人有各種料子做成的衣裳，穿起來有的涼爽，有的保暖。
地球也有各式各樣的衣裳，五顏六色，絢麗多彩，而且會隨歲月的更替而變易。地球特有的大氣、水和生物，使它成為太陽係中獨一無二的色彩豐富的行星。
藍色的衣裳是海洋、湖泊，起著冬天暖和、夏天涼爽的作用。這是因為水所能吸收容納的熱量特別多，使1立方厘米的水升高1℃所需的熱，足以使3000多立方厘米的空氣或是5立方厘米的花崗岩也升高1℃。當陽光強烈時，水把大量的熱吸去了，起了降低氣溫的作用；當天氣轉冷後，水又把熱陸續放出來，使氣溫不至於降得太低。
地球上約有71％的麵積遮蓋著藍色的衣裳，而在大陸上又有大約1/5的土地穿著黃色的衣裳。這是沙漠或半沙漠地區，它使那裏的氣溫熱時特別熱，冷時特別冷，起著與海洋相反的作用。在沙漠中，晝夜間溫度的差別常常達到好幾十攝氏度。
黃色衣裳的這種作用，一方麵由於它本身吸收容納熱量的能力比水要差許多，同時也因為它不能像海洋那樣經常把大量水蒸氣輸送到空中，使那裏的空氣保持比較潮濕的狀況。
大氣是地球最重要的一件外衣，它攔截阻擋著太陽射來的熱，同時也阻攔地麵的熱向宇宙中散失，假使沒有大氣，被太陽照著的地方就太熱了，而曬不到太陽的地方又太冷了。宇宙飛船便可經曆這種奇妙的境界，飛船在陰影處的溫度可低到接近-273℃。在高空中，盡管還未飛出大氣圈的外層，但那裏空氣已稀薄到接近地麵上人工製造的真空，不能起到吸熱保暖的作用了。
空氣中含的水蒸氣多，吸熱能力就強，所以海洋上潮濕的空氣比沙漠上幹燥的空氣更能吸熱保暖，調節溫度。
在高山上，空氣稀薄，水蒸氣的含量也少，熱量來得雖多，去得也快，到了一定程度，支出超過了收入。那裏常常終年被冰雪所掩蓋，穿起了白色的衣裳。兩極也是終年穿著白色衣裳的地區，那裏因為所處地理位置的影響，陽光是斜射的，陽光在大氣中旅行的路線長，沿途被攔截阻擋掉的熱就多，所以到達地麵的熱量就少，因此兩極的氣候便嚴寒。地麵得到的熱量已經少了，白色的衣裳更將這些熱大量反射掉，剛落下的白淨的雪能把射到地麵90％左右的熱反射回去，這就使溫度更低了。包括兩極和高山地區在內，地球上約有1/10的陸地終年穿著白色的衣裳。冬季“千裏冰封，萬裏雪飄”，穿上白衣裳的地區就更多了。這些白色的衣裳對地球上的氣候有著重要的影響，我國氣象學家呂炯等已發現，北方海洋的結冰量和我國長江流域旱澇現象的形成有一定的關係。至於那種麵積廣大的終年積雪的地區，更是冷空氣的製造廠，廣泛地影響著天氣的變化。能夠使地球上冷暖幹濕更加適合人類需要的，是綠色的衣裳。植物掩蓋著地麵，掩蓋得最密的是森林，它對改善氣候起著重要的作用。可惜的是，和我國遼闊的領土麵積比較起來，森林麵積顯得太少了。
地球的衣裳和氣候的關係如此密切，因此我們要使它穿得合適。這是有可能做到的，目前也正在做。植樹造林、合理密植就是在加緊織造綠色的衣裳；修水庫擴大水田則是使陸地上有更多的地區穿上藍色的衣裳；這些工作的結果又都使黃色的衣裳逐漸減少。黑化冰川，使白色衣裳變黑的工作也已開始了，還有更多的為大地剪裁衣裳、描龍繡鳳的工作將要進行。在宇宙飛船上天以後，我們對那看不見的最重要的地球的外衣——大氣，也將了解得更清楚，將來也有可能控製它、改造它。我們一定能使地球上的氣候一天天變得更好。
我們翹首望天，似乎高不可及。其實我們所看見的這個“天”，本是“地”的一部分——地球大氣圈的低層。它的高度不過十幾千米，宇宙火箭很容易就穿越過了這個高度，這時再回顧地球，藍天卻已跑到我們的腳下，似輕煙，似薄霧，更仿佛是一層蔚藍色的軟紗裹在地球的表麵。
我們所看到的這個裹著地球的藍色麵紗，是由稠密的空氣組成的，是陽光在其中散射的表現。
