1543年,哥白尼在《天體執行論》一書中首先完整地提出了地球自轉和公轉的概念.此後,大量的觀測和實驗都證明了地球自西向東自轉,同時圍繞太陽公轉.1851年,法國物理學家傅科在巴黎成功地進行了一次著名的實驗（傅科擺試驗）,證明地球的自轉.地球自轉週期約為23時56分4秒平太陽時,地球公轉的軌道是橢圓的.公轉軌道的半長徑為149597870公里,軌道的偏心率為0.0167,公轉週期為一恆星年,公轉平均速度為每秒29.79公里,黃道與赤道交角（黃赤交角）為23°27′.地球自轉和公轉運動的結合產生了地球上的晝夜交替、四季變化和五帶（熱帶、南北溫帶和南北寒帶）的區分.地球白轉的速度是不均勻的,有長期變化、季節性變化和不規則變化.同時,由於日、月、行星的引力作用以及大氣、海洋和地球內部物質的各種作用,使地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生變化,即歲差和章動、極移和黃赤交角變化.
形狀和大小
地球是球形這個概念的出現,可上溯到公元前五、六世紀.當時,希臘的畢達哥拉斯學派的哲學家只是從球形最美的觀念出發產生這一概念的.亞里士多德根據月食時月球上地影是一個圓,第一次科學地論證了地球是個球體.中國早在戰國時期,哲學家惠施已提出地球是球形的看法.
公元前三世紀,古希臘的地理學家埃拉託斯特尼成功地用三角測量法測量了阿斯旺和亞歷山大城之間的子午線長.中國唐朝時期,在一行的指導下,由南宮說率領的測量隊在河南省黃河南北的平原地帶進行了最早的弧度測量,算出了北極的地平高度差一度,相當於南北地面距離相差約351裡80步（唐朝的長度單位5尺=1步,300步=1裡）,從而可算出地球的半徑.這項工作比阿拉伯人的類似工作約早100年.在現代,除用大地測量方法外；還可用重力測量確定地球的均衡形狀.人造地球衛星上天后,地球動力學測地方法得到很大發展.各種方法的聯合使用,使得地球形狀和大小的測定精度大大提高.1976年國際天文學聯合會天文常數系統中,地球赤道半徑α為6378140米,地球扁率因子1/f為298.257.地球不是正球體,而是扁球體,或者說,更象個梨狀的旋轉體.人造地球衛星的觀測結果表明、地球的赤道也是個橢圓,據此可認為地球是個三軸橢球體.地球自轉產主的慣性離心力使得球形的地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前的略扁的旋轉橢球體形狀,極半徑比赤道半徑約短21公里.地球內部物質分佈的不均勻性,進一步造成地球表面形狀的不規則性.在大地測量學中,所謂的地球形狀是指大地水準面的形狀,在這個面上重力位各處相同,是個等位面.日、月對地球的引力作用使地球上的海洋、大氣產生潮汐現象,也使固體地球（在某種程度上是個彈性體）發生彈性形變,這就是所謂“固體潮”.
質量和重力加速度
地球的質量為5.976×l027克,這是根據萬有引力定律測定的.地球質量的確定提供了測定其他天體質量的依據.從地球的質量可得出地球的平均密度為5．52克/釐米3.地球上任何質點都受到地球引力和慣性離心力的作用,二者的合力就是重力.重力隨高度遞增而減小,也隨緯度而變化.赤道上的重力加速度為978.伽（釐米/秒2）,兩極處為983.2伽.有些地方還會出現重力異常現象,這反映出地球內部物質分佈的不均勻性.重力異常同地質構造和礦床有關.地球因受到日、月引潮力的作用,它的重力加速度也有微小的週期變化,最大的可達十分之幾毫伽.
構造
地球可以看作由一系列的同心層組成.地球內部,有核、幔、殼結構.地球外部,有水圈、大氣圈,還有磁層,形成了圍繞固態地球的外套.磁層和大氣圈阻擋著來自空間的紫外線、X射線、高能粒子和眾多的流星對地面的直接轟擊.
