象学，从古代到16世纪只限于零碎的定性观察和描述，还谈不到独立的科学。17世纪，由于工业和自然科学的发展，特别是物理学的成就，使较精密的气象仪器相继发明，有关气象学的理论也得到很大提高，使气象学逐步发展成为独立的科学。
意大利物理学家和天文学家伽利略（Galileo）于1593年发明了温度表，意大利物理学家和数学家托里拆利（Torricelli）于1643年发明了气压表。由于有了温度表和气压表等气象仪器，1653年在意大利北部建立了气象观测站，以后许多国家也相继建立气象台站。由于广泛的气象观测，获得了丰富的资料，气象学的研究逐步深入。此后，随着无线电通讯技术的发展，使气象观测结果能很快地传到各地，给予编制和研究天气图以可能性。1860～1865年间天气图迅速发展起来。19世纪末，在小范围内已开始了高空探测的高空气象学。
在地球科学中，地质学的创立具有划时代的意义。欧洲18世纪开始进入产业革命时期，随着生产力的提高和近代工业化的急速发展，对矿产的需求日益增加，因而促进了找矿和地质调查工作，使地质知识与资料迅速积累，逐步形成了系统的地质学理论和研究方法，于是地质学作为一门独立的科学诞生了。
在地质学的创立过程中，学术思想论战曾起到了重要的促进作用。当时的论战是在“火成论”者与“水成论”者之间及“均变论”者与“灾变论”者之间进行的。
“水成论”者认为，组成地壳的所有岩石都是从原始海洋物质中结晶、沉淀形成的，他们否认地壳运动的存在，主张地球从取得现有形态以来没有发生过大的变化。“水成论”者的代表人物是德国弗莱堡矿业学院矿物学教授魏尔纳（A.G.Werner，1750～1817年），他对矿物学的研究有卓越贡献，由于他丰富的知识和口才，使他驰名欧洲，对传播地质学起了重要作用。魏尔纳1775年在弗莱堡开始讲学，“水成论”兴起，由于他的声誉和拥有众多门生及崇拜者，加之教会的支持，使得“水成论”在18世纪后期的欧洲占据统治地位。
“火成论”者的代表是苏格兰地质学家赫顿，他发现花岗岩脉穿插在沉积岩中呈侵入接触关系（有烘烤及冷凝边），认为除沉积岩外，还有岩浆岩和变质岩，并认为地壳处于不断的演变之中，这一过程是缓慢的，过去发生的变化和现代进行的演变过程是类似的。他较正确地论述了三大岩类的成因及地壳运动的影响。赫顿1785年发表最初的《地球理论》论文，提出“火成论”，1795年重新发表《地球理论》著作，系统论述了自己的观点。该书为地质学的创立奠定了基础。
自此，“水成论”与“火成论”的论战愈演愈烈，随着人们了解到更多的地质现象，到19世纪初，“水成论”观点逐渐被抛弃，“火成论”取得了胜利。
“灾变论”者的代表是法国学者居维叶（D.G.Cuvier，1769～1832年），他在研究巴黎盆地地层中的生物化石时发现，在相隔很近的岩层中动植物化石群的种属有显著差异，曾经一度出现的古生物种属，后来竟完全绝灭而代之以新的种属；他还看到较老岩层发生褶皱，上面盖以水平的沉积岩层。于是他便认为地壳曾经发生巨大变革，产生世界规模的大灾变，致使地形改变、生物灭绝，以后在一定的时间内又重新创造出新的动植物来；地球上曾经历了多次这样的大灾变和再创造过程；最后一次大灾变发生在五六千年以前，并造就了地球的现今面貌和生物特征。居维叶的“灾变论”强调地质发展过程中的突变阶段，虽有合理成分，但他否认地球的渐近发展过程，并把其演变历史归结为古今没有联系的一系列不可知的突然事件。居维叶的重复创造与不可知的观点，特别是最后一次灾变的时间与圣经中论述的“大洪水期”和“诺亚方舟”神话一致，因而受到了教会的欢迎，得到广泛传播。
