月球年齡之謎:據科學家們分析，月球的年齡與地球相當，都是46億年左右，但令人驚異的是，從月球帶回的岩石標本，經分析發現，其中99%的年齡要比地球上90%年齡最大的岩石更加年長。1973年，世界月球研討會上甚至還測定過一塊年齡為53億歲的月球岩石。而這些古老的岩石還都采自科學家們認為是最年輕的區域。
根據這些情況，有些科學家們提出了這樣一種說法：月球在地球形成之前已經在星際空間形成了。它的實際年齡到底有多大，仍是科學家們心中的一個謎團。
3.月球土壤的年齡比岩石年齡更大之謎：據已知資料顯示，月球古老的岩石年齡是非常大的，但與其周圍的土壤相比，岩石竟還算年輕的。據分析，月球土壤的年齡至少比岩石要大10億年。這一結論乍看覺得根本不可能，因為科學家們一向認為這些土壤是岩石粉碎後形成的。但是，在測定了月球岩石和土壤的化學成分之後，科學家發現，這些土壤與岩石無關，似乎是從別處而來，至於它從何而來，科學家們至今仍沒有一個可靠的定論。
4.月球發出空心球似的聲音之謎：在“阿波羅”登月探險的過程中，宇航員們曾聽見“轟”的一聲巨響。後經科學家們觀察發現，原來是廢棄的火箭第三節推進器猛然撞擊在月球的表麵上所發出的聲音。美國航空航天局的文件裏記載著這樣的一句話：“每一次這樣的響聲，聽起來仿佛是一個大鈴鐺的聲音。”登月人員為了探明這個現象的真正原理，他們試圖降落在顏色深黑的平原上，但他們想要在月球表麵鑽孔卻十分困難。後來，科學家們通過分析“阿波羅”飛船從月球上采集回來的土壤樣品，發現月球土壤中含有大量的稀有金屬——鈦、鋯、銥、鈹等。而這些金屬隻有在高溫高壓的條件下，才會和四周的岩石融合為一體，為此，科學家們感到非常疑惑。
5.不鏽鐵之謎：鐵在空氣中置放的時間長了，會生出暗褐色的鏽跡。但從月麵岩石樣品中發現的純鐵顆粒，在地球上放了七年居然沒生鏽，這在現實世界裏，根本是聞所未聞的。另外，科學家們認為這些純鐵顆粒不是來自隕星，是月球自產的。
6.月球放射性之謎：月亮中厚度為13千米的表層不僅具有放射性，且熱量十分驚人。據此推斷，月球的核心溫度應該更高。然而，事實並非如此，月心的溫度並不高。科學家們測得，這些熱量是由月球表麵的大量放射性物質（鈾、鉈和鈈等）發出的，可是這些放射性物質卻不知道從何而來。如果它們來自月心，那麼它們又是怎麼來到月球表麵的呢？
7.幹燥的月球上的大量水汽之謎：月球上有水汽，這一奇怪的現象曾引起科學家們激烈的爭論。因為最初幾次的月球探險表明，月球是個幹燥的天體。一位科學家曾斷言，它比“戈壁大沙漠還要幹燥100萬倍”。可是“阿波羅15”號的科學家卻在月球表麵探測到一處麵積達259平方千米的水汽團。對於這一現象，有些科學家說，這是美國宇航員廢棄在月亮上的兩個小水箱漏水造成的。可是小水箱怎麼可能產生這樣一大片水汽呢？當然這更不會是宇航員的尿液。它最有可能的是來自月球的內部。
8.月球表麵呈玻璃狀之謎：在月球表麵上，有許多地方都覆蓋著一層玻璃狀的物質，似乎月球表麵被熾熱的火球灼燒過，這是“阿波羅”的宇航員們所發現的現象。
可是，據專家的分析證明，這層玻璃狀物質並不是由巨大的隕星撞擊產生的，它可能是太陽初期爆發對月球造成的影響。
9.月亮的磁場之謎：月球的磁場小得可憐，幾乎都可以忽略不計。但是在對月球的岩石進行過分析之後，人們卻發現，它有過強大的磁場。這就令科學家們非常的不解，如果照岩石的研究來看，月球真的有過很強的磁場，那麼，月球就該有一個鐵質的核心。可是，事實上，月球並沒有這樣的核心；而且月球也不可能從別處得到磁場，如果離天體太近，由於吸引力，月球就會被吸得脫離軌道而隕落。對月球的磁場到底從何而來，人們還無法得知。