地球表面十分之七以上為藍色的海洋所覆蓋,湖泊、江河只佔地球表面水域很少的部分.地球表面的液態水層,叫做水圈,從形成至今至少已有30億年.地球的表層由各種岩石和土壤組成,地面崎嶇不平,低窪部分被水淹沒成為海洋、湖泊；高出水面的陸地則有平原、高山.地球固體表面總垂直起伏約為20公里,它是珠穆朗瑪峰頂（據中國登山隊測定,珠穆朗瑪峰海拔高度為8844.43米） 和最深的海洋深度（馬裡亞納海溝深度約11公里）之間的高差,它超過大陸地殼平均厚度的一半.洋底象陸地一樣不平坦,也不平靜.洋底岩石年齡要比陸地年輕得多.陸地上大多數岩石的年齡小於二十幾億年.陸地上到處可以找到沉積岩,說明在遠古時期這些地方可能是海洋.地表雖有少量的環形山,但難以找到類似月球、火星和水星那樣多的環形山,這是因為地球表面受到外力（水和大氣）和內力（地震和火山）的作用,不斷風化、侵蝕和瓦解的結果.
長期以來,人們認為地殼構造運動主要表現為地面的隆起和沉降,以垂直運動為主,水平運動是次要的.近十多年來,愈來愈多的科學家認為,地球上部不僅有垂直運動,而且還有更大的水平運動,海洋和大陸的相對位置在地質時期也是變化著的.1912年魏格納提出大陸漂移假說.此後,有的地質學家認為,地球早先存在兩塊古大陸——南半球的岡瓦納古陸和北半球的勞亞古陸.但在很長時期裡許多科學家拒絕承認大陸漂移假說,因為當時人們很難相信有這麼大的力量把原先的大陸塊撕開,使各碎塊分別逐漸漂移到今天的位置.六十年代初,黑斯和迪茨提出了洋底擴張假說,認為全球大地構造是洋底不斷擴張的直接結果.正是由於洋底擴張假說和板塊運動理論的發展,又使大陸漂移學說重新受到重視.
地球最上層約幾十公里厚的一圈是強度很大的岩石圈,其下幾百公里厚的一層是軟流層,強度較小,在長期的應力作用下這一層的物質具有可塑性.岩石圈漂浮在軟流圈上.在地球內部能量（原始熱量和發射性熱）釋放時,地內溫度和密度的不均勻分佈,引起地幔物質的對流運動.地幔對流物質沿著洋底的洋中脊的裂隙向兩側方向運動,不斷形成新的洋底.此外,老的洋底不斷向外擴張,當它們接近大陸邊緣時,在地幔對流向下拖曳力的作用下,插入大陸地殼下面,致使岩石圈發生一系列的構造運動.這種對流作用可使整個洋底在三億年左右更新一次.岩石圈被一些活動構造帶所割裂,分成幾個不連續的單元,稱為大陸板塊.勒比雄把全球岩石圈分成六大板塊：歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、澳洲板塊和南極板塊.海底的擴張導致大陸板塊發生運動.板塊的相互擠壓造成了巨大的山系,自阿爾卑斯山經過土耳其和高加索,最後到喜馬拉雅山的山系正是屬於這種情況；也有的地方,兩個板塊的岩石同時下沉,造成洋底的深淵,此外,板塊的運動還造成了火山和地震.關於板塊運動的理論,目前還在不斷髮展之中,同時也存在許多有爭論的問題.