与“灾变论”针锋相对的是生物进化论和地质学的“均变论”。法国学者拉马克（Lamark，1744～1829年）在研究巴黎盆地第三纪古生物化石时，发现生物的种与种之间有过渡关系，某些种属是由另一种属发展而来的，并有由低级种属向高级种属演变的规律。他认为生物进化过程是极其漫长的，它与地球的演变历史同时进行。英国地质学家莱伊尔继承了赫顿的思想，经过与“灾变论”的多次论战，在结合前人成果及大量实际资料的基础上，于1830年出版的《地质学原理》第一册中明确提出了地质学的现实主义原则（即“将今论古”），指出地球的发展历史是漫长的，解释地球的历史用不着求助于上帝和灾变，那些看来非常微弱的地质动力，经过长期缓慢的作用过程，就能使地球面貌发生巨大变化。这就是“均变论”的主要思想。
随着《地质学原理》一书的问世，“均变论”的思想逐渐取代了“灾变论”，现实主义原则也成为了地质学方法论的一条基本原则。但是“均变论”强调“古今一致”与渐近发展的同时，本身又存在忽视在地壳发展过程中有飞速发展阶段（突变）的片面性。
莱伊尔的《地质学原理》（共三册）是一部划时代的著作，它确定了地质科学的概念，总结了地质科学的研究方法，初步建立了地质科学的体系，是地质科学创立的标志。自此以后，地质科学进入初步发展时期，到19世纪末已获得了很大进展。在研究地壳的物质组成方面，用显微镜研究岩石和矿物的方法得到充分发展，地球化学的工作也逐渐开展起来。
在研究地壳的演化历史方面，逐渐建立起了比较完善的相对地质年代表。北美学者霍尔、丹纳根据对美国东部造山带的研究，提出了“地槽”学说，对地质学研究产生了深远的影响。在地质学的应用方面，矿床学进一步发展，并诞生出了石油地质学。地震地质学、工程地质学等也开始逐渐发展起来。
17世纪德国地理学家瓦陵尼阿士（1622～1650年）的《普通地理学》开始介绍哥白尼、伽利略的“太阳中心说”，提出专论地理学和通论地理学的区别。前者描述特定地区，后者阐述一般原理。18世纪末至19世纪初，德国洪堡德（1769～1859年）与李特尔（1779～1859年）奠定了近代地理学的基础。
洪堡德的代表作是《宇宙：世界的自然描述概略》，共五卷。他最早采用计算气象要素平均值的方法研究气候，提出等温线的概念，1817年绘制出第一幅世界年平均温度分布图，提出大陆东西两端的气候差异和海洋性气候、大陆性气候类型。他观测了地势升高100 m气温下降0.6 ℃的垂直递减现象，研究气候与植物分布、类型的关系，提出平原植物分布的水平地带性和山地植物分布的垂直地带性。他最早运用地形剖面图和地理比较法研究地理现象的规律性，奠定了自然地理学特别是气候学与植物地理学的一般原理。
李特尔通过区域描述和地面现象综合比较，研究地理环境对人类活动的影响。他强调地理学要以人地关系为主旨，提出比较地理学的概念。1817年李特尔的《地理学》第一卷出版，到1859年共出版19卷。
此后，地理学得到了进一步发展。德国地理学界比较著名的学者和学派有拉采尔的“地理环境论”、赫特纳的“地理学方法论”等。法国比较重要的地理学派有维达尔·白兰士和白吕纳的“人地相关论”等。美国著名的地理学说有戴维斯（W.M.Davis，1899）的“地貌侵蚀循环说”，该学说主张陆地自然面貌是由侵蚀造成，认为地表形态是连续的，又有阶段的，是地球内部结构与外部营力的结合。他把河流发育分成青年期、壮年期和老年期，地壳上升使河流复活。他的学说奠定了自然地理分析的基础。
（三）地球科学的革命与全面发展（20世纪至今）
20世纪以来是现代地球科学发展的新时期，在这一时期，传统的地球科学发生了一系列的革命，其中影响最为深远的是固体地球科学（包含地质学和地球物理学等）的革命。
