前言

關于地球自轉與公轉是地球起源與太陽系起源問題。

關于地球與太陽系起源世界上現(xiàn)在有兩大學派：一是系外成因理論，二是系內(nèi)成因理論。

系內(nèi)成因理論認為：繞太陽公轉的行星等天體是在太陽系內(nèi)形成的，包括星云說，捕獲說，災變說。這一理論，不能解釋地球傾斜在軌道運動，天王星躺在軌道運動，金星自轉反向，哈雷彗星公轉逆行，木星土星的一些衛(wèi)星公轉有順行的有逆行的——這些太陽系特征。

地球起源、太陽系起源的系外成因理論是我國學者江發(fā)世提出來的。

江發(fā)世認為：繞太陽公轉的行星等天體是在太陽系外的宇宙空間形成的，然后被太陽捕獲，形成繞太陽的公轉及自轉。

地球是在距今5.4億年前被太陽捕獲，產(chǎn)生自轉與公轉，地球開始有了陽光，地質(zhì)時期進入顯生宙，生物爆發(fā)式出現(xiàn)，冰川融化，形成相應的沉積建造。

關于太陽系等星系的系外成因，現(xiàn)在航天發(fā)射的繞月球飛行，繞火星飛行所形成的月衛(wèi)星系及火衛(wèi)星系是星系成因的科學驗證。

地球自轉的產(chǎn)生，是太陽在捕獲地球時，太陽引力潮汐作用形成的:地球在太陽一側產(chǎn)生與太陽運動一致的轉動，在背向太陽的一側產(chǎn)生相反的轉動——形成地球的自轉。

地球的公轉是太陽捕獲地球時，地球與太陽的相對運動速度，地球與太陽間的引力共同作用產(chǎn)生了地球的公轉。

地球是太陽系的一顆行星，傾斜在黃道面上每年繞太陽公轉一圈，每天自轉一周。
地球跟隨太陽繞銀心轉動，傾斜在銀道面上，大約2億多年繞銀心轉動一周。
地球與月亮為地月系，月亮每月繞地球轉動一周。
地球是一個圈層狀結構的近球體。有火山噴發(fā)、地震。巖石及地層發(fā)生了錯動或彎曲。
地球的南極比球面低卻是高山聳立的南極洲，北極比球面高而是海水覆蓋的北冰洋。
地球存在地磁場，在地史上，地磁發(fā)生過磁極反向和磁極移動。
地球上存在豐富的生物。低等植物和高等植物，低等動物和高等動物共生在地球上。在古生代以前的地層中見到的生物主要是原核低等生物化石，古生代開始生物爆發(fā)式出現(xiàn)，在中生代出現(xiàn)高大的植物和大型的動物，在新生代出現(xiàn)高級動物。
在南極洲存在有大量的煤炭。煤是植物經(jīng)成煤地質(zhì)作用而形成的。南極洲是冰川雪地的環(huán)境，不可能生長大量的植物。
在地史中發(fā)生過多次海侵海退。
形成地球的物質(zhì)是哪里來的，是在什么時期，什么位置，以什么方式形成地球的。地球為什么會發(fā)生自轉和公轉，其內(nèi)部為什么存在活動。
地球上的生命是怎么形成的。
…… ……。
一個完整的地球起源與演化學說應當對上述等等現(xiàn)象和問題作出合理的解釋。

1. 星系

1.1. 星系
地球與銀河系、太陽系及月亮形成了星系關系，受銀心和太陽引力的控制繞其旋轉，受月亮引力的影響，繞地月質(zhì)心轉動。研究和探討地球起源與演化，需要研究和探討星系。
1.1.1. 星系及分類 
在宇宙中，由兩顆或兩顆以上星球所形成的繞轉運動組合體叫做星系。
星球的繞轉形式有兩種：一是眾多質(zhì)量小的星球繞質(zhì)量大的中心星球轉動叫做中心式星系，如太陽系眾多行星和彗星等繞太陽轉動；二是兩顆星球圍繞共同質(zhì)心相互轉動叫做伴星式星系，如地球和月亮組成的地月星系，二者共同圍繞地月質(zhì)心轉動。絕大多數(shù)星系屬于前者。
在宇宙中，有眾多的星系，這些星系大小不一，形態(tài)各異，有獨立星系，有星系之中的星系，有直線運動的星系，有曲線運動并繞中心體轉動的星系，有年輕星系和年老星系。
為了研究星系的成因，需要對宇宙中的星系進行分類。
哈勃星系分類：
美國天文學家哈勃對宇宙中的星系按其形態(tài)或叫結構類型劃分為三大類：
（1）、橢圓星系
橢圓星系是從圓球星系發(fā)展演化而成的，圖1-1是該類型星系由圓球狀星系發(fā)展成為橢圓星系的一組照片。

