认识地球的结构
大家都知道。地球是个圆圆的球体，上面遍布着高山、陆地和各种动植物。目前，人们对地球外部的状况已经有了相当程度的了解，但地球内部又是什么样子呢？囿于技术条件的限制，人们对于地球内部还知之甚少，但也有些初步的成果。
早在18世纪，人们就知道了地球的平均密度为5.52克／厘米。而地球表面岩石的平均密度是2.67克／厘米3次方，两者相差1倍多。这说明地球内部一定存在着某种重物质，但究竟是什么样的物质人们还没有办法测量出来。
19世纪中期以后，地震仪的发明成为人类探测地球内部奥秘所迈出的重要一步。
所谓地震仪就是预测地震的仪器。
地球物理学家使用地震仪后，经过测量发现，每当发生强烈的地震时受到巨大冲击的地下岩石会产生弹性震动，并以波的形式向四周传播，这种弹性波就是地震波。地震波分为纵波（P波）和横波（S波）。纵波可以通过固体液体和气体传播，传播速度较快；横波只能通过固体传“古登堡面”。这样地球内部以莫霍面和古登堡面为界，由外而内分为地壳、地幔和地核三个圈层。
宇宙的组成
字宙之浩瀚与神奇，令人惊叹和神往。但关于宇宙的组成成分，是经过科学家精密计算和科学的分析后才得出的。宇宙大爆炸后最初三分钟所生成的元素应该是77％的氢、23％的氦和O，0000001％的锂。而现在的宇宙物质成分的比例是：重子物质（质子、中子以及由它们构成的原子等）占宇宙质量的4％，暗物质占宇宙质量的23％，其余73％是暗能量。也就是说，宇宙中的主导成分是一种神秘的黑色“暗”能量。
暗物质（包括暗能量）被认为是宇宙研究中最具挑战性的谜题，它代表了宇宙中90％以上的物质含量，而我们可见的世界连宇宙物质的10％都占不到。
宇宙物质的形式
宇宙物质的形式可能有三种；冷暗物质热暗物质和重子物质。
宇宙“黑势力”——暗物质
在宇宙学中，暗物质是指那些不发射任何光及电磁辐射的物质。人们目前只能通过引力产生的效应得知宇宙中有大量暗物质的存在。它是宇宙的重要组成部分。暗物质的总质量是普通物质的6倍，在宇宙能量密度中占了1／4。根据科学家的计算，暗物质在宇宙中的比重不超过99％。超过这个数目，物质就会朝着相反的方向发展宇宙就会发生塌缩，这就是“大紧缩”。如果没有紧缩的过程，宇宙将会永远膨胀下去。暗物质存在的最早证据来源于对球状星系旋转速度的观测。现代天文学通过引力透镜、宇宙中大尺度结构形成、微波背景辐射等手段来进行观测。
现在人们从宇宙中观察到的所有物质，包括色彩绚丽的星云、行星、矮星、黑洞系和各种发光物统称为重子型物质。也指人们在地球上所见到的普通物质或者是它的不同变态，而且只占其中一小部分，定量地看大概只占整个宇宙的4％。
引力透镜效应
根据爱因斯坦广义相对论，一个恒星或星系发出的光，经过另一个引力强大的天体时，光线会发生弯曲。如果从这两个天体很远的正前方看去，在中间那个天体的周围，有日全食一样的光环，或形成后面那个天体的两个甚至四个影像。在这里，中间那个引力强大的天体，正是起着透镜的效应，被称为“引力透镜效应”。天体的引力越大经过它的光线弯曲得越厉害，引力透镜效应也就越大。
引力波
引力波也称重力波，早在1916年爱因斯坦在提出广义相对论时就预言了引力波的存在。但只有宇宙中体积极大，密度极高的物体，例如超新星塌缩的黑洞和中子星所释放出的引力波才能被探测到；某个超新星短暂地爆发出像数十亿个恒星组成的星系一样明亮的光芒，随后其碎片纷纷射向宇宙深处。
但它的影响远远不止这些超新星会令时空结构发生震颤，并波及到数百万光年以外的地方，这种现象被称为引力波。
宇宙射线
宇宙射线又称宇宙线，它是来自宇宙空间的高能粒子流。来源尚未弄清。地球大气层外的宇宙射线称初级宇宙射线主要是质子其次是а粒子及少数轻原子核，能量很高进入大气层后形成次级宇宙射线大部分是u子，还有一些电子和光子。前者穿透性强，称为硬性部分后者穿透力弱，称为软性部分。
宇宙的未来
字宙不但成分特殊，而且并非像看上去那样是静态的，宇宙其实是在动态地膨胀着。宇宙的最终命运将取决于两种相反力量之间“拔河比赛”的结果。一种力量是宇宙的膨胀，自从古老的大爆炸发生之后，宇宙一直处于膨胀之中，星系也随之不断远离；另一种力量是这些星系和宇宙中所有其他物质之间的万有引力，它就像制动器一样使宇宙扩张的速度逐渐放慢。
宇宙可能在一次大坍塌中自内塌缩，或者在另一种更加暴力的结局中被撕得粉碎，慢慢陷入黑暗也仍然是有可能的。
宇宙的演化
从某种程度上来说宇宙的演化有如烘葡萄干面包，随着面包不断胀大葡萄干的距离亦不断增加。假如你是其中一颗葡萄干上的蚂蚁你会看见所有葡萄干都离你越来越远，同时，离你越远的葡萄干，离开你的速度也越快。
“婴儿潮”阶段
美国宇航局哈勃。太空望远镜和钱德拉×射线望远镜观测得出的最新结果表明，在“大爆炸”后的10～15亿年间，伴随着星系规模的扩张恒星诞生的速率增长了约3倍。随后恒星继续以较高的速率诞生这段“生育高峰”期一直持续到距今约70亿年前。在宇宙年龄达到现有年龄约一半时，星系演化“婴儿潮”时期进入尾声，恒星诞生速率锐减90％左右。
宇宙真是大得难以想象，它的年龄也古老得难以想象科学家们计算出宇宙已经存活了上百亿年了。目前，天文学家借助最先进的仪器能观测到150亿光年处的宇宙空间，但这还远不是宇宙的边界。
宇宙的样子就像一个不断膨胀的大气球，众多的星系是气球上的斑斑点点，银河系就是其中之一。而推动宇宙膨胀的空气好像以太，它产生的运动效果叫时间。
而我们人类现在看到的只不过是沧海粟根本没有全现宇宙的能力。
太阳是太阳系的“一家之长”，太阳系中所有的行星都绕着太阳旋转：银河系也有中心，它数以亿计的恒星也都绕着银河系的中心旋转。那么，宇宙理所应当地应该具有个中心，所有的星系都环绕着它不停地运动。然而答案又一次与常人的思维不一致宇宙是没有中心的。
如果宇宙膨胀无休止地继续下去那么太阳将耗尽它的核燃料，变成一颗白矮星，宇宙空间就会越来越寒冷和黑暗。可是假如万有引力足以使扩张最终停止，那么宇宙中的所有物质将重新开始聚集，星系也会碰撞并融为一体宇宙将又回复到它最初的状态宇宙的形状宇宙没有开始，没有结束，没有边界，更没有诞生与毁灭，只有一个个阶段的结束与开始。封闭的宇宙就好像球体的表面，大小有限但无边。开放的宇宙是无限大的，而它的几何特性和双曲面相似。
宇宙的质量密度决定了宇宙的命运。始自大爆炸的宇宙将面临三种不同的命运，质量密度大过某一称为临界密度的数值，引力便足以使宇宙停止膨胀，并令它重新收缩这称为封闭的宇宙；如果质量密度比临界值小，宇宙便会无休止地膨胀，称为开放的宇宙；如果密度和临界值一样，便会得出一个平坦而开放的宇宙，它也会永远膨胀下去，膨胀速度不断减慢，但永远不会达到静止。
发现宇宙
我们现在说的“宇宙”，指的是人类目前所能观测到的最大的天体系统，也叫“可观测宇宙”，天文学中把它叫做“总星系”。总星系包括银河系和河外星系，恒星、星云、行星、卫星、慧星等都包括在总星系内。
随着天文学的发展，天文学家能观测到的离我们最远的星系是150亿光年。
也就是说，如果有一束光以每秒钟30万千米的速度从这个星系发出题需要经过150亿光年才能到达地球。这150亿光年的距离就是我们目前所知道的宇宙的范围。目前科学家们发现的星系有10亿个以上，而每个星系又包含有几百到几万亿像太阳这样的恒星。地球和太阳系相比就如同沧海一粟，可想而知地球在如此浩瀚的宇宙中甚至可以忽略不计宇宙到底有多大，是有限的还是无限的，现在还不能确定。解决这个难题还需要航天技术的不断进步和天文学家的努力。
关于宇宙的产生有很多种说法很多科学家都认为宇宙是在一次大爆炸后产生的，这就是由美国科学家加莫夫和弗里德曼于1946年提出的“宇宙大爆炸”理论，这种假说认为，大约在200亿年以前，宇宙是个滚烫滚烫的大火球，所有的物质都高度集中在一点，大火球温度高到一定程度后便发生了大爆炸。大爆炸后，一些构成宇宙的物质开始向外飞散。又经过了很长很长的时间，这些物质手拉手抱在一起相互结合形成了星系和各种天体；另一部分物质受到强大的引力作用，形成了星际物质；科学家们还发现，宇宙产生后并没有停下不动。美国天文学家哈勃经过研究后认为宇宙还在不断地膨胀科学家们预测，宇宙最终也会灭亡。
有些天文学家不同意“大爆炸产生宇宙”的观点，他们提出了“宇宙永恒”、“宇宙层次”等说法，当然，所有这些假说都要靠科技的发展和实践的深入去验证美国天文学家哈勃在1929年对24个星系进行了观测和分析后发现这些星系都在远离地球，即天文学中所说的“退行”。他还发现距离越远的星系退行速度就越快，这表明宇宙在不断膨胀。这一发现被科学家们命名为“哈勃定理”。
宇宙从诞生到现在一直在膨胀，那么这种膨胀的速度是怎样的？科学家们研究发现，由于宇宙的物质之间存在万有引力，而万有引力会努力地把物质往一块拉，所以宇宙的膨胀速度在渐渐变慢。