固体地球科学的革命主要是大地构造理论上围绕活动论与固定论发生的思想革命。传统的地质观念认为，大陆及海洋只在原来的位置上作垂直升降运动，其相对位置未发生显著变化，故被称为“固定论”，“地槽”“地台”说是其典型代表。“活动论”者认为，大陆曾有过长距离的水平运动，大陆和海洋的相对位置是不断变化的。代表“活动论”的大地构造学说是“大陆漂移—海底扩张—板块构造学说”。经过近半个世纪的争论，到20世纪60年代末期，以现代地质及地球物理研究成果为基础的板块构造学说取得了决定性的胜利，并由此推动了地质学与地球物理学领域的一场深刻革命。
与此同时，随着科学技术的进步，20世纪以来的地质学获得了前所未有的全面发展。高温高压实验技术、同位素地质年龄测定技术、电子计算机、电子显微镜、大陆超深钻与深海钻探技术等给地质学的发展以极大的推动作用，使地质学逐步由定性描述与分析向半定量、定量分析与研究发展。地球物理、地球化学方法在研究地球及地壳的物质组成、结构构造及运动特征方面取得了丰硕成果，成为推动地质学发展的强大动力。航天技术在地质学上的应用取得了重大成就，以航天技术为基础的新兴的天文地质学显示出旺盛的生命力。这些研究将为人类最终了解地球起源与演化、解决许多重大地质问题发挥重要作用。
地质学的应用是促进地质学发展的动力，20世纪以来除传统的矿床学不断发展，提出了许多新理论之外，石油地质学的发展尤其令人瞩目。水文地质、工程地质、地震地质等的研究也发展迅速。特别是20世纪中期以来，环境地质研究的重要性越来越引起人们的注意，正在向纵深方向发展。
20世纪以来在地理学上也发生了重要的革命，特别是研究方法与手段上的革命，通常称为地理学的计量革命。20世纪50年代，地理学开始采用现代数学方法分析地理问题。1955年，美国华盛顿大学地理系在加里逊主持下开设第一个应用数理统计研究班，推动计量地理学发展。1963年，伯顿提出“计量革命”口号，使这一趋势推向欧洲和全球。地理学计量革命的实质是用现代数学方法和计算机，运用模型和模拟，使地理学的理论精确化，计算快速化，从传统的定性分析向定性和定量分析相结合过渡。20世纪60年代以来，在计量革命的推动下，人们把地理环境和区域看作是一个系统，大量地应用计算机、遥感、遥测等新方法，对系统及其相互作用进行模式化、公式化，用数字、图像等定量表达人地关系，说明区域差异与变化，从而对地理环境的演化进行科学预测，以期达到人地关系的最优化。这就是“地理信息系统（GIS）”的成功开发与广泛应用。这样，使地理学由以前的现象描述发展到科学解释和定量预测的新阶段。与此同时，由于社会的需要，应用性的地理分支学科大量涌现，如工程地理学、环境地理学、资源地理学、应用景观学等。
20世纪以来气象学的革命性变化更加突出。在20世纪的前50年，气象观测开始由传统的地面观测向高空发展，主要以风筝、气球等为高空观测工具，其所达到的高度是有限的。20世纪50年代以后，由于观测系统有了激光、雷达、人造地球卫星等新技术与新手段，大大地推进了气象学的发展。大规模的综合遥测、遥感，使得几小时的短期灾害性天气预报不再是纯预报问题，而变成了对实况的跟踪与真实预报。计算机的大量利用，使得对大气现象定量地进行数值模拟成为现实。这些研究的进步也大大促进了气象学基础理论的发展。