1.1.2.
本文的星系分類：
（1）、按照星系之間是否有隸屬關系
將宇宙中的星系劃分為獨立星系和從屬星系。在宇宙空間中獨立運行，它沒有環(huán)繞中心體旋轉，這樣的星系叫做獨立星系，如銀河系。而環(huán)繞中心體運行的星系如太陽系繞銀心運轉，地月星系繞太陽運轉，這樣的星系叫做從屬星系。
（2）、按照中心星是否旋轉
劃分為核旋轉星系和核不旋轉星系。在宇宙中獨立星系它的核有的旋轉有的不旋轉。而從屬星系它的核都是旋轉的。
（3）、按照星系運行的軌跡
劃分為直線運動星系和曲線運動星系。在宇宙空間中，那些獨立星系在主星帶領下按照主星形成時的射線方向在宇宙空間內(nèi)進行直線運行。有的星系如從屬星系則是繞著主星進行曲線運行。
（4）、按照星系所在的空間位置
劃分為系內(nèi)星系和宇宙星系。凡是在星系內(nèi)運動的星系叫做系內(nèi)星系，如太陽系；凡是在星系外宇宙空間里獨立運動的星系叫做宇宙星系，如銀河系。
（5）、按照星系形成的年齡
劃分為年老星系和年輕星系。凡是那些在宇宙空間中或在星系內(nèi)部形成時間比較長年齡大的星系叫做年老星系，年老的星系大都已演化成為比較規(guī)則的星系；在宇宙空間或在星系內(nèi)部有的星系剛剛形成或形成不久，這樣的星系叫做年輕的星系，年輕的星系大都呈不規(guī)則狀態(tài)。
（6）、按照星系中星球的關系
劃分為中心式星系和伴星式星系。由眾小質(zhì)量星球繞大質(zhì)量星球運動所組成的星系叫做中心式星系，如太陽系、銀河系等，大質(zhì)量星球叫做主星或中心星；由兩顆星球互繞二者中心質(zhì)點運動所組成的星系叫做伴星式星系，如地球和月亮所組成的地月星系。

1.2. 太陽系
太陽系是由行星、彗星等天體繞中心星球太陽所組成的繞轉運動組合體。
在太陽系中有系中系，如行星和衛(wèi)星所組成的行星系，衛(wèi)星和繞其轉動的子衛(wèi)星所組成的衛(wèi)星系，等等。太陽系是一個年老的、規(guī)則的、中心式的橢圓星系。
太陽系的一些特征:
（1）、 星球軌道形狀特征
繞太陽公轉的星球軌道形狀為：近圓形、橢圓形、拋物線形和雙曲線形。在太陽系中，水星、金星、地球、火星等，它們的繞太陽公轉軌道形狀為近圓形，而外圍的其它行星公轉軌道為橢圓形。太陽系的彗星公轉軌道為橢圓形、拋物線形和雙曲線形，圖1-5是太陽系模式圖，圖1-6是彗星軌道圖。

（2）、 星球公轉方向特征
繞太陽公轉的星球，九顆行星都為逆時針方向公轉，而有些彗星如哈雷彗星為順時針方向繞太陽公轉。
（3）、星球自轉方向特征
太陽系的金星自轉方向為順時針，它的自轉與它的公轉方向相反。而其它八顆行星都為逆時針方向自轉并同公轉方向相同。
（4）、星球分布特征
太陽系的九顆行星公轉軌道面都在太陽赤陽面兩側附近，而彗星的公轉軌道面從太陽兩極到太陽赤道各緯度都有分布。圖1-7是彗星軌道傾角即在太陽周圍不同緯度的分布圖。

1.3.5． 人造地球衛(wèi)星的軌道 
圖1-13是發(fā)射人造地球衛(wèi)星可能出現(xiàn)的幾種軌道形狀。人造衛(wèi)星軌道形狀完全取
決于末級火箭的速度。如末級火箭的末速度小，衛(wèi)星的軌道形狀為圖1-13的Ａ形，衛(wèi)星
將回落到地球上。如果末級火箭的末速度正好，其衛(wèi)星軌道形狀為圖1-13的Ｂ形，為
繞地球的圓形軌道。如果末級火箭末速度大其衛(wèi)星軌道形狀為圖1-13的Ｃ形，成為橢圓 
形。如果末級火箭的末速度等于地球的逃逸速度時，衛(wèi)星的軌道形狀為圖3-6的Ｄ形，呈拋物線形。如果末級火箭末速度大于地球的逃逸速度，衛(wèi)星的運動軌道就成為雙曲線形。人造地球衛(wèi)星在地球上空的高度和運動方向所決定。

1.4. 太陽系起源
太陽從宇宙中捕獲行星、彗星產(chǎn)生繞轉運動組合體，形成太陽系。
1.4.1 繞太陽公轉軌道形狀的成因
太陽系成員的軌道形狀由進入太陽系時的相對速度和相對距離等因素決定。太陽所捕獲的行星或彗星其運動速度小了，就“掉”進太陽了；速度正好，其軌道形狀為近圓形；其速度大一點，軌道形狀為橢圓形；如果速度再大一點，其軌道形狀就成為拋物線形或雙曲線形。
1.4.2 太陽各緯度都有星球分布的成因
獨立在宇宙中運行的天體，它可以從各個方向和各種角度飛近太陽的身邊，這些天體能夠從太陽兩極處和各緯度及赤道被太陽捕獲而成為太陽系的成員。因此在太陽赤道面附近和極處及各緯度都有星球分布。
1.4.3 行星集中在太陽赤道附近的成因
太陽是一個巨大的引力球，這個引力球是繞軸自轉的，自轉就會產(chǎn)生離心力。離心力在球的極處最小，在近赤道處離心力大。所以太陽系年齡老的行星在太陽自轉離心力場的作用下集中到太陽赤道面附近。
地質(zhì)力學創(chuàng)始人李四光做了球體離心試驗，試驗如下：
圖1-15是地質(zhì)力學的模擬實驗：在直徑20厘米的泡沫塑料球體上，涂16層聚醋酸乙烯乳液，構成厚約3毫米的薄膜，經(jīng)電動機旋轉加力（500轉/分），在近球體赤道附近，于試料上形成一系列近東西向的褶曲。地質(zhì)力學所作的上述模擬試驗完全證明，所有旋轉球體都會產(chǎn)生自兩極向赤道方向的離心力，其表面物質(zhì)也將在離心力作用下產(chǎn)生變化。