天文学家对万有引力的大小理解不一样，对宇宙膨胀的未来看法也就不相同。有些天文学家认为，宇宙中的物质密度很小所以互相的引力很弱，宇宙有膨胀会一直持续下去。另一些科学家则认为宇宙中的引力十分大，宇宙的膨胀速度会越变越慢，直到停止，然后宇宙就开始收缩，越缩越小。
太空中为什么又冷又黑
太空既冰冷又黑暗在这个接近真空的空间里，到处都是对人类有害的辐射和宇宙射线所以我们绝对不能用“生机盎然”来形容太空。
太空中，特别是远离恒星的地方十分寒冷。太空中最冷的地方的温度大约是零下270摄氏度，比北极和南极的温度低多了。这是一种让人无法想象的严寒。
从地面看天空是明亮的，而太空实际却是黑暗的。这是什么原因呢？我们看到天空很明亮是因为地球周围有大气层大气层把光线都反射到了地球上。而宇宙中没有大气层所以宇航员看到的太空是黑色的。在黑暗的太空中只有颗颗恒星发着光。
什么是星体
要更好地了解太空就必须知道什么叫星体。
这还要从宇宙大爆炸说起大爆炸后宇宙瞬间充满了大量炫目的炽热的电子，氢离子以及氧离子。这些粒子具有非常大的能量，不能结合为中性的原子。经过38万年冷却后，宇宙中的这些电子和离子才重新结合。宇宙初期一些原子和分子互相碰撞聚结为第一批星体。这些星体发出的辐射又开始剥离周围原子的电子，这一时期又被称为“再度电离”的时期。关于这一时期由于理论和证据都不足，因此在一些方面还存在着争论和矛盾但一般认为宇宙大爆炸后产生了第一批星体之后在漫长的岁月中，有更多的星体逐渐形成。
宇宙星体包括暗物质恒星行星、卫星、彗星、流星体、陨星、小行星、星团、星系、星际物质等。星体在大小、质量、光度、温度等方面存在着很大差异。
太阳系
太阳系指由太阳及其行星组成的天体系统，还包括行星的卫星、数以百万计由石块构成的小行星和流星体，由尘埃和气体冻结而成的彗星以及行星际物质。太阳是太阳系的中心。
太阳系的位置
太阳位于太阳系的中心位置，而太阳系所在的银河系是一个有着约1400亿颗恒星的巨大恒星集团，太阳只不过是这众多恒星当中的一颗极其普通的恒星。太阳系不在银河系的中心，而在银河系圆盘边缘到外缘约一半距离的地方。
太阳系的成员
太阳系中有许多围绕太阳旋转的天体，这些天体被称为“行星”。大多数行星都有围绕自己运转的卫星它们共同构成了太阳系大家族的一部分，和行星一样，其他天体也绕日公转，如小行星、彗星。整个太阳系中的行星、卫星、小行星以及彗星都是因太阳的巨大引力而聚在一起的。
太阳系的形成
现在普遍认为，大约5千年前太阳系还只是一团缓慢旋转的气体云。由于引力作用气体云开始收缩，致密的核心便成了原始太阳，原始太阳周围旋转的气体和尘埃形成一个薄盘。随着时间的推移薄盘逐渐分裂为大量的物质团块。这些物质团块的一部分慢慢地凝结成为小行星和彗星，另一部分则通过碰撞合并形成了现在的大行星及其卫星。
太阳系的运动
太阳系时刻处于快速运动之中，它很像一架庞大的机械：太阳居于中心作着自转运动，各大行星在各自的轨道上自转，同时它们还要绕着太阳公转小行星、彗星、石块等在太阳系中穿行运转。太阳的引力很大，能保证太阳系中所有的行星在各自的轨道上运动。
地球
地球是太阳系中的行星之一，按离太阳由近及远的次序排列为第三，位于金星和火星之间，月球是它唯一的天然卫星。地球的年龄大约为46亿年，它是人类的家园，也是迄今为止宇宙中人们所知的唯一有生命存在的星球。
正因为如此，地球上面的河流湖泊，平原山地，以及各种生命的活动尤其是人类的存在，给地球本身带来了巨大的变化。了解地球是我们人类了解宇宙世界的基础。
在太空中看去，地球就像是一颗蓝宝石，这是因为地球表面覆盖着广阔的海洋。地球的表面温度介于0～100℃之间，因此，水分子能够以液体的状态存在于地表，使地球成为了一颗蓝色行星。
生命迹象
在太空中看，地球是唯一具有强烈生命迹象的行星。这些生命迹象包括：随季节转换而呈现出不同变化的植物，大气中的氧含量变化，人为的无线电讯号以及夜晚的灯光等等。但是，关于地球生命的起源问题至今仍是一个未解之谜。
地球表面的冰
在地球表面，有1／10的区域被冰所覆盖，它们大部分都集中在两极的冰盖中。虽然在火星的两极也有冰层存在但是只有在地球上才看得到水与冰同时存在的现象。这正是地球与太阳系其他行星的区别之一。地球上的冰层在冬季增长，在夏季则因冰山崩裂漂入海洋而有所减少。
月球
月球是距离地球最近的天体，也是地球的卫星。在夜空中，月球比其他天体更大更亮，但是月球本身并不发光，它靠反射太阳光而发光。当月球围绕地球旋转时，人们可以看到月球受到太阳照射面的大小在不断变化。
月球的起源
传统的月球起源假说分为三类，即同源说，分裂说和俘获说，近年来个新的假说认为，在太阳系形成早期大约在相当于目前地——月系统存在的空间范围内，形成了一个原始地球和一个火星般大小的天体。一个偶然的机会，这两个天体撞在了一起地球被撞出了轨道火星般大小的天体也破裂了。
飞离的气体、尘埃受地球的引力作用“落”在地球的周围，通过相互吸积，先形成几个小天体最后像滚雪球似的形成了月球。
月球的内部构造
月球可分成月壳月幔和月核三部分，月壳厚约2～65千米它最上部的1000～2000米处主要是月壤和岩石碎块。月壳以下到1000千米处是月幔月幔占了月球一半以上的体积主要由相当于地球上的基性岩和超基性岩组成物质密度般超过每立方厘米3.5克下层可能略低5％。从月幔以下直到1740千米深处的月球中心为月核，主要由铁镍硫等物质组成。
月球上的能源
月球上蕴藏有丰富的能源。月球的磁场强度不及地球的千分之一，同时又无大气，太阳风能很容易地抵达月球表面使这里蕴藏丰富的氰—3。初步估算，月壤中的氰—3所能产生的电能相当于1985年美国发电量的4万倍。月球上还含有丰富的钛、铁、矿，钛铁矿是铁、钛的来源，它们结合在一起可以产生氧。
地月系
地球同月球所构成的天体系统称为地月系地球是它的中心天体。由于地球质量同月球质量的相差悬殊（为81．1：1），地月系的质量中心距地球中心有1650千米。通常所说的日地距离，实际上是太阳中心和地月系质心的距离。通常所说的月球绕地球公转实际上是地球和月球相对于它们的共同质心的公转。
由于这种公转，共同质心在地球内部有以恒星月为周期的位移。
青藏高原的变迁
青藏高原被誉为“世界屋脊”，然而，你可能不知道，若干年前，青藏高原并不足现在这个样子，而是一片汪洋大海。
青藏高原不仅是世界上最高的高原，同时也是最年轻的高原，它的面积约为200万平方千米，平均高度超过4000米。青藏高原的走向是由南向北。西南部是巍峨的喜马拉雅山，中间是喀喇昆仑山—唐古拉山、冈底斯山—念青唐古拉山、北面是广阔的昆仑山、阿尔金山和祁连山。
这些高山大都覆盖着厚厚的冰雪银练似的冰川点缀在群山之间，顺着山坡缓慢地移动。这些冰川正是大江、大河的“母亲”，着名的长江、黄河、印度河和恒河等，都发源于此。柴达木盆地是青藏高原地势较低的地方但海拔也有二三千米。雅鲁藏布江谷地位于高原最低处，但谷地里的拉萨城比五岳之首的泰山还高1倍多。高原上景色优美广阔的草原上点缀着无数蔚蓝色的湖泊，雪峰倒映在湖中，美丽迷人。岩石缝里喷出许多热气腾腾的喷泉，附近的雪峰、湖泊在喷泉的映衬下显得格外耀眼。
有意思的是，地质学家在青藏高原层层叠叠的砂岩和石灰岩层中发掘出大量恐龙化石、植物化石、三趾马化石以及许多古海洋动植物的化石，如三叶虫、鹦鹉螺、笔石、珊瑚、菊石、海百台、百孔虫、苔藓虫、海藻和海胆等。
这些古代生物化石的出现标志着早在2.3亿年前青藏高原曾经是一片汪洋大海，它呈长条状，与太平洋、大西洋相通。后来，由于强烈的地壳运动形成了古生代的褶皱山系。海洋随之消失了，产生了古祁连山、古昆仑山，而原来的柴达木古陆地相对下陷，成为大型的内陆湖盆地。经过1.5亿年漫长的中生代，长期风化剥蚀使这些高山逐渐变矮，而被侵蚀下来的大量泥沙，全部都沉积到湖盆内。
地壳运动在新生代以后再次活跃起来，那些古老山脉因此而重新变成高峻的大山。现今最高的山脉喜马拉雅山就是这样形成的。
难以想象，如今世界上最高的地方曾经被埋在深深的海底。科学家还发现，喜马拉雅山始终没有停止过上升。
现在，喜马拉雅山的许多地方以平均每年18.2毫米的速度在上升。如果喜马拉雅山始终按照这个速度上升，那么1万年以后，它将比现在还要高182米。
南极冰盖下的秘密
地球上最冷的地方非南极莫属，这里的平均气温为—79℃。地球上有记录的最低温度就是在这里产生。俄罗斯科学考察队员曾测到一个令人吃惊的低温：—89，2℃！
如此低的气温是南极终年为冰雪所覆盖的主要原因。南极大陆总面积约为1400万平方千米，裸露山岩的地方还不到整个南极大陆的7％其余超过93％的地方全都覆盖厚厚的冰雪。从高空俯瞰南极大陆是一个高原，它中部隆起，向四周逐渐倾斜，巨大而深厚的冰层就像一个银铸的大锅盖，将南极罩得严严实实。因此，南极大陆上的冰层又被人们形象地称为冰盖。南极冰盖最厚的地方甚至达到了4800米平均厚度也有2000米。当南极处于冬季时，海洋中的海水全部都冻成了海冰，大陆冰盖与海冰连为一体，形成个巨大的白色水源，面积超过了非洲大陆，达3300平方千米。