起源和演化
對地球起源和演化問題進行系統的科學研究始於十八世紀中葉,至今已經提出多種學說.現在流行的看法是：地球作為一個行星,遠在46億年以前起源於原始太陽星雲.它同其他行星一樣,經歷了吸積、碰撞這樣一些共同的物理演化過程.地球胎形成伊始,溫度較低,並無分層結構,只是由於隕石物質的轟擊,放射性衰變致熱和原始地球的重力收縮,才使地球溫度逐漸增加.隨著溫度的升高,地球內部物質也就具有越來越大的可塑性,且有區域性熔融現象.這時,在重力作用下物質分異開始,地球外部較重的物質逐漸下沉,地球內部較輕的物質逐漸上升,一些重的元素（如液態鐵）沉到地球中心,形成一個密度較大的地核（地震波的觀測表明,地球外核是液態的）.物質的對流伴隨著大規模的化學分離,最後地球就逐漸形成現今的地殼、地幔和地核等層次.
在地球演化早期,原始大氣逃逸殆盡.伴隨著物質的重新組合和分化,原先在地球內部的各種氣體透過火山噴發等作用上升到地表成為第二代大氣,後來,因綠色植物的光合作用,進一步發展成為現代大氣.另一方面,地球內部溫度升高,使內部結晶水汽化.隨著地表溫度逐漸下降,氣態水經過凝結、降雨落到地面形成水圈.約在三、四十億年前,地球上開始出現單細胞生命,然後逐步進化為各種各樣的生物,直到人類這樣的高階生物,構成了一個生物圈.
地球資料
軌道長半徑(天文距離單位) 1.000
軌道長半徑(百萬公里) 149.6
公轉的恆星週期(日) 365.26
公轉的會合週期(日) -
軌道偏心率 0.0167
軌道傾角(度) 0.0
升交點黃經(度) 0.0
近日點黃經(度) 102.3
平均軌道速度(公里) 29.79
赤道半徑(公里) 6371
地球周長（公里）40030
扁率 0.0034
質量(地球質量=1) 1.000
密度(克/立方厘米) 5.52
赤道引力(地球=1) 1.00
逃逸速度(公里/秒) 11.2
自轉週期(日) 0.9973
黃赤交角(度) 23.44
反照率 0.30
最大亮度 -
衛星(已確認的) 1
1543年,哥白尼在《天體執行論》一書中首先完整地提出了地球自轉和公轉的概念.此後,大量的觀測和實驗都證明了地球自西向東自轉,同時圍繞太陽公轉.1851年,法國物理學家傅科在巴黎成功地進行了一次著名的實驗（傅科擺試驗）,證明地球的自轉.地球自轉週期約為23時56分4秒平太陽時,地球公轉的軌道是橢圓的.公轉軌道的半長徑為149597870公里,軌道的偏心率為0.0167,公轉週期為一恆星年,公轉平均速度為每秒29.79公里,黃道與赤道交角（黃赤交角）為23°27′.地球自轉和公轉運動的結合產生了地球上的晝夜交替、四季變化和五帶（熱帶、南北溫帶和南北寒帶）的區分.地球白轉的速度是不均勻的,有長期變化、季節性變化和不規則變化.同時,由於日、月、行星的引力作用以及大氣、海洋和地球內部物質的各種作用,使地球自轉軸在空間和地球本體內的方向都要產生變化,即歲差和章動、極移和黃赤交角變化.
形狀和大小
地球是球形這個概念的出現,可上溯到公元前五、六世紀.當時,希臘的畢達哥拉斯學派的哲學家只是從球形最美的觀念出發產生這一概念的.亞里士多德根據月食時月球上地影是一個圓,第一次科學地論證了地球是個球體.中國早在戰國時期,哲學家惠施已提出地球是球形的看法.