1.4.4 星球直立、傾斜和躺在軌道運行的成因
在太陽系中，在軌道上直立自轉的行星，它們就是在太陽赤道面被太陽捕獲的。傾斜在軌道上自轉的行星，是在太陽相應的緯度處被太陽捕獲的，后來在太陽離心力場的作用下運行到了現(xiàn)在的位置。橫躺在軌道上自轉的天王星，是在太陽極處被太陽捕獲的，以后在太陽引力場的離心力作用下來到了太陽赤道面附近。
1.4.5 星球公轉反向（如哈雷彗星）的成因
同向公軌的太陽系天體，它們是在同一側被太陽捕獲的。公轉反向運行的天體，是在太陽的另一側被太陽捕獲的。
1.4.6 星球自轉反向的成因
自轉反向的金星，說明它在被太陽捕獲之前就已是順時針方向自轉著的。當它被太陽捕獲時，所產(chǎn)生的潮汐扭動力小于原來已有的自轉力。所以金星仍然保存原來的自轉方向，只不過是自轉速度已變的特別慢，自轉周期特長。
1.4.7 行星系的成因
行星周圍的衛(wèi)星形成過程同太陽系。而且在衛(wèi)星的周圍可能存在子衛(wèi)星和孫衛(wèi)星，小行星和彗星的周圍都可以有衛(wèi)星，都可以形成繞轉運動組合體即星系，它們的成因和太陽系的成因一樣。
在宇宙中，所有星系的成因是相同的。

2. 地球結構

2.1. 固體地球結構
在做幾何題時，畫一條輔助線其難題就會迎刃而解。有許多事情或問題不解時，換一種思路或模式就有可能獲得解決。
為了研究和探討地球起源與演化，對固體地球結構進行重新劃分。
依據(jù)固體地球內(nèi)部物質(zhì)狀態(tài)和地震波特征，對固體地球進行一級分層和二級分層，見表2-1，其示意圖見圖2-1、圖2-2，圖2-3是傳統(tǒng)固體地球結構示意圖。
一級分層的目的是為了研究地球內(nèi)球、外球運動，進而研究地磁的成因、地震的成因、火山的成因及地殼運動的成因。
二級分層的目的是為了研究地球起源。 

2.2. 地球的外部結構
在固態(tài)地球外部存在水圈、生物圈和大氣圈。
在地球的表層由水體所構成的連續(xù)圈層叫做水圈，水能以汽態(tài)、液態(tài)和固態(tài)三種形式存在，按水所在的位置或環(huán)境將水分為：海水、陸地水和大氣水。地球的總水量大約為：1.36×1015立方米，如果將全部水平均覆蓋到地球表面可深達2700多米厚。
在地球的表層由生物存在和活動所構成的連續(xù)圈層叫做生物圈，絕大多數(shù)生物活動在水深200米到空中200米以內(nèi)的范圍。有些生物能在極端的條件下生存，在海洋幾千米以下的水域有魚的存在，在太空有生物孢子。
在地球周圍所聚集的氣體圈層叫做大氣圈，依據(jù)大氣的物理性質(zhì)和運動特點，從地表向上將大氣圈劃分為：對流層、平流層、中間層、暖層和散逸層。在地球上3000公里的高空，空氣已是極其稀薄，空氣粒子將掙脫地球引力逃向太空，該處以外視為宇宙太空。