地球科学的全面、飞速发展，还使得20世纪以来诞生了一些新兴的分支学科，如地球物理学、地球化学、海洋学、环境地学、地球系统科学等。海洋学与环境地学都与人类现今的生活、生存及未来的发展有着极其紧密的联系，因而受到科学工作者及整个社会的高度重视，它们在地球科学中的地位也愈来愈重要。20世纪后期，随着地球科学综合性、系统性研究的深入，地球系统科学这一分支学科逐渐兴起和发展起来。地球系统科学把地球看成为一个由多个层圈子系统组成的统一、复合系统，强调用系统论的观点综合性、整体性研究整个地球系统（包括各子系统）的过去、现在及未来的行为。
（四）地球科学的发展展望
21世纪将是人类社会发展史上的一个巨大变革时代。现今地球科学的发展正在进入一个建立新知识体系的重大转折时期。
长期以来，地球科学在社会中的作用主要是通过研究地球，指导寻找矿产、能源和各种自然资源，以保证人类和社会发展对资源的需求；而对于自然环境方面的应用则处于从属的地位。由此建立起来的地球科学知识体系可概括为“资源型”的知识体系。但是，随着社会发展，当代社会正面临着人口、资源、灾害和环境方面的挑战，它直接威胁着今后社会的进步和人类的生存条件。在这些挑战面前，地球科学除要解决能源和矿产问题外，还必须帮助解决当今社会生活中面临的许多重大问题：减轻自然和人为灾害、寻找和保证充足干净的水源、安全处理有毒有害和放射性废物以及为合理利用自然资源、为环境污染的综合治理、为保护生态环境、为国土整治和农业发展等等提供地学知识和服务。所有这一切，都将促使地球科学从“资源时代”进入“环境时代”和“社会综合应用时代”。因而要求其社会功能由“资源型”拓宽到“社会型”。与此相适应，地球科学的主要任务和目标都将会发生相应变化。例如，1993年美国国家研究理事会发表了指导美国地球科学发展的战略报告，即《固体地球科学与社会》报告。该报告明确指出，固体地球科学今后的主要任务是：①了解全球系统所涉及的过程，特别注意地球系统各组成部分之间的联系和相互作用；②提供充足的自然资源（水、矿产和燃料）；③减轻地质灾害；④调节全球和区域的环境变化。这份报告强调，地球科学研究的目标是了解整个地球系统过去、现在和未来的行为，以保证人类社会持续发展的条件。
地球系统科学的兴起正是地球科学为适应上述新形势而发展的结果。由于地球系统科学与地球的环境、资源、全球变化和人类可持续发展研究等结合紧密，代表着地球科学新的研究前缘和学科生长点，因而受到广大的科学工作者及全社会的极大关注。地球系统科学目前所涉及的重点研究内容主要有地球系统的相互作用与动力学、全球变化、数字地球、地球系统科学与人类可持续发展的关系等。地球系统科学研究已取得了许多重要进展，可以预见，其研究的深度、广度和应用前景将是不可估量的。
当然，地球系统科学并不能代替传统地球科学各分支学科的研究与发展，相反要求它们能更深入精确地研究和提供地球系统各组成部分自身的特征与规律性认识，以便进行系统分析和综合。因此，从某种意义上说，地球系统科学与地球科学各分支学科之间的关系是一种全局与局部、整体与部分的关系。
由上可见，未来的地球科学将成为关系到人类生存和社会发展的科学。地球科学的前景是光明的，它在社会发展中和在自然科学中的地位将会更加提高。因此，一些科学家大胆预言：“21世纪将是地球科学的世纪”。
博物馆主要展出矿物、岩石、古生物化石等地质标本，其藏品乃是几代地质学者、本校师生自上个世纪以来在各种艰苦的野外环境中采集、积累起来的，也包括了校友及国际友人等馈赠的标本、以及部分购置的标本。现馆藏标本总量60000余件，其中公开展出4500余件。藏品除了采自国内各地之外，还有来自世界40多个国家和地区的标本。 博物馆展厅面积约为2400平方米，分为地球科学厅、恐龙厅、地球与生命演化历史厅和地球物质厅四个展厅。在地球与生命演化历史展厅有个有趣的比喻：如果把地球形成的46亿年历史压缩成一天24小时的话，那么，最早生命出现在凌晨4时，中午时出现了真核细胞，18时有了两性繁殖。