由于南极大陆的真面目被严严实实地掩藏在冰盖之下，人类想要了解它就更加困难了。但人类的探索欲望是非常强烈的，许多国家都投入了大量的人力和物力组织实施南极科考活动，并取得了一些具有重要科学意义的成果。
经过考察，人们发现南极大陆蕴藏着很多宝贵的资源。如1973年，美国在罗斯海大陆架上发现了石油和天然气。
据说南极石油储量十分惊人，仅南极大陆西半部分所蕴藏的石油就可能是目前世界年产量的2～3倍。此外，人们还陆续在这里发现了约200余种矿物，包括金、铜、铂、铅、镍、钼、锰等金属和钴、铀等放射性矿物。
科学家们认为，既然南极有如此丰富的资源，那么南极大陆在地球早期肯定不会是如此寒冷，那时的气候肯定非常温暖。对于此种推测科学家们是这样解释的：在1亿年前，地球上存在着一块更大的陆地——冈瓦纳大陆，这块大陆包括现在的南极洲等许多地方。这里气候温暖，成片茂密的热带雨林随处可见。后来，海底扩张、大陆漂移，一部分大陆变成了今日的非洲、南美洲、澳洲、塔斯马尼亚岛、印度次大陆和马达加斯加岛；而另一部分则继续向南漂移成为现在的冰雪世界——南极大陆。
人们发现，在南极冰层中还隐藏着无数的秘密。各国的科学家们每次到南极考察都有不少的收获。他们曾在冰层里发现了来自宇宙的类似于宇宙尘埃的宇宙空间物质，实验原子弹时的人工反射性降落物、陨石以及各个时期人类留下的垃圾等。为了弄清楚这些物质的分布状态，人们对冰层的各部分进行垂直取样。通过分析，发现了许多极具研究价值的信息，为人类研究地球和宇宙的关系，以及近年来地球的污染程度提供了科学依据。此外，科学家们还可以通过分析冰层中所含的气体成分，了解地球古代和现代空气的成分及其变化等情况。
我们常常可以看到媒体对科学家赴南极考察的报道会用到这么一个词——“钻取冰核”。为什么要在南极冰原上钻取冰核呢？原来各个“冰期”以及火山喷发风雨变化都会在冰原中留下痕迹。科学家认为，如果能充分地了解这些信息，那么人类就可以预测以后的命运了。南极冰盖是在低温环境下经过千百万年的日积月累形成的。因此，人们在这里可以发现大量的地球演变信息，这里就像是一个珍贵的地球档案馆成为各国科学家向往的“天然研究室”。他们通过对从南极冰盖2083米深处取出的冰芯进行分析，得出了其中的氧同位素、二氧化碳、尘埃以及微量元素等信息，揭示了最近16万年中地球气候变化的情况。
更为神奇的是，科学家在冰层中居然找到了细菌的影踪。美国科学家宣布，他们在南极腹地很深的冰层下找到了细菌生存和繁衍的证据。这种类似于放线菌的菌种是在南极孚斯多克湖上面的冰层里被发现的，这里也是俄罗斯科考人员测量到地球上最低气温的地方。
科学家认为这种细菌通常生活在土壤里，可能是随着小块土壤被风刮到湖泊里并被埋在了那里，或者它们原本就长在湖里，后来被冰冻结在那里，永远也出不来了。据介绍，这些细菌可能已在湖里呆了50万年以上了。
冰雪的覆盖给人类了解南极造成了很大的困难，那么，如果冰减少或消失是否就会改变这种情况呢？如果真的发生了这种情况，那对人类来说将是场巨大灾难。根据科学家的计算，如果南极冰盖完全融化，那么海平面将平均升高50～60米。如此一来，地球上许多沿海的低海拔地区将会成为一片泽国。
近年来地球变暖的问题引起了人们的关注。人们对此进行了各方面的探讨，南极——地球的冰库自然也在人们的考虑范围之内。人们担心南极冰层是否会因大气变暖而融化消失。科学研究表明，现在南极大陆与2万年前的冰川活动极大期相比西部的冰层减少了约2／3，全球海平面因此升高了11米；而在南极大陆的东部冰层厚度则没有多大变化，既没增多也没减少。
尽管导致冰层减少的因素很多，但有一个重要因素几乎已经为全世界所公认，那就是全球变暖。在整个20世纪地球的平均气温上升了0.6～1.2℃。南极大部分地区的温度升高得更快，变暖情况更为严重。其中，温度升高最快的是与南美洲毗邻的南极半岛。这片向南美洲方向延伸，长度超过1500千米的狭长陆地，气温竟然上升了约10℃，是地球平均水平的10倍！南极变暖的情况在过去的50年里尤为严重，南极半岛上至少有7个大冰架已消失了，其中包括一个存在了2000多年的冰架。对此，一些科学家发出了严正警告；南极洲一些地区的冰层正在飞快地消失，人类从事的过度的工业活动违背了自然规律，导致地球气候变暖的情况越来越严重，这样下去后果将不堪设想。
目前，全世界的海平面每年都以2毫米的速度上升，各国科学家纷纷对此进行了研究。美国哥伦比亚大学拉蒙特多然蒂地球观测站的斯坦·雅各布认为导致海平面上升的一个重要原因就是南极冰层的融化。如果真像这些科学家所推断的那样，气候变暖造成了海平面的大幅度上升，那么，南极西部冰原终将受此影响而坍塌。
美国地球物理学家罗伯特·宾德斯查德勒多年来一直在研究冰川。据他猜测，南极西部冰原数千年来一直处于坍塌的过程中。同时他还承认，南极西部冰原的坍塌并非杂乱无章，而是呈有序性；并且他还预测，西部冰原会在一千年后完全坍塌。
冰原坍塌的过程早已开始的观点也得到很多研究人员的认同。美国科罗拉多州博尔德国家冰雪研究中心的研究人员泰勒·斯坎姆分析了卫星图像后说“我看到一个冰原正在坍塌。”不过，他认为造成冰原坍塌的还有许多未知因素，各种变化只有经历数千年的时间才会显现出来。以上各种论断孰是孰非目前科学界尚无权威定论。
在研究了过去150年的气候之后科学家说“气候是头愤怒的野兽，我们正在惹它发火。”这绝对不是危言耸听。
虽然探索冰层下的秘密很重要，但是假如南极冰层真的因大气变暖而完全融化，那么全球海平面至少要上升50米世界将会变成一片汪洋，从而淹没地球上的绝大部分耕地，后果真是不堪设想。因此，人类不仅要开发南极，更要致力于保护南极。
极光形成之谜
在地球的南极和北极区域，虽然十分寒冷，却经常会出现神奇而绚丽的极光现象。
1950年的一个夜晚，北极夜空上方出现淡红和淡绿色的光弧，时而像在空中舞动的彩带，时而像在空中燃烧的火焰时而像悬在天边的巨伞。它轻盈地飘荡不断变化着自己的形状，持续了几个小时。它多彩多姿，一会儿红，一会儿蓝，一会儿绿，一会儿紫，变幻莫测。这就是美丽的极光。
极光在很多地方出现过，但“极光之源”到底在哪里呢？极光是如何形成的呢？科学家们一直试图回答这些问题，但至今也没有一个令人信服的答案。
科学家研究认为，太阳活动是极光之源。太阳是一颗恒星，不断放出光和热。其表面和内部进行各种化学元素的核反应，产生出强大的、内含大量带电粒子的带电微粒流。这些带电微粒射向空间，和地球外80～1200千米高空的稀薄气体的分子碰撞时，由于速度快而产生发光现象。太阳活动是周期性的，大约为11年一次。在太阳活动的高潮期太阳黑子犹如巨大的漩涡应生而动。有人发现当一个“大黑子”经过太阳中心的子午线20～40小时后，地球上一定会发生极光。也就是说，极光出现的频率与太阳活动有很大关系，极光就像太阳发出的电。
那为什么极光现象多出现在南北两极呢？原来地球本身是个近似以南北极为地磁两极的大磁石。太阳送来的粒子流接近地球时，以螺旋形的运动方式分别飞向两个磁极。事实上，磁极不能完全控制所有的带电粒子流，在太阳喷发的带电粒子流非常强烈的年份，也能在两极地区以外的一些地方观察到极光。
因为空气成分非常混杂，不同气体成分如氧、氮、氦、氖等在带电微粒流作用下，发出不同的光，所以极光看上去多彩绚丽。有人从地球磁层的角度考虑问题认为，地球磁层包裹着地球就像地球的“保护网”，它保护着地球，使之避免遭受太阳风辐射粒子的侵袭。但在南北极的上空这张“网”并不结实，有较大的“间隙”。通过“间隙”，部分太阳风便会侵入地球磁层，由于南北极上空有“间隙”，因此极光现象多被控制在两极地区的上空。但是上述观点虽较好地解释极地地区的极光现象却无法解释地面附近出现的极光现象。
一些人认为这些极光是由于地面附近的静电放电所致。据史料记载，离地面12～30米都出现过极光，有时人们在出现近地极光的地方，还能闻到臭氧的味道。
因为许多极光现象与彗星明亮的尾巴有相似之处，使得有人把极光现象与彗星联系起来，这对认识极光是有一定好处的。尽管极光之谜还没有完全揭开，但人类对它已经有了较科学的认识，也许很快科学家们就能告诉我们“极光”真正的奥秘。
天文望远镜
望远镜发明于17世纪初。人类通过望远镜拉近了与遥远星空的距离。通过各种各样的望远镜，我们已经从肉眼可见约6000颗星飞跃，到现在能观察月面的起伏、太阳黑子、土星光环、各个星座等。而且我们还在借助光学仪器、向更广阔、更深远的宇宙进军。
第一架天文望远镜
第一架天文望远镜是意大利科学家伽利略发明的。伽利略通过自制的望远镜清楚地看到了月球的表面，并且还发现了太阳黑子的运动和木星的四个卫星，即伽利略卫星。天文学从此进如入望远镜时代。
凯克望远镜