3. 地球起源與演化

3.1 地球起源
3.1.1. 地球起源學說
依據(jù)地球形成的位置，地球起源分為兩大學派：傳統(tǒng)學派認為地球是在太陽系內(nèi)形成的；本文認為地球是在太陽系外形成的。
像太陽系起源一樣，認為地球是在太陽系內(nèi)形成的可劃分為三派：分出說也叫災變說、捕獲說、共同形成說也叫星云說。
本文的觀點：地球是在太陽系外宇宙空間形成的，在運行到太陽附近時被太陽捕獲，成為繞太陽轉動的行星。
3.1.2. 地球起源
地球起源于太陽系之外的宇宙空間，在46億（？）年前，地核捕獲熔融物質(zhì)、塑性物質(zhì)、固態(tài)物質(zhì)、氣體和液體形成地球。
3.2 地球演化
在地球演化過程中，發(fā)生一些天文與地質(zhì)事件，將事件的時間段叫做地質(zhì)時期。
在各地質(zhì)時期，在與地球相關的宇宙空間及太陽系和地球所發(fā)生的大事件，在地球自身、地殼運動、地層、巖石、構造、古生物、古地磁、古冰川、古氣候等多方面都留下了記錄。
在不同的地質(zhì)時期，地質(zhì)作用不同，特征不同。
將地球歷史劃分為：地球形成時期、地殼形成時期、進入太陽系前時期、進入太陽系時期、地月系形成時期、新生時期，見表3-1。
3.2.1.
地球形成時期【始古宙（宇）】
這一時期是由地核俘獲宇宙高溫熔融物質(zhì)和少量塑性物質(zhì)、固態(tài)物質(zhì)、氣體和液體開始的，到地表熔融物質(zhì)凝固形成地球最原始的外殼的一段地質(zhì)時間。
在距今46億（？）年前，在太陽系外的宇宙空間，由鐵鎳物質(zhì)組成的地核俘獲宇宙高溫熔融物質(zhì)和少量塑性物質(zhì)、固態(tài)物質(zhì)、氣體和液體，在地核外形成高溫熔融物質(zhì)巨厚層。
地核與高溫熔融物質(zhì)間形成內(nèi)過渡層。
地球外表溫度降低，熔融物質(zhì)凝固，形成地球最原始的外殼。
外殼與高溫熔融物質(zhì)間形成外過渡層。高溫熔融物質(zhì)形成液態(tài)層。
在這一地質(zhì)時期，地球形成分層結構，由內(nèi)向外：地核、內(nèi)過渡層、液態(tài)層、外過渡層、外殼。
在地球表面，由于熔融物質(zhì)凝固和收縮，形成張裂、溝谷、高山。由于宇宙天體撞擊，在地表形成大坑洼地。
3.2.2. 地殼形成時期【太古宙（宇）】
這一時期是由地表熔融物質(zhì)凝固形成地球最原始外殼開始到有沉積巖形成的一段地質(zhì)時間。
地殼和地球熔融物質(zhì)凝固形成的外殼是不一樣的。
地殼是由火山巖、沉積巖、變質(zhì)巖和隕石共同組成的地球外殼，是地球經(jīng)過長期演化后而形成的。
在這一地質(zhì)時期：
隨著溫度降低，熔融物質(zhì)凝固過程中產(chǎn)生的水和俘獲的水流動匯聚到張裂溝谷與大坑洼地中，形成地球上最初的水域海洋和湖。產(chǎn)生的氣和俘獲的大氣留在地球表面，形成大氣圈。
由于地核俘獲宇宙物質(zhì)的不均，地表各處溫度高低不同產(chǎn)生大氣流動。
在地殼形成時期，有了水和大氣，產(chǎn)生了風化、剝蝕和搬運作用，開始形成沉積巖。

3.2.3. 進入太陽系前時期【元古宙（宇）】
這一時期是地殼已經(jīng)形成到地球進入太陽系前的一段地質(zhì)時間。
這是一段沒有陽光的地質(zhì)時期。
在這一段的前期，地殼的風化、剝蝕、搬運和沉積作用強，高山被剝低，在溝谷和坑洼地中沉積了巨厚的原始沉積。
在這一段的后期，地殼活動變?nèi)?，地表溫度漸漸降低，到了冰點以下，形成全球性的冰川。
在生物界，降落在地球上的原核生物開始復活和繁殖。由于沒有陽光，其他降落到地球上的植物和動物處于休眠狀態(tài)。
3.2.4. 進入太陽系時期【顯生宙（宇）】
這一時期是太陽捕獲地球，地球進入太陽系成為行星而開始的。地球進入到了有陽光的顯生宙時期，是古生代的開始。
地球產(chǎn)生繞太陽的公轉和自轉。
現(xiàn)在的地球黃道面在太陽赤道面附近，二者夾角很小。地球傾斜在軌道上運行，地軸的傾斜方向與黃道面的夾角為66°34′，即地球的赤道面與黃道面的夾角為23°26′，如圖3-1所示。

地球如同試驗一被太陽俘獲，形成公轉和自轉。形成時，地軸和軌道面是垂直的，地軸和太陽赤道面夾角大約為66°34′。
太陽系和其他星系一樣，在星系演化趨勢作用下，地球由形成時的軌道面向太陽赤道面方向移動了23°26′，并已移動到太陽赤道面附近（如圖3-3所示）。

在太陽系演化過程中，在無其他天體引力作用情況下，繞轉星球的軌道形狀不變，自轉軸的傾斜方向和傾斜角度不變。
地球由被太陽捕獲時，地軸和軌道面是垂直的，和太陽赤道面夾角大約為66°34′。由于地球軌道面向太陽赤道面方向移動了23°26′，因此形成現(xiàn)在的地球赤道面與黃道面夾角為23°26′。
地球被太陽捕獲時地軸和軌道面是垂直的，地球兩極終年無太陽光照，地球無四季。隨著地球軌道面向太陽赤道面演化移動，地軸發(fā)生在軌道面上的傾斜，地球有了一年四季變化。
在這一地質(zhì)時期，地球有了太陽的光照，形成了繞太陽的公轉和自轉，有了晝夜的變化。
在地球的內(nèi)部，地核或內(nèi)球偏向太陽引力的反方向，不在地球中心。
在地殼，由于地球自轉形成由兩極向赤道的離心力；在太陽引力作用下，由于地球自西向東轉動，地殼物質(zhì)形成自東向西和由兩極向赤道方向的運動。形成高山、高原，形成溝谷洼地和平原。
冰川融化。
在生物界，開始爆發(fā)式出現(xiàn)即開始復活。
在巖石建造上，出現(xiàn)大量的灰?guī)r。
3.2.5. 地月系形成時期【中生 代（界）】
這一時期是月球被地球捕獲形成地月系而開始的，地球進入到了中生代時期。
月球繞地球轉動，使地球的引力場、磁場發(fā)生了變化。在月球引力所形成的晃動作用下，地球的外球發(fā)生了旋轉，形成地極和磁極的移動。
在生物界，動物和植物都發(fā)生了重大的變異或進化，形成高大的樹木和出現(xiàn)大型的動物。
3.2.6. 新生時期【新生代（界）】
這一時期是一顆大彗星撞擊地球而開始的（？），地球進入到了新生代時期。
這顆彗星在太陽系裂解（？），形成繞太陽的小行星帶。
彗星的組成物即有巖石又有冰和大氣。在冰里存在著各種生物。
在這一地質(zhì)時期，地球增加了水、大氣和新的生物物種。
原有的生物發(fā)生變異或進化。
地球開始有了高級生物。