大约在20：52时发生第一次大冰期——雪球事件。21时雪球事件消失，动物黎明出现曙光，只过了十分钟时间，动物便开始了爆发式的演化——“寒武纪大爆发”。22时50分，恐龙家族问世;50分钟后，恐龙覆灭。在零点来临前不到1分钟左右，出现了人类。中华民族上下五千年的悠久历史，也仅仅相当于0.09秒。尽管人类只发展了“最后一分钟”，却成为地球生物进化史奇迹——第一智慧生命。“我们总说地球变迁历史，依据呢？凭什么说三亿年前这里是陆地，五亿年前这里是海洋？我们做地质研究，就是要搜集各种见证地球历史变迁的标本和地质记录。” 博物馆馆长、北京高校博物馆联盟秘书长周洪瑞教授说。在博物馆里珍藏了一些见证了地球和生命演化历史的珍贵标本。例如，天外来客——Fe-Ni陨石、世界屋脊顶的奥陶纪灰岩、太平洋底的钴锰结核、南极大陆的地质标本等。 来自南极的标本 在地球科学展厅的一座展柜里，陈列着12件采自南极洲的标本，包括1件地表苔藓和11件岩石。 据周教授介绍，这一组标本是由地大校友、第一位登上南极大陆的女地质学家金庆民捐赠给博物馆的。1986年10月，金庆民随南极考察队赴南极考察。历时199天，环球航行37000公里，途径太平洋、印度洋、大西洋，完成了海洋物理、海洋生物、海洋化学，海洋地球物理学和在南极大陆的考察任务。1988年11月，金庆民作为世界唯一女性参加了中美双方联合举办的攀登南极最高峰——文森峰的科学考察，历经艰险，征服了号称为“死亡地带”的一切险恶，首次在南极文森峰发现较大规模的铁岩系及很有开发前景的铁矿，填补了文森峰山区地质学研究的空白，成为世界上第一位进入南极腹地的女地质学家。在1986年至1990年间，金庆民曾三次深入南极进行科学考察，获得多项科研成果，填补了我国和南极地区几项地质科研的空白，为我国地质事业和提高我国对南极研究的国际地位作出了重要贡献。金庆民从南极回国后，精心挑选了12件从南极带回的标本捐赠给了母校。当时博物馆还在一栋教学楼里，这12件标本就放在展厅的一个柜子里，还有金庆民本人写的标签，记录了每件标本的详细信息。 这些地质标本对了解南极大陆的地质地貌有着极其重要的意义。尽管南极是冰雪的世界，冰盖面积3300平方公里，平均厚度2000米，那里的自然环境极其严酷，被称为世界寒极、风极和旱极。然而南极的资源丰富，包含最大的铁矿、煤田以及淡水资源等。“在两亿年之前，南极、印度、澳大利亚、南非和南美是一块大陆，而如今，若想了解清楚南极大陆的历史和别的大陆的历史的区别和联系，只有做了地质分析才可以了解。每一次派往南极的科考队，除了气候学家、海洋学家等之外，还有地质学家，地质学家随科考队去南极主要做地质分析，以掌握南极的地质地貌。”周教授说。 “世界屋脊”的珍贵纪念 “与采自南极的标本难得一见的，是一块采自世界屋脊的奥陶纪灰岩，这是由中国登山协会的贡嘎巴桑于1975年5月27日采自珠峰顶。是由地大校友王富洲在担任中国登山协会的主席时代表登山协会捐赠给地大的，王富洲也是从北坡登上珠峰顶的第一批人之一。”就是这么一块十分不起眼、放在路上根本没人捡的小石头，因来自珠峰顶这一特殊的产地和地理位置，却有着重要的科学意义。 奥陶纪是古生代的第二个纪，开始于距今约5亿年，延续了4500万年。奥陶纪是地球历史上大陆地区遭受广泛海侵的时代，是火山活动和地壳运动比较剧烈的时代，也是气候分异、冰川发育的时代。从奥陶纪起，海生无脊椎动物真正达到繁盛的时期，也是这些生物发生明显的生态分异的时期。在奥陶纪后期，各大陆上不少地区发生重要的构造变动、岩浆活动和热变质作用，使得这些活动区的部分地区褶皱成为山系，从而在一定程度上改变了地壳构造和古地理轮廓。