凯克望远镜位于夏威夷，是目前世界上最大的光学望远镜镜面直径为10米，由36面1.8米的六角形镜面拼合而成。计算机每秒钟两次将所有的镜片排列在3×10的-5次方毫米以内，电视监视器可使科学家看到望远镜所看到的一切。
哈勃望远镜
哈勃望远镜是人类第一座太空望远镜，运行在地球大气层外缘离地面约600千米的轨道上，它大约每100分钟环绕地球一周。哈勃望远镜是由美国国家航天局和欧洲航天局合作、于1990年发射入轨的。由于运行在外层空间，哈勃望远镜获得的图像不受大气层扰动折射的影响，并且可以获得通常被大气层吸收的红外光谱的图像。
甚大望远镜
甚大望远镜位于智利的欧洲南方天文台，它由四座直径为8.2米的望远镜组成，四座望远镜之间通过电脑连接以便收集更多的光线。这四座望远镜中每一座的观察能力都超过了肉眼的10亿倍。科学家们将这些望远镜与一种“适应光学”的技术相连接，克服了大气扰动导致光学抖动的缺憾从地面上获得了较高清晰度的目标。
天文台与天文馆
天文台和天文馆都是观测天文的专业机构。天文台侧重于科学研究，通过天文研究来揭示宇宙的奥秘，对于选址极为重视。天文馆则侧重于科学普及，通过开展不同的活动，对大众进行天文宣传。
天文台里拥有各种类型的天文望远镜和测量计算装置，用以观测天体，分析资料，并利用观测结果编制各种星表和历书，进行授时工作计算人造卫星轨道，进而揭示宇宙奥秘，探索自然规律。
天文台观测室
天文台观测室的屋顶呈半圆球形球上有一个天窗从屋顶的最高处一直到屋檐。将天文台观测室设计成半球形并且在屋顶和墙壁的接合部装置了由计算机控制的机械旋转系统使观测研究十分方便。用天文望远镜进行观测时，只需把天窗转到要观测的方向，再上下调整望远镜的镜头就可以了。
天文馆
天文馆是以传播天文知识为主的科学普及机构、通过展览、讲座和天象仪表演以及编辑天文书刊等不同形式进行科学普及宣传。此外天文馆还进行天文观测，并从事一定的天文学研究工作。天文馆的仪器设备以天象仪为主。
天象仪
天象厅是天文馆中的圆形大厅，穹顶呈半球形，与地面之间设有网环状的垂直裙墙。天象厅的直径随天象仪的规格而定，最小的直径大约有6米，可以设置50个座位。还有一些天象厅设计成升降式的，可以兼做讲堂，全天候的电影厅或科学魔术演出场地。
天象仪是一种表演天文现象的仪器，是天文馆中进行天文普及及教育的主要工具，又称假天仪。天象仪的基本原理是通过投影机把星空的图像放映到半球形的银幕上，形成人造星空。通过配有精密齿轮传动系统的日、月、行星放映器把日、月、行星放映在人造星空中，它们的位置准确，运行的轨迹也和自然界一样，再加上一系列的附属仪器，就可以表演丰富多彩的天文现象。
探空火箭
探空火箭是在近地空间进行探测和科学试验的火箭。利用探空火箭可以在地面垂直方向探测大气各层结构成分和参数，研究电离层、电磁场宇宙线、太阳紫外线和X射线、陨尘等多种同一地物理现象。探空火箭比探空气球飞得高、比低轨道运行的人造地球卫星飞得低，是30～200千米高空的有效探测工具。探空火箭所获取的资料可用于各种试验研究。它更适用于临时观察短时间出现的特殊自然现象。
探空火箭的类别
探空火箭通常可按研究对象分类如气象火箭、生物火箭、地球物理火箭等。气象火箭多用于对100千米以下高度的大气进行规探测；生物火箭用于外层空问的生物学研究；地球物理火箭于地球物理参数探测使用高度大多在120千米以上。
探空火箭的飞行弹道受风的影响较大，为了保证达到预定的高度和减少弹道散布，探空火箭发射时需根据发射场的相关资料采用风补偿技术来调整和确定发射角度。大多数探空火箭从地面以接近垂直状态发射，也有从移动式发射车上发射的，根据需要还可从舰船或漂浮在空中的气球上发射。
探空火箭的组成
探空火箭系统由有效载荷、火箭、发射装置和地面台站组成。有效载荷大多装在箭头的仪器舱内，有效载荷的重量和尺寸取决于探测要求。火箭包括箭体结构、动力装置、稳定尾翼等大多数探空火箭为单级或两级火箭。动力装置通常用固体火箭发动机，可以简化和缩短发射操作时间。一般不设控制系统，仅靠稳定尾翼或火箭绕纵轴旋转来保证飞行稳定。发射装置通常用导轨和塔式发射架，使火箭获得足够大的出架速度。
发射探空火箭的意义
探空火箭的发射使人类获得了有关地球大气层的物理性质，化学性质地磁场，宇宙辐射和太阳辐射，X射线，紫外辐射以及微陨石等大量宝贵资料。这些资料广泛应用于天气预报地球物理和天文物理的研究，为弹道导弹、运载火箭、人造地球卫星、载人飞船等飞行器的研制提供了必不可少的环境参数。
运载火箭
运载火箭是由多级火箭组成的航天运输工具。因为它靠自身携带的燃料产生的喷气反作用力飞行，所以可以在没有空气的大气层外运行。现在，世界各先进国家都在为研制高性能、低成本、大推力、无污染、多用途并且可以重复使用的运载火箭而不懈努力。
运载火箭的类型
常用运载火箭按其所用的推进剂来区分，可分为固体火箭，液体火箭和固液混台型火箭三种类型。按级数来分运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭两种。其中多级火箭按级与级之间的连接形式来分，又可分为串联型并联型（俗称捆绑式），串并联混合型三种。
运载火箭的组成
运载火箭主要的组成部分有结构系统、动力装置系统和控制系统。此外运载火箭上还有一些相对次要的由箭上设备与地面设备共同组成的系统。箭体结构是运载火箭的基体它用来维持火箭的外形，承受火箭在地面运输、发射操作和在飞行中作用在火箭上的各种载荷，安装连接火箭各系统的所有仪器设备，把箭上所有系统、组件连接组合成一个整体。所以箭体是火箭的重要组成部分也是最为直观的部分有重要作用。
运载火箭的发射方式
运载火箭的发射大致有三种方式：从地面固定发射场发射，从空中发射从海上平台发射。地面发射场规模大设施齐全，可以发射多种型号的运载火箭，从空中发射，飞机可以在不同地点的机场起飞，飞到地面上空任何地点发射，它不受地理位置的限制：从海上平台发射可以灵活选择发射地点，火箭落区的选择范围较大，可以进一步提高火箭的运载能力。
多级火箭
多级火箭就是把几个单级火箭连接在一起，其中一个火箭先工作，工作完毕后与其他火箭分开，然后第二个火箭接着工作，依此类推。由几个火箭组成的就称为几级火箭。多级火箭的优点是每过段时间就把不再有用的结构抛弃，无需再消耗推进剂来带着它飞行，可以使火箭达到足够大的运载能力。
多级火箭的组合方式
多级火箭有三种组合方式：串联、并联和混合式。串联式火箭纵向连接成一个整体，结构紧凑，气动阻力小，发射设备简单。并联式火箭又称捆绑式火箭，各级横向连接，长度短，发射时所有的发动机可同时点火。串联和并联同时使用的组合方式称为混合式。目前，许多运载火箭都采用混合式多级火箭技术。
载人航天载人航天是指由人类驾驶和乘坐的航天器在太空工作和生活的航天活动。载人航天技术是航天技术的一个重要组成部分。人类进入外层空间，向宇宙的深度和广度进军是未来航天活动的趋势。
载人飞船
载人飞船又称宇宙飞船，它是能保障航天员在外层空间生活和工作以执行航天任务并返回地面的航天器，载人飞船可以独立进行航天活动，也可作为往返于地面和空间站之间的“渡船”，还能与空间站或其他航天器对接后进行联合飞行。载人飞船的运行时间有限，是仅能使用一次的返回型载人航天器。
航天飞机
航天飞机，又称为太空梭、穿梭机是一种有冀，可重复使用的航天器，由辅助的运载火箭发射脱离大气层，作为往返于地球与外层空问的交通工具，外形酷似飞机。虽然世界上有许多国家都陆续进行过太空梭的开发，但只有美国与前苏联实际成功发射并回收过这种航天器。
空天飞机
空天飞机是航空航天飞机的简称。
顾名思义，它集飞机、运载器航天器等多重功能于一身，既能在大气层内作高超音速飞行，又能进入轨道运行。与航天飞机相比，空天飞机多了一个在大气层中航空的功能，而且它起飞时也不使用火箭助推器。
航天员离开载人航天器、进入太空的出舱活动称为太空行走。太空行走需要进行复杂的准备过程。舱外行走有两种方式，一种用早期研制的“脐带”与乘员舱连接，另一种是靠装在航天服背后的便携式环控与生保装置以及载人机动装置行走。这样，航天员可以到距离航天器100米外的空间活动。
所谓空间交会是指两个或两个以上的航天器，在轨道上按照预定位置和时间相会；而空间对接是指两个航天器相会后在结构上连成一个整体。交会对接的程序分为地面引导、自动引导、接近和停靠、对接合龙四个阶段。目前，世界上已经进行了100多次航天器空间交会对接活动。
人造卫星
人造卫星是在空间轨道上环绕地球运行的无人航天器，它由包含各种仪器设备的若干个系统组成。它数量最多、用途最广，发展最快，其发射数量约占航天器发射总数的90％以上。迄今为止，人类已经发射了3000多颗人造卫星，大大方便了我们的生活。
人造卫星的系统组成
人造卫星由包含各种仪器设备的若干系统组成，它们可分为专用系统和保障系统。专用系统与卫星执行的任务直接有关大致分为探测仪器遥感仪器和转发器三种。保障系统主要有结构系统热柱制系统、电源系统、无线电测控系统、姿态控制系统和轨道控制系统。