4. 地球的內(nèi)球、外球運動

4.1 地球的內(nèi)球運動
太陽捕獲地球，地球產(chǎn)生繞太陽的公轉和自轉。地球捕獲月球，產(chǎn)生繞地月質(zhì)心的轉動。地球的內(nèi)球、外球在太陽和月球的作用下將產(chǎn)生不同的運動。
在不同的地質(zhì)時期，地球的內(nèi)球、外球運動是不同的。在地球進入太陽系前，內(nèi)球在地球中心，內(nèi)外球轉動是一致的。
地球被太陽捕獲后，地球產(chǎn)生了公轉和自轉，地球的內(nèi)球和外球也產(chǎn)生了位置和轉動角速度不一樣的變化。
4.1.1.
地球的內(nèi)球或地核不在地球中心
下面做一個簡單的模擬試驗：在裝滿水的瓶子里放入一個石子，系上一根繩子繞手旋轉，如圖4-1，結果：在瓶子內(nèi)的石子始終偏向引力的另一側。
?

4.2 地球的外球運動
地球捕獲了月球，形成了地月系。
4.2.1 地球南北半球的受力情況
地球傾斜在軌道上自傳和繞太陽公轉，在夏至時，地球北半球到太陽距離近，南半球到太陽距離遠，如圖4-3所示。

現(xiàn)在地球的南極洲是隨著地球的外球轉動到達現(xiàn)在的南極位置，南極洲的煤炭隨著地球的外球轉動而到達現(xiàn)在的位置。
地球的原磁極位置隨著地球的外球轉動而轉動，這是磁極移動的成因。

5. 地殼運動

5.1．地殼運動
地殼及組成物質(zhì)巖石相對某一參照物發(fā)生位置變化叫做地殼運動。
固體地球堅硬的外層叫做地殼，地殼是由各種巖石組成的。
地殼及組成物質(zhì)巖石形成過程中發(fā)生的位置變化以及風化作用對地殼及巖石的剝蝕、搬運等作用都屬于地殼運動。
在不同的地質(zhì)時期產(chǎn)生不同類型的地殼運動，不同類型的地殼運動其成因不同。
5.2. 地殼運動分類 
研究地殼運動成因，首先需要對地殼運動進行分類。
依據(jù)不同的標準和成因理論，地殼運動可以劃分為很多類型，如下表。

5.3. 本文的地殼運動成因
本文是以不同的參照物為標準劃分了6種類型地殼運動：
1、以銀道面為參照物的地殼運動；2、以黃道面為參照物的地殼運動；3、以地軸為參照物的地殼運動；4、以地理坐標為參照物的地殼運動；5、以地表物體為參照物的地殼運動；6、以球面為參照物的地殼運動；。
不同類型的地殼運動其動力來源不同，其成因不同，所產(chǎn)生的運動結果也不同。分別敘述如下。

5.3.1.以銀道面為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
本類地殼運動是地殼及其組成巖石以銀道面為參照物發(fā)生的位置變化。本類地殼運動引起全球性海陸變遷。
地球形成以后，除隕石降落外，地球的固態(tài)物質(zhì)基本保持不變，也就是說，在地殼上有地方隆起，就得有地方凹下去。全球性海陸變遷不是固態(tài)地殼的大面積高低變化，而是全球性的海水變化。
地球的北半球向外稍尖而凸出，南半球向內(nèi)凹，北極高出球面19米，南極低于球面26米，南北極相差45米，從赤道方向看地球近似一個“梨”的形狀。
高出球面的北極是海水覆蓋的北冰洋，而低于球面的南極卻是陸地。南極洲的最高峰是文森峰，海拔4,897米。證明北極海平面高于南極近5000米。
在地史中發(fā)生過幾次全球性海進海退事件，海進時形成海進的沉積建造，形成灰?guī)r，有海生動物化石。海退時形成海退的沉積建造，有煤形成，有陸生動植物化石。
形成上述的兩種現(xiàn)象是由于地球繞銀河的銀心轉動而產(chǎn)生的。
地球自轉，由于月球和太陽的引力形成潮汐。地球表面的水在引力方向凸出的高。
地球北極的水比南極凸出的高，說明在地球北極方向存在引力。在地月系、太陽系中，通過地球的自轉和公轉，北極的水凸出依舊，說明地球北極方向的引力與地月系和太陽系無關。
地球除繞太陽公轉外，還繞銀河系的銀心公轉，公轉周期為2.5億年（？）。地球的地軸與銀道面的夾角為27°24′（？）見下圖。

由于地軸傾斜（地軸傾斜在黃道面上，其夾角是66°34′，地球赤道面與黃道面的夾角為23°26′），地球繞太陽公轉，在夏至時，地球的北半球距太陽近，受到太陽的引力大。在冬至時，南半球受到的太陽引力大，導致地球的外球轉動，見下圖。