“珠峰顶在五亿年前是温暖的浅海环境，奥陶纪灰岩就是很好的证据，因为灰岩形成于温暖的浅海环境中。根据将今论古的原则，在五亿年之前，珠峰顶以及青藏高原周围的很多地区都在海平面以下。” 神秘的海底世界 馆藏的采自太平洋海底约6000米深处的海底多金属结核，是1997年10月16日由海洋四号考察船利用抓网从太平洋底采集的，由广州海洋地质调查局捐赠给博物馆。“这些来自太平洋海底的标本是我国最早在太平洋洋底勘探的时候采集到的，那时候还没有“蛟龙号”，主要是进行海洋的先导性研究。”周教授说。 21世纪将是人类挑战海洋的新世纪。2001年，联合国正式文件中首次提出了“21世纪是海洋世纪”。人类社会也正在以全新的姿态向海洋进军，国际海洋竞争日趋激烈，主要表现在以下方面：发现、开发利用海洋新能源;勘探开发新的海洋矿产资源;获取更多、更广的海洋食品;加速海洋新药物资源的开发利用;实现更安全、更便捷的海上航线与运输方式。 在海底，不仅发生着浊流和深海粘土、碳酸盐岩以及海底的沉积作用，而且形成了金属结核、结壳和石油、天然气水合物等重要的矿产资源。馆藏的多金属结核就是海底沉积形成的矿物集结。这些多金属结核以大小不一的结构呈现在太平洋海底，小的只有鸽子蛋般大小。 “海洋勘探强国从海底采集到这些结核之后，或进行科学研究、成分研究，或进行了工业冶炼的实验室研究。从九十年代开始，我国也开始采集了这些标本，进行了相关的研究。将来有一天， 我们的开采成本下降以后，我们就要向海底要资源了。”周老师笑着说。 天外来客 陨石是地球之外未燃尽的宇宙流星脱落原来运行轨道成碎块散落到地球或其他行星表面的石质的、铁质的或是石铁混合物质，也称“陨星”。馆藏的“天外来客”是一块大约100公斤的Fe-Ni铁陨石，是1956年9月，地大当时的在校学生在广西田林县实习时发现的。“这件陨石展品，以前的标签信息，仅仅写着产地，其余的信息一概没有。去年年底，57届校友聚会，其中一位年近80岁的老校友找到我，说这块陨石是他与另外三位同学于1956年9月在广西实习时发现的，并将发现者的名字留给了我。” 采访的最后，周教授向本刊记者介绍了把这块铁陨石定为本馆的镇馆之宝的理由。首先，体积如此之大的铁陨石在国内是很罕见的，比这大的有，但是相对来说还是比较少的。在国内任何一间博物馆中，都很难见到这么大块头的铁陨石。其次，这是由地大的学生在野外实习发现的，不是从市场上购买的。最后，这块铁陨石是来自地球之外的客人，对了解天体的成分是有一定意义的。
150亿年前宇宙的诞生奠定了地球产生的物质基础。地球作为一个行星起源于46亿年以前的原始太阳星云。
此后，地球系统由简单到复杂，各个组成部分既相互联系又相互影响。地球系统的运动及运动带来的形貌变迁、生命现象和生命活动共同构成了地球的历史
地球是人类赖以生存的星球，它是由宇宙中不断运动着的原始星云物质逐步形成的（I.康德，1755；P.拉普拉斯，1796），迄今已有45亿年的演化历史。
地球形成之初，尚处于大体积、低密度的准流体状态，没有固体表壳。随着较轻物质的不断挥发散失，地球体积逐渐收缩、密度逐渐增大、地球内部逐步变热，地球物质不断分异和分化，导致地球原始层圈的逐步形成。这一演化过程缺乏明显的地质记录，被称为前地质时期或天文演化时期（盖保民，1991）。在大约38亿年前开始的整个地质演化时期，地球的层圈分化作用继续进行，促使低级的原始层圈向高级的现代层圈演变，生物演化由低级和单调趋向高级和多样化，地质构造及矿床类型由简单趋向复杂，地质演化的方向性、阶段性和旋回性十分明显。
