1970年舉行第一屆“地球日”時，地質學家仍在對板塊構造進行最後潤飾，該模型解釋了地球表面如何成形。40多年後，談到我們的星球，仍然有許多謎語。這是地球上最大的未解之謎。

一、水的由來？

科學家認為地球在45億年前合併後是一塊乾燥的岩石。那麼，這種重要的化學物質H2O是從哪裡來的呢？也許是大約40億年前以巨大影響形式出現的星際傳送系統。在冰冷的小行星的撞擊下，地球可能在此期間補充了其水庫，稱為後期重型轟炸。但是地球的水面之謎籠罩著神祕的面紗，因為在這段時間裡剩下的岩石證據很少。

二、地球的核心在哪裡？

地球的核心是傳奇和傳說，長期吸引著作家和科學家。一段時間以來，至少在1940年代，地球無法到達的核的組成是一個已解開的謎。以隕石為代表，科學家們測量了地球上必需的礦物的原始平衡，並指出了缺少的礦物。他們推測，地殼中缺少的鐵和鎳一定是核心。但是1950年代的重力測量顯示這些估計是不正確的。核心太輕了。今天，研究人員繼續猜測哪些因素導致了我們腳下的密度不足。它們還被外層鐵心流動的液態鐵產生的地球磁場的週期性反轉感到困惑。

三、月球是怎麼到達這裡的？

圖片來源：NASA / JPL-Caltech

地球和火星大小的原行星之間發生的泰坦尼克號碰撞是否形成了月亮？對於這種巨大的衝擊器理論，尚無普遍共識，因為某些細節並未公開。例如，兩個岩石體的化學成分非常接近，這表明月亮是從地球而不是單獨的撞擊器中誕生的。其他模型表明，但是一個快速旋轉的年輕地球在撞擊過程中可能已經從足夠多的熔融岩石上拋下，形成了化學相似的衛星。

四、生命從何而來？

這種鹼性熱液噴口被認為是古代地球上最早的生物的發源地。圖片來源：D。Kelley和M. Elend /華盛頓大學。

生命是在地球上釀造的還是在星際空間中激發並通過隕石運送到這裡的？在小行星內部的冰粒和地球上最極端的環境中發現了最基本的生命成分，例如氨基酸和維生素。弄清楚這些部分如何結合形成第一生命是生物學最大的障礙之一。迄今為止，還沒有發現地球上第一個居民的直接化石痕跡，這些痕跡可能是原始的，咀嚼岩石的細菌。

五、所有的氧氣從哪裡來？

我們的生存歸因於藍細菌，這是一種能夠從根本上改變地球大氣的微觀生物。他們抽出氧氣作為廢物，大約在24億年前第一次向天空注滿氧氣。但是岩石揭示出氧氣含量像過山車一樣上下浮動了三十億年，直到它們在約5.41億年前的寒武紀前後穩定下來。那麼細菌是在空氣中擴散，還是還有另一個原因？了解向富氧地球的轉變是解碼我們星球上生命史的關鍵因素。

六、是什麼造成了寒武紀大爆炸？

伯吉斯頁岩中的節肢動物。圖片來源：史密森學會，道格拉斯·歐文（Douglas Erwin）提供

經過40億年的地球歷史，寒武紀中複雜生命的出現標誌著一個獨特的轉折點。突然間，動物的大腦和血管，眼睛和心臟都比今天已知的任何其他行星時代都進化得更快。剛發生這次寒武紀爆炸之前，氧氣水平的上升已經被提供了解釋，但是其他因素也可以解釋動物的神祕崛起，例如捕食者與獵物之間的軍備競賽。

七、板塊構造何時開始？

400微米Jack Hills鋯石的陰極發光影象。圖片來源：威斯康星大學John Valley

一塊薄薄的硬殼撞擊在地球表面，形成美麗的山峰日落和劇烈的火山噴發。但是地質學家仍然不知道板塊構造引擎何時加速。大多數證據已被銷燬。僅有少量微小的稱為鋯石的礦物質可生存於44億年前，而且它們告訴科學家，第一批類似大陸的岩石已經存在。但是早期板塊構造的證據是有爭議的。而且地質學家仍然想知道大陸殼是如何形成的。

八、我們會預測地震嗎？

一百多年的地震在世界地圖上發光。圖片來源：IDV Solutions的John Nelson

統計模型充其量只能得出對未來地震發生概率的預測，類似於警告即將下雨的天氣專家。但是，這並沒有阻止人們試圖預測下一次襲擊的時間-沒有成功。甚至最大的實驗也未能在12年後失敗，當時地質學家預測到1994年在加利福尼亞帕克菲爾德發生地震，並建立了捕捉即將到來的地震的儀器。真正的地震發生在2004年。最大的障礙之一是地質學家仍然不了解為什麼地震會發生和停止。但是，在預測餘震和人為地震（例如與廢水注入井（用於壓裂）的地震）有關的方面已經取得了進展。