就整個地球來看，愈是靠近核心，組成物質的密度就愈大。以大氣圈和地球的固體部分相比較，大氣圈的密度要比地球的固體部分小得多，全部大氣圈的質量（5600萬億噸）還不到地球總質量的百萬分之一；以大氣圈的高層和低層相比較，高層的密度比低層要小得多，而且愈高愈稀薄。如果以海麵上的空氣密度為1，在240千米高空，大氣密度就隻有它的一千萬分之一；到1600千米高空，更隻有它的一千萬億分之一了。整個大氣圈質量的90％，集中在高於海麵16千米的空間內，大體上也就是我們看到的那個藍色的麵紗的厚度。再往上去，空氣就稀薄到不足以使陽光散射形成藍色的天空了。當升到比海麵高出80千米的高度，幾乎全部大氣圈質量的99.999％都集中在這個界限以下；而所餘無幾的大氣占據的空間卻極為廣大，探測結果表明，地球大氣圈沒有明顯的邊界。高層大氣稀薄的程度比人造的真空還要“空”，但是，在那裏確實還有氣體的微粒存在，而且比星際空間的物質密度大得多，然而它們已不是氣體分子，而是原子及原子再分裂而產生的粒子了。
以80～100千米的高度為界，在這個界限以下的大氣，盡管有稠密稀薄的不同，但它的成分大體一致，以氮和氧的分子為主，這就是我們周圍的空氣。而在這個界限以上，到1000千米上下，就變得以氧為主；再往上到2400千米上下，變得以氦為主；再往上，則主要是氫；在64000千米以上，大氣便稀薄得和星際空間差不多了。與我們關係最密切的是低層的稠密大氣。高於海平麵10～12千米以內（在兩極較低，約8千米，在赤道上較高，約為16千米）的這層大氣，能因冷熱不同而對流，稱為對流層。對流層是大氣圈中最稠密的一層，大氣中的水蒸氣也幾乎全部集中在這裏，特別是在它的下半部。因而這裏是風雲變幻的主要場所，我們所感受到的各種天氣現象都是在對流層裏發生的。
在對流層裏，距海麵愈高氣溫愈低，平均每升高1千米，溫度就要降低大約6.5℃。而從對流層頂上開始，溫度又隨著高度增加而增加。直到大約高於海麵50千米處，溫度又變為隨著高度增加而降低。到80千米以上，溫度則又升高，在500千米一帶，可升高到1000℃。
在對流層上麵，直到高於海麵50千米的這一層，氣流的特點主要表現為水平方向運動，稱為平流層。平流層以外的大氣，因受太陽輻射等作用，氣體分子分裂成為原子，並有發生電離成為帶電粒子的，愈高這些作用愈強烈，於是在地球周圍形成了能夠導電、能夠反射無線電波的電離層。它的底部邊界高度約在65千米左右，頂部邊界在650～1000千米的高度之間。高層的大氣表現不出絢麗多彩的天空景象，但它所表現出的電磁等現象有力地證明著這裏大氣的存在，那些高空中的帶電粒子是受著地球磁場控製的，形成一個無形而巨大的磁層。
大氣圈就是這樣層層疊疊，看起來仿佛空若無物，實際上是壁壘森嚴，將地球重重包住。豈止是麵紗，簡直是屏障，是銅牆鐵壁，對地球起著重要的保護作用。
1976年，我國吉林省下了一場隕石雨，成為自然界罕見的珍聞。假使沒有大氣，這種從天而降的隕石將成為家常便飯，給地麵造成極大毀壞。正是由於大氣圈的保護，高速衝來的隕石因與大氣劇烈摩擦，減慢了速度；並因摩擦產生的高熱影響，絕大部分隕石在100多千米的高空就化為灰塵和氣體，隻有極少數到達地麵，而且已是強弩之末，一般不會造成什麼危害了。
從天外向地球襲來的還有強烈的紫外線。假使沒有大氣，過多的紫外線將使地球上的生命無法生存，正是大氣圈保護了我們。在大氣圈中離開海麵20～35千米這一帶含臭氧較多。所謂較多，也不過占到四百萬分之一左右，但這點臭氧已足以使大量紫外線被吸收，才使得地球上各種生物免受過多的紫外線傷害；剩下少量的到達地麵，對我們來說有殺菌防病作用，反而變得無害而有益了。
那些極其稀薄的為地球磁場所控製的帶電粒子組成的高層大氣，也有保護地球的作用，它能使宇宙中那些以高速衝向地球的粒子流偏轉方向。
地球大氣圈的存在，不僅保護了我們，還是生命得以發生和發展的重要條件。假使沒有大氣，就沒有燦爛的雲霞，更沒有生命的喧囂，而將是白天酷熱，夜晚嚴寒，天上是黑洞洞的，地下是一片荒涼。月球上就是這種情景。
