地球生命的保护伞
在地球大气由原始大气演化为还原大气时，由于太阳辐射，产生了光致离解效应。将水分子分解为氢和氧，分解出的氢逃逸出大气层，比氢重的氧留了下来。性能活泼的氧除了与其他元素化合外，还有一部分形成了臭氧（O3）。臭氧（O3）是氧（O2）分子的一种同位素，它主要分布在地球大气的平流层里，在海拔25千米附近密度最大。因此，科学家又把海拔25千米附近的大气层叫做臭氧层。据估计，在海拔10～50千米范围内，臭氧占整个地球所拥有的臭氧总量的97％以上。但是，与地球大气相比，还不到地球大气总量的1％。
臭氧含量虽少，但却维系着地球万物生灵的命运。因为强烈的太阳紫外线对生物会产生致命的危害，它会破坏生物体内的生殖分子和DNA（细胞的脱氧核糖核酸，它起着制造和传递遗传信息作用），引起细胞异变和一些疾病。紫外线对蛋白质也有破坏作用。而DNA和蛋白质对光线的吸收主要集中在紫外线波段。
臭氧能吸收太阳紫外线，使大气下层的氧分子不再被分裂。被吸收的太阳紫外线能烤热臭氧及周围的空气，形成高于同温层的空气层，就好像在汹涌澎湃的对流层上的一把保护伞，挡住了大部分的太阳紫外线，使地球上的生物免遭紫外线的致命伤害。正因为地球大气中有了臭氧层这个天然屏障，远古的生物才能从海洋过渡到陆地，而发展成形形色色的生物界，我们人类以及地球上的所有生灵才能安然无恙地生活在地球上。
如果大气层中的臭氧含量减少，到达地面的太阳紫外线就会明显增强，地球上的生物就会遭殃了。
水圈
在地球上，很少有什么物质会像水那样变幻多端，分布广泛。上至高层大气，下至地壳深处，几乎处处都有水的踪迹和水的影响。相互沟通的世界大洋，陆地上的江河湖泊，以及埋藏于地表下面的地下水等，它们互相连通，共同构成了我们这个星球上所特有的“水圈”。在地球上的总水量中，海水约占97％，其余3％存在于冰川、江河、湖泊、地下和大气中。如果我们把地表看作是很平坦的，将地球水均匀覆盖其上，那么全球将成为一个平均水深2745米的水球。水是生命的摇篮，也是一切生命机体活动必不可少的基本要素。
在太阳系中，地球是唯一拥有液态水的天体。水占地球表面积的77％（为此，有人提议地球应改名为“水球”），总量达145×1018吨。这还不算矿物所含的结构水和结晶水，也不包括生物体中的水（生物机体的2／3是水组成的）。
你一定会问，这么多的水是哪里来的呢？
传统说法，地球上的水是地球形成时，从星云物质中带来的。星云物质由三大类物质组成：一类是气物质，如氢和氦，约占星云物质的982％；另一类是冰物质，如水冰、氨、甲烷等，约占14％；第三类是土物质，主要有铁、硅、镁、硫等与氧的化合物，是些温度高达1000摄氏度左右时仍是固态的物质。地球是土物质组成的，但仍有一小部分冰物质，这便是地球水的来源。
1961年，科学家托维利提出，地球水是太阳风的杰作。太阳风是太阳外层大气向外逸散出来的粒子流。从地球形成至今，地球从太阳风中吸收氢的总量达170×1023克。如果这些氢全部与地球上的氧结合，可产生153×1024克的水，恰恰接近地球水的总量143×1024克。
不久前，美国人弗兰克等人又提出一个假说：地球水来自太空冰球。这位科学家研究了1981—1986年以来人造卫星发回的数千张地球大气紫外线辐射图像，发现在圆盘形的地球图像上总有一些小黑斑。这些小黑斑都很短命，仅存在两三分钟。经多次分析和否认了其他一切可能后，他们认为这些小黑斑是由一些看不见的冰块组成的小彗星，撞入地球外层大气后破裂、融化成水蒸气而造成的。估计每分钟约有20颗平均直径为10米的这种冰球坠入地球，每年可使地球增加10亿吨水。地球形成46亿年，总共可从这种冰获得46×1018吨水，是现在地球水总量的3倍多。扣除蒸发的水分、矿物质和岩石，以及生物机体内含有水分，仍富富有余。所以，这一假说因无法自圆其说，也遭到了人们怀疑。