同理，由于地軸傾斜在銀道面上繞銀心公轉，在銀道面的夏至位置時，地球的北極受到的銀心引力大，形成地球的北極水凸出的比南極高。在銀道面的冬至位置時，地球的南極受到的銀心引力大，形成地球的南極水凸出的比北極高。當?shù)厍蛟阢y道面春分和秋分的位置時，地球赤道位置的水受銀心、太陽和月亮的共同引力作用，水凸出的更高。地球水的這種變化，就形成全球性海陸變遷，其周期由地球繞銀心公轉周期決定。在南北極的全球性海陸變遷周期為2.5億年（？），在其他地區(qū)的全球性海陸變遷周期為1.25億年（？）。
全球性海陸變遷的海進海退方向為南北方向。受陸地的影響，海進海退方向會發(fā)生改變。
全球性海陸變遷的海水深度，依據(jù)現(xiàn)在的地球南極和北極海水平面與球面差，可達5000米。
目前，太陽到銀心的距離是大約距離，太陽繞銀心公轉周期也是大約的。因此，全球性海陸變遷的周期也是大約的。
地軸與銀道面的夾角27°24′是從天球上計算出來的，天球是以地球為中心的人為球，在銀河系，銀心是中心，太陽繞銀心公轉，地球也隨太陽繞銀心公轉。所以，地軸與銀道面的夾角27°24′是參考數(shù)字。
本類地殼運動是由銀心捕獲太陽繞其旋轉而形成的。

5.3.2.
以黃道面為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地球繞太陽公轉的軌道面叫做黃道面。本類地殼運動是地殼及其組成巖石以黃道面為參照物發(fā)生的位置變化。
本類地殼運動分為三小類：一是，地球自轉發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化；二是，地球公轉發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化；三是，地軸傾角變化，發(fā)生的地殼相對黃道面的位置變化。
本類地殼運動引起晝夜、季節(jié)和氣候的變化，引起太陽、月球對地球引力的變化，進而引發(fā)其他類型的地殼運動。
本類地殼運動的成因是由太陽系的起源和演化所致。

5.3.3.
以地軸為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地殼及其組成巖石以地軸為參照物發(fā)生的位置變化，其規(guī)模次于第二類地殼運動，引起地極、磁極位移。
相對于地軸發(fā)生的變化，即地極發(fā)生了移動。此類型地殼運動，引起地殼及地面地理坐標的變化，也引起季節(jié)和氣候的變化，引起地日、地月引力平衡的變化。
本類地殼運動成因：
層狀地球在太陽和月球引力作用下，地球外球發(fā)生了轉動而形成的。

5.4.4.
以地理坐標為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
地殼及其組成物質(zhì)巖石以地理坐標為參照物發(fā)生的位置變化，本類地殼運動形成大規(guī)模的地殼抬升隆起和凹陷沉降，形成山脈、高原，形成平原、盆地，形成峻嶺、溝谷。
本類地殼運動的動力來源主要有以下四種：
其一、水、風的剝蝕和搬運及沉積作用
本類地質(zhì)作用不僅形成規(guī)模大小不等的地殼運動，而且所形成的沉積物與沉積巖是形成山脈、高原的物質(zhì)基礎。
水的剝蝕與搬運及沉積作用
水的剝蝕與搬運及沉積作用主要分為兩種：一種是洋流的地質(zhì)作用，另一種是江河的地質(zhì)作用。
洋流能將礫石泥沙等物質(zhì)進行遠距離的搬運，形成大面積的沉積物和沉積巖。
江河的地質(zhì)作用視其長短形成搬運遠近，視其高差和流量形成剝蝕與搬運強度。水的剝蝕與搬運作用能將山脈和高原變?yōu)闇瞎燃捌降?；能將低洼地填平；能形成大面積的江河三角洲沉積。
水的剝蝕與搬運及沉積作用所形成的地殼運動，降低了地殼山脈的相對高度，剝高填洼，使地殼趨向平衡。
風的剝蝕與搬運及沉積作用
風對巖石的剝蝕及搬運與沉積作用特點：
風蝕發(fā)生在少雨干旱地區(qū)，不僅對高山高原進行剝蝕，而且對溝谷洼地也進行剝蝕。
風的搬運作用，其搬運距離遠近不等，近的只是離開剝蝕原地，遠的可以達上千上萬公里。其沉積面積大小不等，大的可達幾百萬平方公里。
風的沉積，可以在陸地，可以在水域；可以在洼地與平原，可以在山脈與高原；即能形成準平原沉積，也能形成山脈沉積。
在塔里木盆地塔克拉瑪干沙漠多為沙丘和小沙峰地勢，在內(nèi)蒙古阿拉善高原巴丹吉林沙漠多為沙山地勢（如圖5-13）。

其二、地球自轉時產(chǎn)生的由兩極向赤道的離心力
關于地殼物質(zhì)在地球自轉的離心力作用下向地球赤道方向運動的試驗，地質(zhì)力學已做了模擬試驗予以證明。 

其三、在太陽和月球引力作用下，地球自西向東旋轉時，地殼不同質(zhì)量區(qū)塊產(chǎn)生由東向西運動及運動速度差異
在沒有其它星球引力作用下，地殼各部分物質(zhì)隨地球自轉做勻速圓周運動。在太陽、月球的引力作用下，由于地殼各部分組成物質(zhì)的不均，產(chǎn)生沿緯向的速度差異運動，形成擠壓和分離。
將一個裝水的盆子吊起來，里面放入不同物質(zhì)塊，轉動盆子，這些物質(zhì)塊有的擠到一起，有的分開，如圖5-14。
地殼在大區(qū)域或小面積上其組成物質(zhì)是不均勻的。在大區(qū)域上，陸地有歐亞、非洲、南北美洲、南極洲等大區(qū)塊，海洋有太平洋、印度洋、大西洋和北冰洋等幾大區(qū)塊。這些大區(qū)塊在地勢、物質(zhì)組成、面積大小、幾何形態(tài)、地理位置、質(zhì)量、構造等都不一樣。在大的區(qū)塊內(nèi)有眾多的小區(qū)塊。
地殼上這些大小區(qū)塊，受太陽、月球的引力不同，在地球自轉時，它們的運動速度快慢不一。由于地球自西向東旋轉，地殼上這些大小塊體形成自東向西的相對運動。