月球本來也是有大氣的，因為它的質量小，引力小，月麵的重力隻有地麵重力的16％，在月球上隻要有每秒2.4千米的速度就可逃逸到宇宙中去。因此，體輕而又運動迅速的大氣就沒能在月球周圍保存下來，月球便成了現在這個樣子。
水星的質量、引力也都比地球小得多，水星表麵的重力隻有地麵重力的37％，保存下來的大氣幾乎等於零，而且為氦、氖、氬所組成，生命無從發生。
火星有微薄的大氣，金星的大氣也不少，但是它們的成分都是以二氧化碳為主，大約占到90％以上。二氧化碳是生命發展所需要的，在自然界中，大量綠色植物以二氧化碳為食料。但是二氧化碳的濃度太大，生命就無法存在了。像地球上這樣適合於生命的發生和發展的大氣圈，在太陽係中是獨一無二的。
地球的大氣中，如按重量計算，約75.5％是氮，23.1％是氧，1.3％是氬，0.046％是二氧化碳，剩下的是其他氣體。
地球大氣並非從來如此，而是地球發展演化到一定階段的產物。有的研究結果表明：大約在3.5億年前，地球的大氣圈具有了現在這樣的成分和形態，在大約6億年前，地球大氣中的氧，還隻有現在的1/10，約在1億多年前，地球的氣溫才演變成接近現在的狀況。
地球的大氣也曾經有過二氧化碳占優勢的時候，隻是由於物質起了化學變化和後來生物的作用，大部分二氧化碳變成碳酸鹽沉澱在海中，形成沉積岩，以及變成煤和石油等礦產，埋藏在地下。因此，今天地球上的碳，約有99.77％是藏在沉積岩裏，0.058％是藏在煤和石油等燃料礦產裏，0.16％溶解在水中，隻有0.012％存在於大氣和生物體內。因此隻要岩石中的碳，稍有一小部分轉化為二氧化碳，就會大大影響大氣的成分。
大氣不是固定不變的，而是每時每刻都在發生著變化。
火山噴發，供給大氣以新的補充，平均計算起來，噴出的氣體中有12％是二氧化碳，73％是水汽，還有二氧化硫、氨、氫等許多其他氣體。此外，還使大量火山塵懸浮於大氣之中。看來，火山噴發是大氣最初的重要來源之一。今天火山的活動，是大氣從地球內部不斷繼續分離出來的表現。
人類和其他生物的活動也在引起大氣的變化，主要是消耗及產生著氧和二氧化碳。
目前，大氣中二氧化碳的含量有逐漸增加的趨勢。這主要是由於人類大量燃燒煤、石油和天然氣造成的。大氣中二氧化碳含量增加，會使地麵的熱量散失作用減弱。在一些工業過於集中的地區，由於排放出大量有害氣體和粉塵，汙染了那裏的大氣，甚至影響到了臭氧層，已帶來惡劣後果。因此，維護大氣的良好狀態已成為各國人民的共同要求。我們一定要掌握好大氣發展變化的規律，調節各種因素，使大氣更加適合於人類生存。
來自地下的情報
1800多年以前，在東漢的京城洛陽，有位著名的學者張衡，一天，他告訴大家：京城西邊有的地方發生了地震。可是人們並未感覺到震動，誰也不肯相信。過了幾天，送信的使者騎著快馬帶來了消息，果然那天在甘肅西部發生了地震。
是誰那樣迅速地向張衡報告了地震的消息呢？不是別人，正是地震自己。
原來在發生地震的時候，從地震的發源地向四麵傳出了一陣陣波動，這種波動叫作地震波，地震波到了哪裏，哪裏就有震動。地震波跑的速度很快，有一種跑得特別快的叫作縱波，它在地殼中傳播的速度達到每秒五六千米；另一種跑得較慢的，在地殼中傳播的速度也有每秒兩三千米。要知道噴氣式飛機的速度最快也不過每秒1/4千米左右，由此就可以想到地震波傳播得多麼快了。
地震波傳播的速度，和它是在什麼物質中進行傳播有關，物質的彈性愈強，地震波在其中傳播的速度也愈快。當地震波傳到地麵時，還能激發地殼表麵產生一種隻能沿地殼表麵傳播的波動，叫作表麵波，地震時造成地麵各種破壞的多是由於這種波動。表麵波的速度也不慢，每秒有3000多米。
因此，一處發生了地震，在它周圍的地區很快就會感到：愈是靠近地震發源地的地方，感到的震動愈強，反之，愈遠愈弱；地震的程度愈劇烈，所能影響的範圍也愈大。
單憑人的感官來察覺地震波的傳播是很不夠的，當震動變得很微弱以後，人就不能發現了，這時用儀器才能測出。張衡在公元132年發明製作了世界上第一台地震儀，因此他能在一般人不能察覺的情況下得知什麼方向發生了地震。