10.月球內部神秘的“物質聚集點”之謎：1968年，繞月球飛行的探測器首次發現，月球的表層下存在著一種“物質聚集結構”。它們具有巨大的引力，會使飛船在飛行時，稍稍低於規定的軌道，而當飛船離開這些結構上空時，它又會稍稍加速。這表明這種物質聚集結構的存在，而且它們擁有巨大的質量。科學家們經研究認為，這些“物質聚集結構”形狀像一隻牛眼，它由重元素構成，隱藏在月球表麵“海”的下麵。它究竟是什麼東西，誰也不知道。
日食
日食，又叫日蝕，是一種相當罕見的天文現象，它是月球運行到太陽和地球之間，遮住太陽的光線時發生的。
日食有三種現象，即日全食、日環食和日偏食。在三種日食中較罕見的是日全食，這是一種相當壯麗的自然景象，因為唯有在月球的本影投影在地球表麵時，在該區域的人才能夠觀測到日全食。
月食
月食，又作月蝕，是月球進入地球影子的現象。月食在地球上任何地方都可以見到。它一般會持續1—3小時，同時因地球大氣的折射作用，月球會呈紅銅色。
月食也有三種類型：
月全食：當整個月球進入地球的本影內時，在其前後均會發生月偏食與半影月食。
月偏食：當月球隻有部分進入地球的本影時，在其前後均會發生半影月食。
半影月食：此時月球隻是掠過地球的半影區，造成月麵的光度極輕微減弱，所以並不易被人注意。
由於地球的本影比月球大得多，這也意味著在發生月全食時，月球會完全進入地球的本影區內，所以不會出現月環食這種現象。
地球的公轉
地球是太陽係中的一顆普通行星，它在自轉的過程中，也在進行著公轉。地球公轉中心位置並不是太陽中心，而是地球和太陽的公共質量中心，太陽也在繞這個中心轉動。因太陽的質量是地球質量的33萬倍，而公共質量中心離太陽中心僅有450千米。這個距離與太陽半徑相比，都可以忽略不計，而與日地的距離相比，就更小了。所以把地球公轉看成是繞太陽運動，並不算錯。
地球的公轉方向與自轉方向都是自西向東，與太陽係內其他部分行星及多數衛星的公轉方向是一致的。
地球的公轉速度
地球公轉是一種周期性的圓周運動。地球的公轉速度有兩個方麵的內容：角速度和線速度。
如果采用恒星年作地球公轉周期的話，那麼地球公轉的平均角速度就是每年360度，地球軌道總長度是9.4億千米，那麼，地球公轉的平均線速度就是每年9.4億千米，即每秒鍾約30千米。
根據開普勒行星運動第二定律我們可以知道：地球的公轉速度和它與太陽的距離有關。地球在公轉時有近日和遠日兩個點，地球公轉的角速度和線速度的值並不固定，它會隨著日地距離的變化而改變。在近日點時，公轉的速度就快，角速度為1度1分11秒/日，線速度為30.3千米/秒；在遠日點時，公轉的速度就慢，角速度為57分11秒/日，線速度為29.3千米/秒。
地球的自轉
地球一直在圍繞著一個假想的自轉軸，自西向東不停地轉動著，這是地球運動的一種重要形式。
一般而言，地球的自轉本應該是均勻的，但精密的天文觀測表明，地球自轉存在著三種不同的變化。
1.地球自轉周期慢慢變長。引起這一現象的原因是海水潮汐的摩擦阻力。另外，地球半徑的脹縮、地核增生、地核與地幔之間的耦合也會引起地球自轉的周期變化。
2.地球內部物質的移動引起了地球自轉速度不規則的變化。
3.地球大氣中的氣團隨著季節而移動，使地球自轉速度產生周期性變化。
地球自轉周期
簡單地說，地球自轉一周，就是一天，這就是它的自轉周期。但它真正的周期是恒星日，即地球自轉360°所經曆的時間。