其四、不同的巖石物理性質(zhì)不同，形變不同
不同的巖石具有不同的物理性質(zhì)，在力的作用下，所形成的地質(zhì)構造是不同的
⑴、沉積巖
巖石分為：碎屑巖類、粘土巖類、化學巖和生物化學巖類。
呈層狀，層間滑動性強，特別是粘土巖類、化學巖和生物化學巖類，在水的潤滑作用下層間滑動性更強。巖石的柔性、塑性強于火山巖。
在擠壓力作用下易發(fā)生彎曲變形和層間滑動，形成褶皺構造。當擠壓力進一步作用，發(fā)生錯動，形成斷層構造。
⑵、巖漿巖
巖石分為：侵入巖和噴出巖（也叫火山巖）。
火山巖包括火山熔巖和火山碎屑巖兩大類?；鹕饺蹘r的類型有：金伯利巖、玄武巖、安山巖、流紋巖、玻璃質(zhì)熔巖、粗面巖、晌巖。
玄武巖是自然界中分布最廣泛的火山熔巖，在噴出巖中居首位。巖石的剛性、脆性強。
在擠壓力作用下易發(fā)生錯動，形成斷層構造。
巖石在不同的形成時期，在力的作用下，所形成的地質(zhì)構造是不同的
地殼運動擠壓力伴隨巖石的形成到今，在巖石形成的不同時期，同樣的力作用在巖石上，所形成的地質(zhì)構造是不同的。在巖石形成的初期，在力的作用下易形成彎曲變形。在巖石固結后，在力的作用下易形成錯動變形。

5.3.5. 以地面物體為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
以地面物體為參照物發(fā)生的地殼運動，地殼組成物質(zhì)巖石相對運動距離小，屬于小范圍的地殼運動。除大范圍的地殼運動能引起本類地殼運動外，地震、火山、塌陷、隕石撞擊、生物的一些活動等等都能引起本類地殼運動。

5.3.6. 以球面為參照物發(fā)生的地殼運動及成因
本類地殼運動是以地球球面為參照物而發(fā)生的地殼及地殼組成物質(zhì)的位置變化，前面五種地殼運動都能引起本類地殼運動。

6. 地震與防震

6.1 地震
在地球內(nèi)任何一部位發(fā)生的快速顫動叫做地震。
1976年7月28日中國唐山發(fā)生7.8級大地震，造成近25萬人死亡；2008年5月12日中國汶川發(fā)生8.0級大地震，造成近10萬人死亡；2010年4月14日中國玉樹發(fā)生7.1級大地震，造成2千多人死亡。這些地震都給人類造成巨大傷亡和財產(chǎn)損失。
6.1.1 地震分類
傳統(tǒng)觀點將地震劃分以下4種類型：
構造地震
由于構造運動使巖石圈變形突然斷裂引起的地震，稱為構造地震。構造地震是地球上數(shù)目最多的一類地震，約占地震總數(shù)90%以上。其特點是能量大，影響范圍廣，對地面及建筑物的破壞最強烈，常引起生命財產(chǎn)等重大損失。這類地震活動頻繁，分布普遍，延續(xù)時間長，造成的災害最大。
構造地震很少孤立地發(fā)生，在一個地區(qū)的一定時期內(nèi)往往出現(xiàn)趨于穩(wěn)定的一系列地震，稱為地震序列。茌地震序列中，最強烈的一次地震稱為主震，主震之前的一系列地震稱為前震，主震之后的一系列地震稱為余震。
火山地震
指由于火山活動引起的地震。這類地震可以是直接由火山爆發(fā)引起的地震，也可能是因火山活動引起構造變動，從而導致的地震。因此，構造地震與火山地震常有密切的聯(lián)系。這類地震均為淺源地震，特點是震級較小，地震烈度不大，影響范圍也小，很少造成大的損失，占全球地震總數(shù)的7%。
陷落地震
指由于地面塌陷和陡峭山崖巖塊突然崩墜而引發(fā)的地震。這類地震震級較小，其波及范圍也小，破壞性不大，占地震總數(shù)的3%。
誘發(fā)地震
指由于人工爆炸、水庫蓄水、深井注水和礦山開采等人類生產(chǎn)活動而產(chǎn)生的人工誘發(fā)地震。當人為因素誘使地下巖塊中積蓄的應力超過一定的極限，突然釋放就形成了地震。這類地震一般難以造成大的危害。

文本將地震分為兩大類：
內(nèi)力（或內(nèi)因）地震
由地球內(nèi)部活動產(chǎn)生的作用力引起的地震叫做內(nèi)力地震，如傳統(tǒng)分類的構造地震、火山地震。
外力（或外因）地震
由地球外部活動產(chǎn)生的作用力引起的地震叫做外力地震，如傳統(tǒng)分類的陷落地震、誘發(fā)地震，隕石降落地震。
6.1.2 地震的特征
地震次數(shù)
通過地震儀的記錄，在地球上每年發(fā)生500多萬次地震，見表7-1。