经过100多年的艰苦探索，人们对地球演化历史及地质年代的认识日趋深入，并根据地层古生物特征和同位素年龄数据建立了地质年代表（表1-1，图1-1）。
图1-1 地质年代示意图
表1-1 地质年代表
（一）太古宙地质演化特征
太古宙（Archean）是最古老的地质历史时期，其时间上限距今约25亿年，时间跨度为20亿年，约占全部地质历史的44.4%。陆松年等（1996）根据国际前寒武纪地层分会关于太古宙划分方案，结合中国太古宙地质资料和同位素年龄数据，建议以38亿年、33亿年和29亿年为时间界线将太古宙划分为始太古代、古太古代、中太古代和新太古代。
太古宙时期发生了原始地壳的形成、陆核的形成和原始生命的出现等重大地质事件。原始地壳形成于始太古代，具大洋地壳性质，其成分可能相当于大洋拉斑玄武岩。大约在距今40亿年左右开始出现原始水圈，从而开始出现沉积圈。由于原始地壳薄而脆弱，火山作用频繁而强烈，主要形成了基性至中基性火山岩和火山沉积岩，以后变成绿岩，构成原始大陆（原始陆壳）的核心。大约在距今35亿年开始出现“花岗岩”圈（硅铝层），主要是钠质花岗岩，这些花岗岩带与绿岩带的相间排列是太古宇的普遍特征之一。多数人认为，绿岩带是在部分固结的硅铝质古老地壳上形成的断槽状凹陷，充填其中的火山熔岩和沉积岩分别来自上地幔和周围隆起区，其发展演化的结果导致陆核的形成。以细菌形式出现的原始生命可能开始于距今约36亿年、规模不大、温度较高的水体，与当时的火山活动有密切联系。最早保存为大型化石的无核细胞生物是形成叠层石的蓝绿藻类，见于南非的布拉维群灰岩中，同位素年龄约31亿年。陆核主要形成于新太古代，其构造组成包括绿岩带及其间的花岗岩带，其上的似盖层沉积为古元古界或更新的地层。至新太古代末，可能形成两个面积较大的原始陆块群。
由于后期地质作用的强烈改造和破坏等原因，太古宙矿床数量不多。尽管太古宙的时间跨度占地质历史的五分之二强，但已知的太古宙矿床仅占全球矿床总量的3%～5%，主要是与绿岩带有关的铁、金、镍、铜等矿床。
（二）元古宙地质演化特征
元古宙（Proterzoic）是第二个地质历史时期，其时间区间为距今25亿～6亿年，时间跨度为19亿年，约占全部地质历史的42.2%。以18亿年和10亿年为时间界线，将元古宙划分为古元古代、中元古代和新元古代。
元古宙是地球演化的重要历史时期，发生了原地台和大陆地台形成、沉积介质和生物演化的多次飞跃、全球性大冰期的出现等重大地质事件。在古元古代，由于陆核的规模不大，还不可能形成充分分选的沉积物，大气圈和水体的性质从以缺氧的还原状态为主逐渐演化为含氧的微弱氧化状态。真核细胞生物的出现实现了生物演化史上的第一次飞跃，南非特兰斯瓦群黑色页岩中曾分离出丝状细菌，属于原核细胞生物，该群黑色页岩的同位素年龄约为23亿年。最丰富的微古植物群和多类型叠层石群最早见于加拿大甘弗林组页岩中，其中5种绿藻属真核细胞生物，该组页岩的同位素年龄为20亿～19.5亿年。到中元古代，陆核规模进一步扩大，沉积分选比较完全，大气圈和水体的氧含量不断增长，石英砂岩、粘土页岩等似盖层沉积广泛发育，导致原地台的形成，地块内部及其边缘的活动带也更为发育和普遍。典型盖层沉积和相对稳定的地台区（大陆地台）形成于新元古代，主要形成于新元古代晚期的震旦纪，大气圈和水体的性质也由含氧状态向富氧状态演变。高级藻类的出现是生物演化的第二次飞跃，红藻和大型单细胞藻类的大量繁育在距今约10亿～9亿年，以片藻为代表的褐藻类可能出现于距今约12亿年。首先在澳大利亚发现的由水母、蠕虫等类裸露印痕化石组成的“伊迪卡拉”型动物群，在距今约7亿年较突然地大量出现，标志着生物演化的第三次飞跃。震旦纪冰成沉积遍及各个大陆，以7.4亿～7亿年的冰碛层分布最广，湿冷气候占主要地位，构成全球性大冰期。在主要冰期以后，大部分地区又转为干热，亚洲南部、澳大利亚南部等地都出现含膏盐的白云岩，代表干热性气候。