环绕一个物体飞行的另一个物体其自身的离心力必须与所环绕物体的向心力大小相等，方向相反，这样才能保证一个相对恒定的状态。人造卫星的飞行原理与它相仿，只不过向心力是地球对它的引力。人造卫星能在地球轨道上运行是因为它具有第一宇宙速度（7.9千米／秒），还有就是因为地球的引力（向心力）一直拉着它。如果卫星飞行速度过快，离心力超过地球的引力时。
卫星就会脱离地球飞向更遥远的太空。
人造卫星的作用
人类迄今为止已经发射了3000多颗人造卫星，给我们的生活带来了很大的帮助。其中，通讯卫星用于电话、电报、电视、广播、数据传送等业务；气象卫星主要用于气象观测工作；地球资源卫星用于寻找地下矿藏、调查水文资料等方面的工作；导航卫星主要为交通导航服务，侦察卫星主要用于侦察敌情。
探索月球从“嫦娥奔月”的美丽传说，到“阿波罗登月”的惊人壮举，从古时候只能在地球上“举杯邀明月”，到宇航员第一次激动地踏上月面，月球神秘的面纱正在一点点地被人类揭开。随着空间技术的进步，人类探索月球，开发月球的梦想在渐渐地变为现实。
观测月球
由于月球是距地球最近的星球因此从古至今人类对月球的观测就从未间断过。通过观测，古人认识到月食是一种周期性的自然现象，地球上的潮汐与月球的运动有关。随着天文望远镜的发明，人类发现月球的地貌和地球一样，有山有谷，崎岖不平。进入20世纪以来，人类更是用各种先进手段对月球进行了观测，月球的面貌也越来越清晰地呈现在我们眼前。
月球探测器
月球探测器即针对月球探测行动发射的太空探测器，是人类探测月球的重要工具。第一个绕行月球并首次拍摄月球背面影像的是苏联的“月球”号探测器。此后，苏联和美国又发射了一系列的月球探测器，如“先驱者”号探测器、“徘徊者”号探测器、“勘测者”号探测器等。
阿波罗计划
阿波罗计划又称阿波罗工程，是美国从1961年开始进行的一系列载人登月飞行任务。在20世纪60年代的十年中，阿波罗计划主要致力于完成载人登月和安全返回的目标。1969年，“阿波罗”11号宇宙飞船实现了这个目标。为了进一步对月球进行科学探测，阿波罗计划一直延续到20世纪70年代初。整个计划取得了丰硕的科学资料及将近400千克的月球样本。
登陆月球
1969年7月16日，美国“阿波罗”11号飞船载着阿姆斯特朗，奥尔德林和柯林斯三人在美国肯尼迪航天中心升空飞向月球，到达了月球轨道后，由柯林斯驾驶飞船绕月飞，行而阿姆斯特朗和奥尔德林驾驶登月舱于7月20日在月面降落。阿姆斯特朗在月面上印下了人类的第一个脚印，这标志着人类探索地外世界的次重大飞跃。
月面勘测
1966年年1月，“月球”9号探测器在月球的风暴洋附近着陆，用摄像机拍摄了月面照片。这是人类第一次利用探测器对月面进行实地勘测考察。1970年9月，“月球”16号第一次使用钻头采集了120克月岩样品并带回地球。1970年11月，“月球”17号载着世界上第一辆自动月球车登陆月球，月球车在月面上进行了10个半月的科学考察。
月球标本
随着美苏两国月球探测活动技术的成熟，月球探测器纷纷从月球上采集样本带回地球。其中，仅6艘“阿波罗”飞船就带回了月球岩石样品380千克左右。科学家们通过对月球标本的研究，能够准确地测算出月球的年龄，月球岩石的成因和成分，以及月球上富含哪些矿藏等资料。
开发月球
开发月球是解决能源问题的理想方法。因此，尽管月球是一片荒凉的不毛之地，但其开发价值却很大，是一个创建“地外工业”的好去处。如果在月球上建造一个大型露天采矿场，或建立一个核电动力加工厂，这样不但能为地球解决能源问题，为航天器解决燃料问题，还可以为以后人类在月球上定居打下良好的基础。
月球资源
人类探测月球，一个重要的目的就在于探测月球上的资源，以解决地球上日益紧张的能源危机。科学家通过分析月球样品发现，月球上蕴藏有丰富的矿产资源地球上最常见的17种元素，在月球上比比皆是。以铁为例，仅月面表层5厘米厚的沙土就含有上亿吨铁，而整个月球表面平均有10米厚的沙土。此外，月球上稀有金属的储藏量比地球还多。
月球基地
基于开发月球的需要往不远的将来，人类可能在月球上建立一个永久的基地。人们可以通过月球基地对月球丰富的矿产资源进行合理的开采。此外月球基地可以作为进行太阳系探测任务的中继站也可以成为将来太空旅游的目的地。
月球生活
到目前为止月球生活还只是人们的一种设想，但它并不像想象中的那样轻松快乐。首先，月球环境恶劣昼夜温差悬殊，人类根本无法适应；其次，月球上没有空气，没有气候变化，在上面生活极其单调；再次，由于月球大气层极其稀薄，常常会受到突如其来的陨石袭击。不过，相信随着科学技术水平的提高，人类也许真的会有一天到月球上定居。
“嫦娥工程”
“嫦娥工程”是中国月球探测计划的代号，于2004年开始实施。它分为“绕、落、回”三个阶段。北京时间2007年10月24日18时05分左右，“嫦蛾一号”。月球探测卫星从西昌卫星发射中心由长征三号甲运载火箭成功发射，这标志着“嫦蛾工程”迈出了新的一步。
探测火星
探测火星是人类对宇宙进行研究的一项重要内容。从20世纪60年代开始，美国、苏联、欧洲以及日本都亮相踏上探索火星的历程。探测火星的主要内容是探索火星的地质和气候，了解火星的历史，以及这里是否曾有原始生命的存在。火星可能成为人类在21世纪首先踏上的行星。
火星观测史
人类对火星的观测有着悠久的历史。
4000年前，古埃及人称火星为“红色之星”，因为从地球上看，火星鲜红如火古巴比伦人称它为死亡之星。中国的先秦时期，天文学家给火星取了个特别的名字：“荧惑”汉朝时，天文学家用肉眼对火星进行了极度准确的观测，汉书《律历志》中记载的火星公转周期与今天的数字相比，误差不到千分之二。
火星探测器
目前的科学技术虽然还不能支持人类登陆火星，但是从20世纪60年代开始，人类就不断地对火星派出先锋使者——形形色色的火星探测器。比如苏联的“火星”号探测器，美国的“海盗”号探测器等。这些探测器有的绕火星飞行，有的降落到火星上进行观测为人类发回了无数宝贵的数据和资料。
火星地表研究
通过大量火星探测器传回来的照片，人们发现，火星表而呈暗红色。科学家研究表明：火星表面呈现红色是由一种铁氧化物造成的。科学家们认为，火星表面早期存在大量的水，岩石中的铁溶解到水中并经过一系列的化学反应形成氧化铁。氧化铁逐步沉积并散布到了整个火星的表面，于是火星表面就变成了现在这样一片暗红色。
火星上拥有多种矿产资源有的甚至称得上是地球上的“宝藏”，比如橄榄石。橄榄石因常呈橄榄绿色而得名人们常常将它打磨成宝石。火星上的橄榄石资源极其丰富。火星探测器最近发现，仅在火星的NiliFossae一个区，就有近5万平方千米的土地富含橄榄石矿藏。
据科学家推测，早期的火星表面广布液态水，之后由于频繁的陨石撞击和火山活动，使得火星地表的温度越来越高，河流水域干涸，液态水从此不复存在。多年来，关于火星上是否有水的问题直困扰着人类，然而在2008年8月1日，美国宇航局声称，美国宇航局的“凤凰”号火星登陆器证实，火星上确实有水，它们以冰的形式存在于土壤之中。
火星生命说
火星的直径约有地球直径的一半，具有许多与地球极为相似的特征，被誉为“袖珍地球”。18世纪末天文学家赫歇尔观察到火星表面的阴暗区域，认为这里是大片的水域，这推论激发了关于火星上可能存在生命的推测，后来，科学家们对火星土壤进行了分析，并没有发现火星上存在生命的确凿证据。
登陆火星计划
早在20世纪60年代，苏联就制定了一系列登陆火星的计划，设计了各种飞往火星的航天器，包括“火星”号系列和“福伯斯”系列，最后因火箭发射失败而终止。苏联解体后，俄罗斯在90年代中期也制定过载入火星飞船计划。与此同时，美国也在积极实登陆火星计划，但因为技术和资金上的问题，至今未能施行。
登陆火星的方案
由于火星距离地球太过遥远，因此登陆火星必须解决飞船行进过程中的燃料问题。有科学家提出了一个方案：先在绕太阳运行的轨道上修建“太空城堡”，这种“太空城堡”周期性地接近地球和火星。
在“太空城堡”接近地球或火星期间，宇航员可使用小型宇宙飞船在星球和“城堡”之间往来。这样，飞船的旅程就大大缩短了。此外，科学家们还提出了一种直接登陆火星的方案，先发射一艘大型飞船，到达火星后，再发射出一个可供宇航员乘坐的小登陆艇，而飞船就在轨道上运行，等待宇航员返回。
改造火星
人类登陆上火星后，首先要对火星进行改造，改造火星的主要方法是加厚它的大气层，使火星表面变得温暖。比如把冻结在岩石和土壤中的二氧化碳释放出来，引发温室效应。有了更厚更暖的大气层，冻结在火星土壤中的冰才会融化，在火星上植树造林才会成为可能。
移民火星
在短时期内，人类大规模移居火星还不现实。第一批移民到达火星后，只能在人造的封闭空间内生活。这个空间有可供呼吸的大气，免受辐射伤害，如果要外出，则需穿上密封制服。目前这种在封闭空间生活的设想已在地球上展开试验。