當彈性鋼片兩端受力后發(fā)生彈性變形，積累彈性應變能量，當鋼斤彎曲變形到達極限時，便會突然斷開，并且兩側的鋼片分別向彎曲變形的反方向迅速彈回，在彈回的過程中釋放原來所積累的能量并產(chǎn)生彈性波。與此類似，地殼或巖石圈也是具有彈性的剛體物質(zhì)，在構造運動所產(chǎn)生的構造應力的作用下，也會產(chǎn)生彈性應變，積累大量應變能，當應力逐步增加到超過巖石的強度極限時，巖石就會突然發(fā)生斷裂或使地殼中原來已存在的斷裂再次突然錯動，斷裂兩側的巖石以彈性回跳的形式恢復變形，同時釋放大量的應變能產(chǎn)生地震。地震成因的彈性回跳說是1910年由美國學者里德提出的，該假說不僅已經(jīng)在實驗室中得到證實，并且符合野外的地震形變測量結果，因而得到普遍公認。但有人認為該理論只能解釋淺源地震，不能解釋中、深源地震，因為那里的巖石處于高溫高壓下，塑性較強，不可能發(fā)生斷裂和彈性回跳。本世紀60年代巖石圈板塊構造學說提出后，使中、深源地震的成因問題獲得了比較合理的解釋。

存在的問題是：
①、鋼片受力斷開并發(fā)生回跳，這是單一的鋼片試驗室試驗結果，如果在鋼片兩側夾有非鋼性物質(zhì)，鋼片就不能發(fā)生彈性回跳。所有地質(zhì)體其周圍都是其它地質(zhì)體，彈性回跳地震成因理論同地質(zhì)體的客觀存在不符。
②、地震都是發(fā)生在某一個點，呈點狀。如果是板塊構造擠壓，應呈線狀或面狀。
③、依據(jù)板塊構造學說理論，大洋板塊在大洋中脊形成并向外擴張，然后俯沖到大陸板塊下消亡。依據(jù)該理論擠壓碰撞只是發(fā)生在兩大板塊接觸帶，地震也只能發(fā)生在這一部位，那么在板塊內(nèi)部發(fā)生的地震無法解釋。

6.2.2 高壓藏
存在高壓熔融巖漿和氣液體的地質(zhì)空間叫做高壓藏。
在地球內(nèi)部存在高溫高壓的熔融巖漿和氣液體。
由火山噴發(fā)可知，在地球內(nèi)存在高溫高壓熔融巖漿和氣液體。由石油天然氣勘探和開采可知，在地殼中存在高壓石油和天然氣。
在地球存在許多空間
特別是在地殼范圍內(nèi)，存在許多的空間。
高壓藏的形成
高壓熔融巖漿和氣液體進入地球內(nèi)的空間就形成高壓藏。

6.2.3 高壓藏類型
依據(jù)不同的標準，可以劃分很多高壓藏類型，如表6-1。

6.5. 地震成因驗證
本文所提出的地震成因說是否成立，選擇已發(fā)生地震的震中打一鉆孔就可以得到驗證。

7. 火山

人類已目矚了地球上火山噴發(fā)的壯觀景象，以及火紅的巖漿從地下涌出的驚人場景。
7.1 巖漿的來源
巖漿分為原生巖漿和再生巖漿。
原生巖漿是地核俘獲的熔融物質(zhì)形成的。地核俘獲熔融物質(zhì)和其他一些物質(zhì)形成巨厚的熔融層。這些物質(zhì)其成分是不均的。原生巖漿凝固形成最原始的地球外殼。
現(xiàn)在所見到的各類侵入巖，如超基性巖、基性巖、中性巖、酸性巖和堿性巖等，以及火山噴發(fā)出的各類巖漿，它們都是再生巖漿，只是來源深度、通道、物質(zhì)成分及分異程度不同而已。
再生巖漿包括原生巖漿變異出的巖漿和重熔巖漿。
現(xiàn)在地球液態(tài)層是由原生巖漿經(jīng)變異形成的再生巖漿組成的——經(jīng)過溫度、成分和物態(tài)的改變而形成的。

7.2 巖漿運移的動力
巖漿由地球深處移動到地殼內(nèi)形成侵入巖或噴發(fā)到地表形成火山，巖漿移動的動力主要有二：
其一，由于地球內(nèi)球比重大于液態(tài)層和外球，在繞太陽公轉時，內(nèi)球始終偏向引力的反方向，內(nèi)球不在地球中心。形成內(nèi)球對液態(tài)層由內(nèi)向外的擠壓力，使巖漿和其他氣液態(tài)物質(zhì)由地球內(nèi)部向外移動或噴發(fā)到地表。巖漿由液態(tài)層被擠壓到巖漿房或巖漿藏，就像氣筒打氣一樣，地球自轉一周打氣一次，當巖漿房的壓力達到一定程度后，巖漿房的巖漿就會發(fā)生侵入與噴發(fā)活動。下圖是巖漿噴發(fā)示意圖。
其二，巖漿結晶或發(fā)生其他物化反應，產(chǎn)生一些水和氣及其他物質(zhì)，形成膨脹擠壓力，使巖漿和其他氣液態(tài)物質(zhì)由地球內(nèi)部向外移動或噴發(fā)到地表。

7.3. 火山灰的成因
在地質(zhì)時期形成的凝灰?guī)r和現(xiàn)代火山噴發(fā)出的火山灰，那么火山灰是怎么形成的？
水在壓力作用下由細小噴口噴出形成霧，如圖7-1。