公元前三世紀,古希臘的地理學家埃拉託斯特尼成功地用三角測量法測量了阿斯旺和亞歷山大城之間的子午線長.中國唐朝時期,在一行的指導下,由南宮說率領的測量隊在河南省黃河南北的平原地帶進行了最早的弧度測量,算出了北極的地平高度差一度,相當於南北地面距離相差約351裡80步（唐朝的長度單位5尺=1步,300步=1裡）,從而可算出地球的半徑.這項工作比阿拉伯人的類似工作約早100年.在現代,除用大地測量方法外；還可用重力測量確定地球的均衡形狀.人造地球衛星上天后,地球動力學測地方法得到很大發展.各種方法的聯合使用,使得地球形狀和大小的測定精度大大提高.1976年國際天文學聯合會天文常數系統中,地球赤道半徑α為6378140米,地球扁率因子1/f為298.257.地球不是正球體,而是扁球體,或者說,更象個梨狀的旋轉體.人造地球衛星的觀測結果表明、地球的赤道也是個橢圓,據此可認為地球是個三軸橢球體.地球自轉產主的慣性離心力使得球形的地球由兩極向赤道逐漸膨脹,成為目前的略扁的旋轉橢球體形狀,極半徑比赤道半徑約短21公里.地球內部物質分佈的不均勻性,進一步造成地球表面形狀的不規則性.在大地測量學中,所謂的地球形狀是指大地水準面的形狀,在這個面上重力位各處相同,是個等位面.日、月對地球的引力作用使地球上的海洋、大氣產生潮汐現象,也使固體地球（在某種程度上是個彈性體）發生彈性形變,這就是所謂“固體潮”.
質量和重力加速度
地球的質量為5.976×l027克,這是根據萬有引力定律測定的.地球質量的確定提供了測定其他天體質量的依據.從地球的質量可得出地球的平均密度為5．52克/釐米3.地球上任何質點都受到地球引力和慣性離心力的作用,二者的合力就是重力.重力隨高度遞增而減小,也隨緯度而變化.赤道上的重力加速度為978.伽（釐米/秒2）,兩極處為983.2伽.有些地方還會出現重力異常現象,這反映出地球內部物質分佈的不均勻性.重力異常同地質構造和礦床有關.地球因受到日、月引潮力的作用,它的重力加速度也有微小的週期變化,最大的可達十分之幾毫伽.
構造
地球可以看作由一系列的同心層組成.地球內部,有核、幔、殼結構.地球外部,有水圈、大氣圈,還有磁層,形成了圍繞固態地球的外套.磁層和大氣圈阻擋著來自空間的紫外線、X射線、高能粒子和眾多的流星對地面的直接轟擊.
地球表面十分之七以上為藍色的海洋所覆蓋,湖泊、江河只佔地球表面水域很少的部分.地球表面的液態水層,叫做水圈,從形成至今至少已有30億年.地球的表層由各種岩石和土壤組成,地面崎嶇不平,低窪部分被水淹沒成為海洋、湖泊；高出水面的陸地則有平原、高山.地球固體表面總垂直起伏約為20公里,它是珠穆朗瑪峰頂（據中國登山隊測定,珠穆朗瑪峰海拔高度為8844.43米） 和最深的海洋深度（馬裡亞納海溝深度約11公里）之間的高差,它超過大陸地殼平均厚度的一半.洋底象陸地一樣不平坦,也不平靜.洋底岩石年齡要比陸地年輕得多.陸地上大多數岩石的年齡小於二十幾億年.陸地上到處可以找到沉積岩,說明在遠古時期這些地方可能是海洋.地表雖有少量的環形山,但難以找到類似月球、火星和水星那樣多的環形山,這是因為地球表面受到外力（水和大氣）和內力（地震和火山）的作用,不斷風化、侵蝕和瓦解的結果.
長期以來,人們認為地殼構造運動主要表現為地面的隆起和沉降,以垂直運動為主,水平運動是次要的.近十多年來,愈來愈多的科學家認為,地球上部不僅有垂直運動,而且還有更大的水平運動,海洋和大陸的相對位置在地質時期也是變化著的.1912年魏格納提出大陸漂移假說.此後,有的地質學家認為,地球早先存在兩塊古大陸——南半球的岡瓦納古陸和北半球的勞亞古陸.但在很長時期裡許多科學家拒絕承認大陸漂移假說,因為當時人們很難相信有這麼大的力量把原先的大陸塊撕開,使各碎塊分別逐漸漂移到今天的位置.六十年代初,黑斯和迪茨提出了洋底擴張假說,認為全球大地構造是洋底不斷擴張的直接結果.正是由於洋底擴張假說和板塊運動理論的發展,又使大陸漂移學說重新受到重視.