中国的火星探测计划
出界上许多国家都已经开始了飞向火星的计划。包括美国、俄罗斯、欧洲，日本在内的国家和地区纷纷向火星发射探测器。中国在这方面也不甘落后。早在20世纪90年代中期，中国科学家就把火星探测纳入研究范围，并积极为火星探测做准备。预计到2010年，中国将启动火星探测计划。
开发太空
开发太空是人类久远的梦想。从1957年苏联发射第一颗人造卫星进入太空开始，人类才真正踏上了开发太空的旅程。随着科学技术的不断进步，人类定居外太空也不再是遥不可及的梦想。
太空桥
21世纪人类将进一步发展空间技术，开辟通天路架设星际桥，实现开拓太空的伟大理想。通过降低将有效载荷运输到轨道上的费用，太空桥可以把载人和载货的任务分开。运输货物时仍采用大型运载火箭，载人则采用有翼天地往返运输系统，而且这些运输系统全部能够复复使用。
太空港
21世纪人类还将在近地轨道、围绕月球和火星轨道，以及在地一月系统中的自由点上陆续建成太空港作为空间客运的转运站。这时将有巡天飞船常年巡回飞行，也有转运飞船在太空港与巡天飞船之间运送货物和人员，当近地太空港和火星太空港建成后，太空便会形成个完整的航天运输网络。
人造太空球
为了减轻地球上人口迅速增长的压力，美国科学家提出了“人造太空球”的计划，该计划是建造一个直径为500米的空心球球的内壁有住宅、树林、河流等，这座“人造太空球”被投放进宇宙后每秒钟自转一周，在“赤道”外产生几乎和地球样的引力，生活在这里的人感觉就像在地球上一样。
太空工厂
人类在太空建造永久性建筑正在日益成为可能，太空工厂将被列入第一批太空建筑。由于脱离了重力约束，在高度真空的特殊条件下，太空工厂将成为制造某些地球上不能制造的稀有产品的理想场所，太空工厂将由航天飞机运送原料，或者利用太阳系各行星中的资源，把它们制造加工成所需的产品后再运回地球。
太空农场
在21世纪的太空计划中，美国将设计太空农场列为重点研究项目。太空农场可能建成球冠状，它可以利用其外面可以转动的反射镜调节室内温度，从而使植物处于和地球上样的生长环境，太空宾馆。
20世纪90年代，日本清水公司与美国贝尔和特罗蒂公司的专家合作设计了一种太空宾馆，它将处于地球上空450千米的高度形状犹如直径为140米的大型圆形游艺场，可供大约100名旅游者住宿。为避免太空旅游者因失重而产生不舒服的感觉，太空宾馆将每分钟自转3圈，从而产生类似地球的引力。
地外生命探索
科学家们一直以来都在致力于寻找外星生命存在的证据，火星、木卫……太阳系内一切可能诞生生命的地方都是他们寻找的对象。虽然至今都还没有在地球之外找到生命，但人类探索宇宙生命的脚步将不会停息。
地球生命的极限
外星生物学家在南极的古老冻岩中发现了一种细菌，其生命力极为旺盛。
法国科学家曾在太平洋底3000米处水温高达250℃的热泉口发现多种细菌；这些来自地球的微生物被带上月球后，在几近真空，充满宇宙射线的月球表面生存了两年半。这些在极限条件下生存的生物，能够很大程度地证明地外环境中极有可能存在着生命。
地外生命的可能
许多细菌通过分解有机物获得生存所需要的氧；有的细菌通过转换铁化合物和硫来生存；有的细菌在沸水中滋生；有的细菌则在0℃以下的盐水中生存；有的细菌甚至还可以在不可思议的高压下存活。它们生命的潜能与地球上其他生命的潜能的不同，向我们暗示着宇宙中存在生命的可能。
六种生命形态
美国着名生化学家阿西奠夫提出了六种外星世界可能存在的生命形态。即：以氟化硅酮为介质的氟化硅酮生物；以硫为介质的氟化硫生物；以水为介质的核酸／蛋白质生物；以氨为介质的核酸／蛋白质生物；以甲烷为介质的类脂化合物生物以氢为介质的类脂化合物生物。
绿岸公式
1961年，美国天体物理学家德雷克提出了一个方程，称之为“绿岸公式”。“绿岸公式”是这样的：N=R×Ne×fp×f1×fj×fe×L。公式中，N代表银河系中可以检测到的具有发达文明的星球数，它取决于等式右边7个数的乘积。经过分析，在银河系中存在的具有发达文明的星球至少有40个，最多可达5000万个。
先驱者计划
“先驱者计划”是人类的第一个外太空探索计划，主要由“先驱者”10号和“先驱者”11号宇宙飞船完成。宇宙飞船由美国宇航局设计制造，长2.9米，重270千克。作为首批飞出太阳系的人类宇宙飞船，“先驱者”10号和“先驱者”11号上都携带了一块特殊的金属板。金属板上刻有人类的形象，飞船的出发地，一些二进制编码和太阳系相对于14颗脉冲星的位置。科学家希望它能向外星文明传送关于我们地球人类的信息。
雨
雨，这个大自然的精灵，总会在一定的季节里来临。有时候，它静悄悄地来，像是从天而降的雾一样，是毛毛细雨；有时候，它像银河缺口了似的，啦一下子落下来，那是倾盆大雨，有时候，它又像是水龙头中的水一样，时有时无，那是来去匆匆的阵雨……
雨的形成
我们知道，云是由许多依附在空气杂质上的小水滴组成的。一颗云滴在凝结中会不断吸收周围的水汽，够源源不断地供应时，云滴增大而成为雨滴。同时，小滴会相互碰撞形成大的雨滴，大雨滴还会聚集更多小雨自己更加壮大。
当这些雨滴的重量增大到一定程度时它们便无法漂浮在空中，于是在重力的作用下落下来形成降雨。
多姿多彩的雨
雨有很多种类，如毛毛雨，雷阵雨、冻雨、幻雨、锋面雨等。毛毛雨形成于离地面较低的云层中，雨滴微小。
冻雨又叫雨凇。冬天，当空中的雨落到近地面很冷的电线、物体和地面上时立即凝结成冰，就形成了冻雨。幻雨就是雨还没有落到地面便在半空中消失了的雨，这种雨一般出现在沙漠地区。当天空中的云堆积到一定程度时，云中的云滴就会变成雨滴落到地面上，不同的天气状况下，会形成不同的雨。
地震的成因
大地“发脾气”，就如同一个生气的老妖怪一样，会推倒楼房，破坏马路，造成人员伤亡，有时还带来火山、海啸、山崩等多种自然灾害，非常可怕。这样可怕的地震是怎样形成的呢？它为什么会造成这么大的危害呢？
地震的产生
地震是地壳运动的一种表现形式。
在地壳运动过程中，来自地球内外部以及地球自转速度的变化导致地壳不同部位受力不均衡，分别受到挤压，拉伸旋扭等力的作用。那些比较脆弱的地方因此容易破裂，引起断裂变动，地震也就随之发生了。
震源、震中及地震波
地震一般发生在地壳和上地幔，我们把地震开始发生的地点称为震源，震源正上方的地面称为震中。从震源发出的在地壳中传播的弹性波就是地震波。
地震波包含引起地面上下颠簸的纵波和地面水平晃动的横波。横渡的破坏性比纵波的破坏性要强得多。原来，地球并不是个静止的球体，它内部的物质不停地运动，产生巨大的能量，随时有可能爆发出来。
火山
地震灭害是由于地球内部运动产生的，它可能会给人类带来灾难。但是大自然带给人类的灾难远不止地震一种。大规模，高强度的火山喷发，也可能会给地球环境和人类带来巨大的灾难。
喷火的山锥
地壳之下100至150千米处，存在着高温，高压下的熔融状硅酸盐物质，即岩浆。岩浆中含有大量挥发性成分，但由于岩层的围压，这些挥发一性成分溶解在岩浆中无法逸出。当岩浆上升靠近地表时，所受压力减小，挥发性成分急剧释放出来，便形成火山喷发。
在火山喷发的孕育阶段，由于气体出溶和地震，上覆岩石的裂隙化程度加深，外部压力降低。因此，岩浆内气体出溶量不断增加，岩浆体积逐渐膨胀内压力增大。当内压力大大超过外部压力时，就会在上覆岩石的裂隙密度带发生气体的猛烈爆炸，进而打开火山喷发的通道，这时，气体以极大的喷射力将通道内的岩屑和深部岩浆喷向高空，形成高大的喷发柱。喷发柱在上升的过程中，携带着不同直径和密度的碎屑物。
碎屑物依据重力的大小，分别在不同高度和不同阶段塌落。挥发性物质是火山喷发的产物，也是火山喷发的动力。
火山与环境
火山爆发时喷出的大量火山灰和火山气体，对气候会造成极大影响。昏暗的白昼和狂风暴雨，甚至泥浆雨都会困扰当地居民生活长达数月之久。火山灰和火山气体等物质会遮住阳光，导致气温下降，改变气候。熔岩崩解后，杂草和苔类开始冒出来。绳状熔岩流过的山坡会长出蕨类植物。此外，火山灰和火山气体还会滤掉某些波长的光线使得太阳和月亮看起来就像蒙上一层光晕或是泛着奇异的色彩。火山灰还会和暴雨结合形成泥石流，冲毁道路，桥梁淹没附近的乡村和城市。
火山灰下的庞贝城
公元79年8月24目，古代最为严重的天灾向古罗马帝国最繁荣的城市庞贝城袭来。庞贝城和城里至少5000名居民在维苏威火山的怒吼中从大地上消失。从地壳薄弱处渗出来的岩浆被火山口周围厚厚的岩石堵住了去路。岩浆不断增加，爆发的压力也随之升高导致地面隆起和地震渐趋频繁。短短18小时内维苏威火山共喷发出超过100亿吨的浮石、岩石和火山灰。
雪崩
雪，一直被视为纯洁的象征，但它背后却隐藏着一股强大的力量。领教过雪崩威力的人更愿意称它为“白色妖魔”。雪崩的冲击力是非常惊人的，它会以极快的速度卷走你眼前的一切。