元古宙的时间跨度亦占地质历史的五分之二强，已知元古宙矿床占全球矿床总量的15%～20%。与太古宙相比，元古宙矿床不仅在数量上有明显的增加，在类型上也明显增多，主要矿床类型有BIF型铁矿床、不整合型铀矿床、砾岩型金铀矿床、砂页岩型铜矿床、黑色页岩型金矿床、沉积型锰矿床、沉积型磷矿床、SEDEX型铅锌银矿床、铜镍硫化物矿床、岩浆型（层状杂岩型）铬矿床等。
（三）显生宙地质演化特征
显生宙（Phanerozoic）是指距今6亿年以来的地质历史时期，其时间跨度约6亿年，约占全部地质历史的13.4%。以250Ma和65Ma为时间界线，将显生宙划分为古生代、中生代和新生代。
显生宙是地球发展演化最重要的地质历史时期，一系列重大地质事件频繁发生，导致地球面貌与地壳结构的深刻变化。相对稳定的地台区与活动的地槽区的并存和对立以及以后的进一步复杂化，大陆板块与大洋板块的相互作用、聚合离散和陆壳增生，是显生宙重大地质事件的普遍特征。古生代初，地台区与地槽区的基本格局与震旦纪有很大的继承性。在整个古生代，地台区内部通常包含几个间断面，而在活动区的不同地带则发生多次构造变动，使海陆分布和构造格局发生相当重要的改变。早古生代生物成岩作用较前寒武纪更为普遍，代表干热气候的紫红色泥质沉积、含膏盐假晶的钙泥质沉积十分常见；与此同时，由藻类形成的可燃性石煤层见于早寒武世，中晚志留世形成真正的劣质煤，它们是潮湿和较暖气候条件的标志。晚古生代则形成大规模的含煤沉积、大型礁体与介壳滩，以及半隔离的大型咸化陆表海盆。到晚古生代末期，北半球各古地台之间的地槽带均转化为褶皱山系，形成统一的劳亚大陆，并与冈瓦纳大陆接近，最终形成一个巨大的潘加亚（Pangaea）泛大陆。中新生代陆相沉积类型大量分布，潮湿和干旱气候带交替出现，地壳变动强烈。潘加亚泛大陆从三叠纪末开始逐渐解体，尤其是以白垩纪时冈瓦纳大陆的分裂漂移最为显著。
显生宙以各类较高级生物的空前繁育和广布为特征。早古生代的生物界以海生无脊椎动物为主，半陆生的裸茎植物在寒武纪中后期已经出现，但保存为较丰富的化石则在志留纪。晚古生代完成了动植物大规模登陆并进而占领大陆上各种生态环境的巨大变革，同时，海生无脊椎动物和藻类仍然繁荣。中生代生物演化的鲜明特点，是个体庞大的爬行动物恐龙类不仅占领全球各大陆，而且重返海洋，部分则向天空发展并导致鸟类的出现；陆生及淡水生物亦空前发展，海生无脊椎动物以箭石、菊石、有孔虫、六射珊珊最为重要。新生代的生物演化则以哺乳动物和被子植物的大发展为突出特征。
显生宙也是成矿作用的高峰期。尽管其时间跨度不足地质历史的七分之一，显生宙矿床数量却占全球矿床总量的75%以上，且成矿作用强度具有从古生代向中生代、新生代逐步增加的趋势。显生宙形成的矿产和矿床类型繁多，岩浆矿床和沉积矿床占有重要地位，多成因的叠生矿床十分常见。主要矿床类型有火山岩型铅锌铜矿床和金银矿床、火山岩型萤石和叶蜡石矿床、金伯利岩型金刚石矿床、岩浆热液（石英脉）型钨锡矿床和金银矿床、矽卡岩型钨锡矿床和铜铁矿床、斑岩型铜钼矿床、岩浆型（蛇绿岩型）铬矿床、沉积型石油天然气田和煤田、沉积型锰矿床和磷矿床、沉积型铝土矿矿床、蒸发岩型和盐湖型盐类矿床、热液型汞锑矿床、MVT型和SEDEX型铅锌银矿床、红土型镍矿床和铝土矿矿床、砂金矿床、砂锡矿床、金刚石砂矿床等。