地球之水究竟来自何方？还有待于人类继续探索。
生物圈
在地球发展的最初阶段，地球上本没有任何生命现象。由于地球本身的特有性质和它在太阳系中得天独厚的位置，决定了地球上物质的进一步演化。地球上自从有了原始的地壳、大气圈和水圈，生命便合乎规律地出现和发展了。
现在多数人认为，生命是由无生命的物质转化来的。这种转化，需要有一定的物质条件，即必须具备甲烷、氨、水汽和氢等，而这些物质在原始大气中是大量存在的。实现这种转化，还需要有一定的能量，而来自太阳的紫外线、大气中的电击雷鸣和地下的火山熔岩等都是重要的能源。所以，在原始地球上，实现从无生命到有生命物质的这种转化，便具备了可能性。
为了模拟这种转化过程，本世纪50年代美国科学家米勒成功地做了一个实验。他在封闭的容器里，按照原始大气的成分，装满甲烷、氨、水汽和氢，并使之保持一定的温度。同时，在容器中不断地点燃电火花。这样，在经过一定时期的连续作用之后，终于产生出了有机分子。后来，又有人多次重复米勒的实验，并加入多种成分的物质，获得了在生命物质中常见的氨基酸，甚至于某些蛋白质。近年来，在地球上某些早期沉积岩（年龄在35亿年左右）中，以及在陨石中，也发现了有机分子的遗迹，跟实验室里所获得的有机物质有些相似。经科学推测，它们应该是地球和太阳系早期的有机物。
简单有机物还不是有生命的物质，从简单的有机物转化为有生命的物质需要一系列的条件和经过一系列的过程，其中原始的海洋是重要的一环。大气和地表上的有机物会随着降水和地面径流汇集到海洋，并在海洋一定部位浓集。这样，它们有更多的机会相互接触，并结合成更为复杂的有机分子，甚至成为能自行与周围环境进行物质交换的独立体系。再通过不断进化，这些独立体系开始进行最原始的新陈代谢和自我繁殖，这才发展成生命物质，人们叫它非细胞生命。这个过程大概发生在距今35亿年以前。这是从无生命到有生命的一次飞跃。
不过，正是因为生命的形成是一个极为漫长的过程，人们要想在实验室里获得有生命的分子，目前尚不可能实现。
原始生命之所以在水中形成，也在水中发展，是因为那时的大气中还缺少游离氧，高空还没有形成可以抵御太阳紫外线的臭氧层，原始生命只有从水中获得氧和靠水的保护才能生存和发展。在陆地还未具备生命生存条件之前，原始生命一直生活在海洋里。它们在海洋里度过了十分漫长的岁月，直到距今6亿年前，绿色植物在海洋里大量繁殖，成为海洋生物的主要成员之时，陆地仍然是一片荒漠，找不到任何生命的踪迹。
绿色植物的出现为其登陆创造了条件。因为绿色植物在光合作用中所产生的游离氧不断积累，最终导致高空臭氧层的形成。它能有效地吸收紫外线，保护地面上的生物免遭伤害。于是，在距今4亿年前，绿色植物开始从海洋发展到陆地。首先登陆的是陆地孢子植物，此后，依次出现了裸子植物和被子植物。动物也敢于开始登陆和发展，依次出现了两栖动物、爬行动物和哺乳动物。
地球上的生命从无到有、从简单到复杂、从低级到高级，一步步进化发展，至今已有数百万种动植物。它们占领了海洋、陆地、地壳的浅层和大气的下层，构成地球上所特有的一个圈层——生物圈。地球上的生命依靠地壳、大气圈和水圈的改造，促使其演化和发展。
可以说，由于生命和生物圈的出现，地球圈层之间的联系和接触越来越密切了。
至此，我们可以看到，地球岩石圈的顶层，大气圈的底层，以及水圈和物质圈的全部，是地球外部各圈层密切接触和有机联系的纽带，各圈层在这里相互作用、相互渗透，构成一个完整的物质体系。对于人类社会来说，它就是我们周围的自然界，即自然地理环境。
还要特别指出的是，到了后来，地球在它自身演化的同时，还要受到人类活动的影响，接受人类有意识的改造。所谓改造地球，就是合理地利用各个圈层的自然资源，有目的地改变各圈层的状况和它们之间的关系，使之朝着有益于人类的方向发展。