在积雪的山坡上，当积雪堆积过厚超过山坡面的摩擦阻力时，便会向下滑动，引起大量雪体崩塌，人们把这种现象称做雪崩。雪崩在很大程度上还取决于人类活动。积雪所受的重力将雪向下拉，而积雪的内聚力却是要把它留在原地。当这种较量达到高潮的时候哪怕是一点点外界的力量，比如在山谷中大喊一声都有可能引发一场灾难性的雪崩。
预防雪崩
雪崩是可以采取人工控制的方法加以预防的。比如对些危险区域发射炮弹，实施爆炸，提前引发积雪还不算多的雪崩；设专人监视并预报雪崩等。大多数雪崩都发生在冬天或春天降雪非常大的时候，尤其是暴风雪过后。因为新下的雪很不牢固，再加上此时天气时冷时暖，积雪变得很不稳固，很容易发生雪崩。
总之，在选择上山路线时，应尽量走山脊线，走到山体最高处时，不要大声说话，以避免因空气振动而触发雪崩。选择营地时。应尽量避免背风坡。
注意雪崩的先兆，例如冰雪破裂声或低沉的轰鸣声，雪球下滚或山上有云状的灰白尘埃等。
雪崩救生背心
雪崩发生时，大量的雪向下滚动受害者通常被埋在潮湿的雪泥中，虽然滚落的雪中有40％至60％的空气，但是被埋者呼出的气体常会因为周围温度过低而迅速结冰，从而凝结成“死亡面具”使人窒息。考虑到这一点，美国丹佛市滑雪爱好者汤姆制造了“雪崩救生背心”；雪崩救生背心的衣领处安装有管子和衔嘴儿，被雪掩埋者可以从身边的雪层中吸到空气，并通过背心背部的排气口将呼出的二氧化碳排出，以免排出的废气聚集在被困者面部周围造成窒息。它能使被困者维持70分钟左右的呼吸，从而大大提高了获救的可能性。
臭氧层
浩瀚的宇宙中。为什么唯独地球上有生命？这很大程度上要归功于蓝色天空中撑起的地球保护伞——臭氧层，它抵御了大多数入侵的“外敌”，保护了地球上的生灵。
什么是臭氧层
地球的大气层共有2000多千米厚臭氧层就在离地面20至30千米的大气层中，只占大气总量的亿分之一，因其具有特殊的臭味而得名。太阳光线中的紫外线分为长波和短波两种，当大气中的氧气分子受到短波紫外线照射时，就会分解成原子状态。氧原子极易与其他物质发生反应，当它与氧气分子发生反应时就形成了臭氧。
地球的保护伞
臭氧层最重要的作用是吸收紫外线。进入大气层的太阳光（包括紫外线）有55％可穿过大气层照射到地球表面，其中400％为可见光，它是绿色植物光合作用的动力；5％是紫外线，其中，波长为200至315纳米的中短波紫外线对人体和生物有害。紫外线在穿过平流层时，绝大部分被臭氧层吸收。臭氧层就像地球的保护伞，使地球上的生命免遭强烈的紫外线伤害。
臭氧层的现状
1985年，英国科学家证实南极上空的臭氧层出现空洞，面积相当于美国的国土面积。1991年南极上空又出现臭氧层空洞，面积相当于俄罗斯的国土面积。目前，南极上空的臭氧含量已减少40％，北极上空的臭氧也在大量减少。
科学家认为：臭氧层的破坏是人类自身行为造成的，人们大量地生产和使用“消耗臭氧层物质（ODS）”以及向空气中排放大量的废气，这些都是造成臭氧层空洞的原因。ODS主要源于制冷剂、喷雾剂、发泡剂、清洗剂等。臭氧层被破坏会造成穿过大气层的紫外线增加到达地面的太阳辐射能增多，温室效应加强。
历法
历法是天文学的分支学科。它是一种通过推算年、月、日的时间长度和它们之间的关系，制定时间序列的方法。简单说来，就是人们为了社会生产实践的需要而创立的长时间的记时系统。历法能使人类确定每一日在无限的时间中的确切位置并记录历史。
历法主要是农业文明的产物，最初是因为农业生产的需要而创制的。公元前3000年，生活在两河流域的苏美尔人根据自然变换的规律，制定了世界上最早的历法，即太阴历。苏美尔人以月亮的阴晴圆缺作为计时标准，把一年划分为12个月共354天。公元前2000年左右，古埃及人根据计算尼罗河泛滥周期，制定出了太阳历，这是公历最早的源头。中国的历法起源也很早，形成了独特的阴阳历法。在世界历史上，不同时期和不同地区，还采用过各种不同的历法，如伊斯兰教历，中国的农历、藏历等。
太阴历
太阴历又叫阴历，它是以月亮的圆缺变化为基本周期而制定的历法。世界上现存阴历的典型代表是伊斯兰教的阴历（希吉来历）。这部历法以阿拉伯太阳年岁首（即儒略历公元622年7月16日）为希吉来历元年元旦。希吉来历每个月的任何日期都含有月相意义。历年为12个月，平年345天，闰年355天，每30年中有11年是闰年，另19年是平年。它自创制至今14个世纪以来，一直为阿拉伯国家纪年和世界穆斯林作为宗教历法所通用。
最盛行的历法——太阳历
太阳历即阳历，是根据地球绕太阳运动的周期来制定的具体表现为春夏秋冬四季循环的周期。阳历以地球绕太阳一周的时间为年称作回归年。阳历最早的源头可以追溯到古埃及的太阳历。公元前46年，罗马统帅儒略·恺撒决定以埃及的太阳历为蓝本，重新编制历法。恺撒主持编制的历法，被后人称为“儒略历”。
这部历法的主要内容是：隔三年设一闰年，平年365天，闰年366天，历年平均长度365.25日。儒略历每年平分12个月，第1、3、5、7、9、11是大月，每月31天。第4、6、8、10、12为小月每月30天。2月在平年是29天，闰年30天。后来，奥古斯都又对其进行了修改，即将8月改为大月，第二月平年为28天，闰年为29天。西方历法从儒略历实施开始，终于走上正轨。
现代的历法——格里高利历
恺撒制订的儒略历在使用过程中有不少缺陷，从实施儒略历到16世纪末期其历年长度累加比回归年长度差约为10天。
为了消除了这个差数教皇格里高利十三世把儒略历1582年10月4B的下一天定为10月15日，中间消去10天；同时还修改了儒略历置闰法则，使它更接近于回归年的长度。经过这样修改的儒略历又被称作格里高利历。格里高利历后来逐渐被许多国家所采用，成了通用的历法故称为公历。中国是在辛亥革命后，从1912年1月1日正式使用此历的。
历法的优缺点
理想的历法，应该使历年的平均长度等于回归年，历月的平均长度等于朔望月且使用方便，容易记忆。目前，世界上通行的几种历法各有其优缺点。
格里高利历精确度很高，内容简洁，便于记忆，是目前最科学的历法。但它无法反映月相的变化。纯粹的阴历，可以较为精确地反映月相的变化，但无法根据其月份和日期反映季节变化。农历既能使每个年份基本符合季节变化，又使每一月份的日期与月相对应。缺点是历年长度相差过大，精度稍差，推算方法复杂不利于记忆和推广。
最独特的历法——阴阳历法
阴阳历是兼顾月亮绕地球的运动周期和地球绕太阳的运动周期而制订的历法。阴阳历用严格的朔望周期来定月，又用设置闰月和二十四节气的办法使年的平均长度与回归年相近兼有阴历月和阳历年的性质，因此实质上是一种阴阳合历。
世界上使用阴阳历法最具代表性的国家是中国。中国春秋时代首创用19年7闰的方法精确地来调整阴阳历。到了元代，郭守敬创制颁布了授时历，每年的天数精确到365.2425天，跟地球绕太阳一周的实际周期只差26秒，跟现行公历的一年周期相同。这种历法在1970年以前叫夏历，之后改称为“农历”。
二十四节气
二十四节气是中国历法（阴阳历）的精华所在，它表示了地球在轨道上运行的二十四个不同的位置，刻画出一年中气候变化的规律。地球绕太阳旋转运动一周为360°，分成24等份，每份15°（大约半月时间）就有一个节气。一年四季共有24节气。两千多年来二十四节气在安排和指导农业生产上发挥了重要作用。
地图
地图是按照一定数学法则，用规定的图式符号和颜色，把地球表面的自然和社会现象有选择地缩绘在平面图纸上的图。使用经纬网、比例尺等数学法则，运用符号、色彩、文字等地图语言系统是地图的基本要素。地图上浓缩了大量信息，为人类的生活带来了很多便利。
地图的发明
古时候，人们为了定居、生存或远行就要记录下所经过地方的山川、土地状况、方向、道路等，于是就用符号线段描绘成简单的地图。世界上现存最古老的地图是在古巴比伦北部的加苏古城（今伊拉克境内）发掘的刻在陶片上的地图，约公元前2500年刻制，在手掌那么大的一块陶片上刻画着巴比伦时代的世界。图上绘有古巴比伦城底格里斯河和幼发拉底河。
地图的功能
地图是标明国家版图的重要工具。
相邻国家之间，为避免国土边界的争议，必须严格划定国家之间的界线，边界地图就是划定国界的重要凭证。在一个国家，行政区辖以及不同单位、部门所属的土地也有境界图和地籍图。地图从产生时起就有的最特殊的功能是综观一览。人眼直接所及毕竟有限，将大千世界缩小绘成图，就可以了解世界的状况。另外，地图自古以来就受到古今中外军事家的高度重视，被视为“军事家的眼睛”。在现代高技术条件下，地图也是一件必不可少的武器。
地图的种类
地图根据比例尺、内容、用途和使用形式等特征，可分成很多类。按比例尺大小可分为：大比例尺地图（比例尺大于1：1万）、中比例尺地图（比例尺介于1：1万～1：100万之间）和小比例尺地图（比例尺小千1：100万）。按其内容可分为：普通地图和专题地图。专题地图能够显示某些地方的特殊资料。历史地图则显示某个国家或地区在过去某个特定时期的版图。另外，现代地图已出现有电子地图、数字地图、缩微地图等新品种。