地球最上層約幾十公里厚的一圈是強度很大的岩石圈,其下幾百公里厚的一層是軟流層,強度較小,在長期的應力作用下這一層的物質具有可塑性.岩石圈漂浮在軟流圈上.在地球內部能量（原始熱量和發射性熱）釋放時,地內溫度和密度的不均勻分佈,引起地幔物質的對流運動.地幔對流物質沿著洋底的洋中脊的裂隙向兩側方向運動,不斷形成新的洋底.此外,老的洋底不斷向外擴張,當它們接近大陸邊緣時,在地幔對流向下拖曳力的作用下,插入大陸地殼下面,致使岩石圈發生一系列的構造運動.這種對流作用可使整個洋底在三億年左右更新一次.岩石圈被一些活動構造帶所割裂,分成幾個不連續的單元,稱為大陸板塊.勒比雄把全球岩石圈分成六大板塊：歐亞板塊、美洲板塊、非洲板塊、太平洋板塊、澳洲板塊和南極板塊.海底的擴張導致大陸板塊發生運動.板塊的相互擠壓造成了巨大的山系,自阿爾卑斯山經過土耳其和高加索,最後到喜馬拉雅山的山系正是屬於這種情況；也有的地方,兩個板塊的岩石同時下沉,造成洋底的深淵,此外,板塊的運動還造成了火山和地震.關於板塊運動的理論,目前還在不斷髮展之中,同時也存在許多有爭論的問題.
起源和演化
對地球起源和演化問題進行系統的科學研究始於十八世紀中葉,至今已經提出多種學說.現在流行的看法是：地球作為一個行星,遠在46億年以前起源於原始太陽星雲.它同其他行星一樣,經歷了吸積、碰撞這樣一些共同的物理演化過程.地球胎形成伊始,溫度較低,並無分層結構,只是由於隕石物質的轟擊,放射性衰變致熱和原始地球的重力收縮,才使地球溫度逐漸增加.隨著溫度的升高,地球內部物質也就具有越來越大的可塑性,且有區域性熔融現象.這時,在重力作用下物質分異開始,地球外部較重的物質逐漸下沉,地球內部較輕的物質逐漸上升,一些重的元素（如液態鐵）沉到地球中心,形成一個密度較大的地核（地震波的觀測表明,地球外核是液態的）.物質的對流伴隨著大規模的化學分離,最後地球就逐漸形成現今的地殼、地幔和地核等層次.
在地球演化早期,原始大氣逃逸殆盡.伴隨著物質的重新組合和分化,原先在地球內部的各種氣體透過火山噴發等作用上升到地表成為第二代大氣,後來,因綠色植物的光合作用,進一步發展成為現代大氣.另一方面,地球內部溫度升高,使內部結晶水汽化.隨著地表溫度逐漸下降,氣態水經過凝結、降雨落到地面形成水圈.約在三、四十億年前,地球上開始出現單細胞生命,然後逐步進化為各種各樣的生物,直到人類這樣的高階生物,構成了一個生物圈.
地球資料
軌道長半徑(天文距離單位) 1.000
軌道長半徑(百萬公里) 149.6
公轉的恆星週期(日) 365.26
公轉的會合週期(日) -
軌道偏心率 0.0167
軌道傾角(度) 0.0
升交點黃經(度) 0.0
近日點黃經(度) 102.3
平均軌道速度(公里) 29.79
赤道半徑(公里) 6371
地球周長（公里）40030
扁率 0.0034
質量(地球質量=1) 1.000
密度(克/立方厘米) 5.52
赤道引力(地球=1) 1.00
逃逸速度(公里/秒) 11.2
自轉週期(日) 0.9973
黃赤交角(度) 23.44
反照率 0.30
最大亮度 -
衛星(已確認的) 1