近代的地震儀不僅能查知震動的存在和來自何方，還能查出震動的強烈程度以及傳播速度的變化。
有了這些資料，我們就能準確地找出地震發源地的所在。
地震的發源地通常是地殼發生斷裂、塌陷或是有火山噴發的地方。
人為的原因也可以引起大地的震動，火車駛過時，附近尚感到震動，核武器爆炸當然更要引起震動了。因此，研究地震波傳播的規律對國防有重要的意義。
地震波的研究還廣泛應用於找礦以及其他需要了解地下情況的地方，因為地震波像光波一樣在從一種物質進入另一種物質時會發生折射或反射。我們用爆炸人工製造地震，使地震波向地下傳播，這時地震波就會有因地下岩石或礦體性質的不同而發生折射或反射的，遇到地下有裂縫、空洞等時也會改變前進的方向。我們將折射和反射上來的地震波用儀器接收下來，研究它在地下旅程中速度的變化和在多深的地方發生了折射和反射，就可以查明地下許多情況，幫助我們找到礦藏和提供其他方麵所需要的資料。
地震波像探照燈一樣，給我們照亮了地下的世界，使我們得到了來自地下的許多重要的情報。地球在怎樣變
地質學是研究地球的科學。地球上需要研究的問題很多，但其中心問題是地球在如何發展變化。
“變”與“不變”
在長時期內，地球不變的觀念統治著許多人的思想。這一方麵是由於反動統治階級宣揚形而上學的宇宙觀，如我國曆史上“天不變，道亦不變”的思想，影響了人們觀察事物的能力；另一方麵也可能是由於地球的變化就人類的時間觀念來看，太緩慢了，不易察覺。
但是，地球的變化並非總是不能被人察覺的，比較明顯的如地震、火山等活動都顯示出地球本身在變化。人類在生產活動中也不斷擴大了對地球的認識，如接觸到河水泛濫、泥沙淤積等現象。因此，在地球不變的思想存在的同時，很早也就產生了地球在變的思想。
遠在公元前780年，周太史伯陽父便以天地之氣錯亂了次序、陰陽不協調來解釋地震的起因。在晉葛洪《神仙傳》中，則已出現了滄海變桑田、桑田變滄海的思想。古希臘學者中，也有不少人提出了地球在變的看法。
這些看法雖然都帶有神秘的色彩，但我們應當注意到“科學思維的萌芽同宗教、神話之類的幻想的一種聯係”（列寧：《哲學筆記》）。事實上在這些和神話相似的看法背後，常有值得注意的自然現象。我國人民的重要生產場所華北平原和長江下遊平原都是泥沙淤積起來的，而堆積的速度極為迅速。例如在1947年至1949年間黃河入海口平均每年要向海中推進3000米。可以想象，在漫長的歲月中有多少海邊、湖邊的沙洲被開辟成良田。因此，滄海桑田的思想在我國廣泛流傳，不是偶然的。
但是，科學思想的成長是不容易的。地層中發現化石的事實被公認無可懷疑以後，在歐洲，教會竟將它用來作為《聖經》中“世界洪水”的證據，有的科學家如英國格蘭襄大學教授伍德沃德在1695年發表的《地球自然曆史論》中，提出地球曾經被“世界洪水”所破碎、溶解，然後沉積下來成為今天的麵貌。
隻是在更多的事實資料被人們掌握以後，這才發現地層可以分為許多層，它們形成的時代有先有後，要是在水中堆積，也不止一次。同時人們還發現許多地層彎彎曲曲像受了強大力量的擠壓，有些岩石是熔融物質凝結而成的，這表明地球上不僅有海陸變化，還有其他許多複雜的變化。1763年俄國羅蒙諾索夫提出了由於“地下火”的作用使大山隆起，此外還有一種“長期緩慢”的運動，造成了海陸變化。
“地球在變”的思想逐漸確立了，18世紀最後的25年中出現了更多的解釋地球發展變化的學說。地質學常被認為在這時才成為科學。但是這時人類對地球如何變化的認識，與客觀規律之間頗有一段距離，這些學說常常隻認識到地球變化的某一側麵。如“水成論”者認為地球上的岩石都是在原始海洋中沉積而成的。這顯然不符合事實，因此就有“火成論”者起來反對它。“火成論”者重視了地球內熱的作用，認為這些熱引起了地殼運動，造成了許多由熔融物質凝結而成的岩石。爭論很激烈，延續得相當久。畢竟“火成論”更接近於客觀規律，最後取得了勝利。