在這裏，恒星可以作為一個天球上的定點，但太陽和月球都不是，它們除了參與天球周日運動外，還有各自的巡天運動，所以，太陽日和太陰日都不是地球自轉的真正周期。在一個太陽日期間，地球自轉並不是真正的一周，而是360度59分；在一個太陰日期間，地球自轉不是360度，而是373度38分。如果用恒星日的長度來劃分24小時，那麼，太陽日的長度要比24小時多4分，而太陰日的長度則會多出54分。但在日常生活中，人們卻總是以24小時來表示太陽日的長度，也把地球自轉一周看作為一天。
地軸
“地軸”一詞，是由我國地質學家黃汲清在1945年提出的。地軸是通過地心連接南北兩極的假想軸線。地球始終不停地繞著這個假想的軸運轉，所以又叫做地球自轉軸。這個軸與地球公轉軌道麵的夾角為66度34分。地軸在地球中的位置並不固定，而是有著微小的移動，造成“極移”。其延長線為“天軸”。地軸的無限延長線與北極星始終正對著。地軸同地麵的兩個交點為北極和南極。天軸同天球的兩個交點為“天北極和天南極”。
地轉偏向力
地球的轉動使地球上水平運動的物體產生了地轉偏向力。這些水平運動的物體無論朝著哪個方向運動，都會發生偏轉，在北半球向右偏，在南半球向左偏。地轉偏向力隻能改變物體運動的方向，不能改變物體運動的速度。赤道上的地轉偏向力為零。
黃道麵
黃道麵是指地球繞太陽公轉的軌道平麵，與地球赤道麵交角為23度26分。由於月球和其他行星等天體的引力影響地球的公轉運動，黃道麵在空間的位置總是在不規則地連續變化。但在變動中，任一時間這個平麵總是通過太陽中心。黃道麵和天球相交的大圓稱為黃道。
四季的形成
地球永不停歇地側著身子，圍繞太陽這個“大火爐”運轉。在運轉的過程中，地軸始終與軌道麵傾斜成66度34分的夾角。由於地軸的傾斜，當地球處在軌道上不同位置時，地球表麵不同地點的太陽高度是不同的。太陽直射在哪個半球，這個半球就熱量集中，日照時間長，晝長夜短，氣溫高，形成夏季，反之就是冬季。於是這種冷暖便不停地交替著，從而形成了寒來暑往的四季。
晝夜交替的形成
地球就像一隻永不停歇的陀螺，沿著自轉軸自西向東旋轉著，由此而產生了晝夜交替。晝夜交替是地球自轉運動形成的一種自然現象。
地球是一個不發光又不透明的球體，同一瞬間陽光隻能照亮半個地球，被陽光照亮的這半個地球是白晝，沒有被陽光照亮的半個地球則是黑夜。由於地球不停地自西向東自轉，地球則從東向西進行晝夜交替，晝夜交替的周期為24小時。晝夜交替不僅調節了地球表麵的大氣溫度，對於地球上生物界的生存與發展也是十分有利的。
南北回歸線
太陽直射點每年在地球上來回移動的界線，我們叫它們回歸線。
地球在圍繞太陽公轉時，因地軸與黃道麵總保持著一個66度34分的交角。所以，地球有時是北半球傾向太陽，有時又是南半球傾向太陽，而太陽光在地球位置上，就會隨著時間的變化發生南北移動。我國的農曆夏至這一天，太陽直射點在北緯23°26′的緯線上。之後，太陽直射點將逐漸南移。冬至時太陽直射點在南緯23°26′的緯線上，冬至過後，太陽直射點又開始逐漸北移，到夏至時，再次直射北回歸線。因此，我們把南緯23°26′的緯線和北緯23°26′的緯線叫做南北回歸線。通常用“23.5°NS”來表示。
經緯線和經緯度
經緯線和經緯度都是地理坐標。一切通過地軸的平麵同地麵相割而成的圓為“經度圈”，它們在南北極相交，等分為兩個半圓，稱為經線。緯線是一切垂直於地軸的平麵同地麵相割而成的圓，亦稱“緯度圈”。經度是兩個經線平麵的夾角。緯度是指鉛垂線與赤道麵的夾角。由經線和緯線組成了經緯網。
二至日
二至日就是夏至和冬至的合稱。
當太陽直射北回歸線並開始向赤道回歸時，就是每年的6月22日，即我國農曆的夏至日。從這一天開始，北半球進入盛夏；當太陽的直射點到達最南端——南回歸線時，就是每年的12月22日，即我國農曆的冬至，這一天是北半球日照最短的一天。