岩石
岩石是组成地壳的主要物质之一。是在各种不同地质作用下所产生的，由一种或多种矿物有规律组合而成的矿物集合体。组成岩石的基本元素是氧、硅、铅、铁、钙、钾、镁等。岩石的种类繁多，按其含矿物的多少，可分为由一种矿物质组成的单矿岩和由多种矿物组成的复矿岩。按其成因可分岩浆岩、沉积岩、变质岩。其中岩浆岩又叫火成岩，是组成地壳的基本岩石，它是由岩浆活动形成的。岩浆活动有两种：一种是岩浆从火山口喷出地面冷却而成的岩石称为喷出岩，另一种是岩浆从地球深处沿地壳裂缝处缓慢侵入而猛烈喷出地表，然后在周围岩石的冷却挤压下固结而成的岩石，称侵入岩。大陆常见的喷出岩就是玄武岩，地壳中最常见的侵入岩是花岗岩。我国的黄山、华山都是由花岗岩组成的。沉积岩是地壳最上部的岩石，它是由亿万年前的岩石和矿物经过长期的外力作用而形成的。常见的砂岩、页岩、石灰岩都是沉积岩。岩浆岩和沉积岩在受到高温、高压或外部各种化学溶液的作用时，其内部结构重新组合，矿物发生重新结晶而成的岩石就是变质岩。
海峡
海峡是指海洋中连接两个相邻海区的狭窄水道。如连接太平洋与北冰洋的白令海峡、联结东海与南海的台湾海峡等。海峡是地壳运动造成的，地壳运动时，临近海洋的陆地断裂下沉，出现一片凹陷的深沟，涌进海水，把大陆与邻近的海岛以及相邻的两块大陆分开，就形成了海峡。海峡的地理位置一般比较重要，常被人们称为“海上走廊”。例如，马六甲海峡就是太平洋和印度洋的交通要道。
海湾
海湾是指洋或海伸入陆地的部分。海湾一般三面靠陆，一面与海相连，其深度和宽度在向陆地的推进过程中逐渐减小。海湾的形状各种各样，有的曲折蜿蜒，有的则比较开阔，与大海融为一体。我国的海湾也很多，如山东半岛的胶州湾，北部的渤海湾和东部的杭州湾等。
大陆架
大陆架是陆地向海洋延伸的浅海地带。围绕陆地边缘，又称“水下平原”“陆棚”“大陆浅滩”等。大陆架的范围一般从低潮算起，一直到深海中的大陆沿为止，平均宽度75千米，深度一般在200米以下，坡度和缓。大陆架海区水产资源丰富，富产鱼、虾、贝类。海底富藏石油、天然气、铁、铜、锡等矿产。
三角洲
河流流入海洋或湖泊时，因流速减低，所携带泥沙大量沉积，逐渐发展成冲积平原。三角洲又称河口平原，从平面上看，像三角形，顶部指向上游，底边为其外缘，所以叫三角洲。三角洲的面积较大，上层深厚，水网密布，表面平坦，土质肥沃。如我国的长江三角洲、珠江三角洲等。三角洲根据形状又可分为：尖头状三角洲，如我国的长江三角洲；扇状三角洲，如非洲的尼罗河三角洲；鸟足状三角洲，如美国密西西比河三角洲。世界上比较著名的三角洲很多，主要有尼罗河三角洲、密西西比河三角洲、多瑙河三角洲、湄公河三角洲、恒河三角洲以及我国的长江三角洲等。三角洲地区不但是良好的农耕区，而且往往是石油、天然气等资源十分丰富的地区。
大陆
大陆指地球上面积广大的陆地。地球上有六个巨大的陆地：欧亚大陆、非洲大陆、北美大陆、南美大陆、澳大利亚大陆和南极大陆。其中，欧亚大陆面积最大，包括欧洲和亚洲两大洲；澳大利亚大陆最小；北美大陆和南美大陆是连在一起的，中间仅隔一条巴拿马运河。全球陆地还包括六大板块四周分布的许多岛屿，大陆和它四周的岛屿合起来称为“洲”。大陆的地貌结构比较复杂，有高原、山脉、平原、河流、盆地以及丘陵等地形。现在一般认为，在太古时代地球上的陆地是一个整体，是连在一起的，后来，经过漫长年代的地质运动，才形成今天全球六大块陆地的样子，并且，这些大板块还在不断地移动。
大洲
地球上，大陆和它附近的岛屿合称为洲。全球共有七大洲：亚洲（亚细亚洲）、欧洲（欧罗巴洲）、非洲（阿非利加洲）、北美洲（北亚美利加洲）、南美洲（南亚美利加洲）、南极洲和大洋洲。其中，亚洲面积最大，大洋洲面积最小。这七个洲的总面积为14935万平方千米，占全球总面积的29％，其余71％的面积都是海洋。