温室效应
温室效应指的是由于人气层中某些气体对地球辐射的红外线有很强的吸收作用，导致地球温度不断上升，类似温室大棚的一种吸热效应。在100年前，温室效应的适量存在是人类生存的重要前提，但近一个纪来，它的影响加重，甚至威胁人类的正常活动，为此，各国政府鼓励人们节约用电，不滥砍滥伐，植树造林，以减缓温室效应带米的危害。
温室效应的产生温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤旋、石油和天然气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散从而导致地球表面变热。因此二氧化碳也被称为温室气体。此外，人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是：氯氟烃（CFC）、甲烷、低空臭氧和氮氧化物气体。这些气体都加剧了温室效应。
温室效应的提出
瑞典的科学家斯潘蒂·阿莱纽斯于1896年提出：大气中的二氧化碳浓度上升，地表温度就会上升。美籍日本学者真郭淑郎在上个世纪中叶通过现代手法一一用电子计算机计算温室效应气体的影响，验证了这个预测，从理论上再次确认温室效应气体对大气的结构和长期气候变动起到了重要作用，并将此现象命名为“温室效应”。
温室效应的危害
温室效应带来了严重恶果；地球上的病虫害增加；海平面上升；气候反常海洋风暴增多；土地干旱，沙漠化面积增大。科学家预测，如果地球表面的温度继续按现在的速度不断升高，到2050年全球温度将上升2～4℃，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将被淹于水中，其中包括几个着名的国际大城市：纽约、上海、东京和悉尼。
太阳黑子
明亮的太阳光球表面经常出现一些小黑点，这就是太阳黑子，其实就是太阳表面的低温区。它的数量和位置随着时间变化做规律性变化。太阳黑子的出现，将会影响通讯，威胁卫星、破坏臭氧层，这与人们的生活息息相关。
太阳黑子的发现
公元前28年，在中国的《汉书五行志》中记载：“河平元年三月乙未（现考证应为“乙末”），日出黄，有黑气，大如钱，居日中。”记录了太阳黑子的出现日期、形状、大小和位置是世界上公认的最早的太阳黑子记录。
1610年12月，伽利略用望远镜多次观察到太阳黑子。1774年，英国天文学家威尔逊观看黑子后，断定黑子在日面上是凹陷而不是凸出，这一断定事后得到证实，因此后人称太阳黑子为“威尔逊效应”。此后，各国天文爱好者和天文学家纷纷展开了对太阳黑子的进一步探索。
太阳黑子的产生和组成
“光球”是太阳表面的低层大气，温度约为6000℃，几乎全部可见光都出自光球。太阳黑子实际上就是光球表面的巨大漩涡，它并不是黑色的，只是相对于光球表面的温度低一些，大约为4000℃，所以黑子部分发射出的光线就比较少，看上去像一些深暗色的斑点。
一个发展完全的黑子由本影和半影构成，中间凹陷大约5000千米。本影指黑子中心处的黑暗区（暗核），半影指围绕着中心暗核带有纤维状结构的区域。半影比本影亮一些，但比光球暗淡。
太阳黑子的周期
太阳黑子的数量并不是固定的它会随着时间的变化而上下波动，每11年会达到一个最高点，这11年的时间就被称之为一个太阳黑子周期。太阳黑子周期是1843年由一名德国天文学家发现的。美国国家大气研究中心高地天文台的太阳天文学家埃米·诺顿表示，不仅是太阳黑子的数量会在这11年中发生变化，同时它们所处的位置也会随之改变。每当一个太阳黑子周期开始的时候，最先出现的黑子总是在离赤道较远处（平均纬度为35°），然后由高纬度向低纬度方向移动，最终黑子出现的位置渐渐靠近太阳赤道。
厄尔尼诺现象
厄尔尼诺是一种发生在海洋中的现象，是海洋和大气相互作用不稳定状态下的结果，其显着特征是赤道太平洋东部和中部海域海水出现异常的增温现象。厄尔尼诺现象往往酿成全球性的灾难性气候异常，如接连出现的世界范围的洪水、暴风雪、旱灾、地震等。
厄尔尼诺的由来
厄尔尼诺（EINiro）是西班牙语的音译，原意为“圣婴”，即“上帝之子”，因为厄尔尼诺现象发生在圣诞书前后，与圣子耶稣的诞辰时间相近，故此得名。1891年秘鲁利马地球物理学主席路易斯·卡过泽就提示人们注意秘鲁沿岸以北向南的暖性逆流。不过，科学家们注意到厄尔尼诺现象则是在20世纪60年代后期到70年代的事，人们发现·厄尔尼诺现象不仅使南美渔业，农业受损，而且会导致全球气候异常。
厄尔尼诺的影响
厄尔尼诺的危害是极其严重的它所到之处，大海里面的浮游生物、鱼类、海鸟大量死亡；它使得太平洋东岸的国家频频出现洪涝灾害，而在西太平洋地区的印度南部、菲律宾、印尼、澳大利亚以及中国则持久干旱。此外，厄尔尼诺常常抑制西太平洋热带风暴生成，但使得东北太平洋飓风增加。长期以来，科学家们一直追踪着厄尔尼诺通过研究也进一步加深了对它的认识做到更加准确的监测和治理。
厄尔尼诺现象
对厄尔尼诺现象形成的原因，科学界有多种观点，比较普遍的看法是：在正常状况下，北半球吹东北信风，南半球吹东南信风、信风带动海水自东向西流动，形成赤道洋流从赤道东太平洋流出的海水，靠下层上升涌流补充，从而使这地区下层冷水上翻，水温低于四周、形成东西部海温差。但是，一旦太平洋地区的冷水上翻减少或停止，大范围的海水温度异常减弱，使赤道东太平洋地区的冷水上翻减少或停止，海水温度就会升高，形成大范围的海水温度异常增暖。而突然增强的这股暖流沿着厄瓜多尔海岸南侵，使海水温度剧升造成冷水鱼群大量死亡，海鸟因找不到食物而纷纷离去，渔场顿时失去生机，导致沿岸国家遭到巨大损失。
大陆漂移
大陆漂移指大陆在月球引力和地球自传离心力的作用下所做的分裂运动，大陆漂浮在呈现熔融状态下的岩石层上，就像浮在水面的冰层一样。大陆漂移的速度是非常缓慢的，然而，亿万年以后，这些微小的变化积累却会让世界地图面目全非。人陆漂移说是指研究大陆板块的学说。它起先是作为一种假说由魏格纳首次提出，直到上个世纪80年代得到了证实。
大陆漂移说的确立1912年，德国地质学家魏格纳正式提出大陆漂移说。他认为2亿年前地球只有原始陆地“泛大陆”，周围，片汪洋。后来，泛大陆分崩离析像浮在水面上的冰块一样不断漂浮形成了现在的格局。20世纪60年代以后古地磁学海洋地质学和古生物学的迅速发展为大陆漂移说提供了充分的证据逐渐形成了“大陆漂移”、“海底扩张”和“板块构造”三部曲。1968年，法国地质学家勒比雄提出板块学说，解决了魏格纳以前遗留下来的漂移动力问题。到20世纪80年代，人们证实了魏格纳的理论。
大陆漂移和大陆漂移说的影响
根据现代对地球的许多新的研究结果，认识到地球在漫长的地质时期中各个大陆并不是固定的，而是有过漂移的。大陆漂移常和其他的地球现象连带发生，譬如海洋及大陆张裂，岩浆活动及其他与构造岩浆活动相关连的现象。
大陆漂移引起的地球板块变化，经常在不经意间给人类带来火山爆发，地震等灾难。大陆漂移说为研究地球活动创造了契机，同时，为我们综合理解已细划为地质学、古生物学、观测学、地震学等地球科学领域，提供了良机。从某种意义说，大陆漂移说具有开创性的作用。
哈雷与哈雷彗星
彗星是太阳系内质量很小的一种天体，只有地球质量的几千亿分之一，其轨道为扁圆形，绕行太阳一周的时间从几年到几百年各不相同。
彗星的外观呈雾状，由彗核彗发彗尾组成。彗核是其主要部分，由冰物质组成。彗核的球物质在彗星接近太阳时升华成为气体这层云雾状的气体即彗发。太阳风推斥彗发中的气体和微尘在背向太阳的一面形成彗尾。彗尾有单条或多条一般长约几千万千米，有时甚至可达9亿千米。当彗星远离太阳时彗尾就变得越来越短，直至消失。构成彗星的尘埃，冰冻团块在彗星绕太阳转动时都要损失一部分物质，原因是从彗核蒸发出来的气体及尘埃等被吹离彗核，进入行星际空间了。彗核中所有的气体、尘埃一发次地被蒸发，使得彗核变得越来越松散，最后整体瓦解，彗星的生命至此也就结束了。
彗核瓦解崩溃后，有的可能成为很小的小行星，有的在太阳系中形成流星群。观测表明：地球上常见的流星雨现象和彗星的关系十分密切。
据史料记载，最早看到并记录哈雷彗星的是中国人。但最早计算出彗星运行轨道的却是英国人，他就是天文学家哈雷。
哈雷从小就热爱天文学，他不仅勤于观测，还善于思考，这些进行科学研究所需的良好品质为哈雷研究彗星奠定了很好的基础。在父亲的帮助下，17岁的哈雷带着自费购置的望远镜进了牛津大学王后学院。入学第2年，哈雷就给格林尼治天文台台长，皇家天文学家弗兰提斯德写信指出他绘制的木星图和土星图中的计算错误。哈雷20岁的时候放弃了获得学位的机会依靠印度公司的资助，奔赴圣勒拿岛，在那里建立了南半球第一座天文台。
他的第一个包含341颗南天恒星黄道坐标的南天星表，就是由他在那里亲自观测编制出来的。
1682年，欧洲很多人发现一颗明亮的大彗星出现在夜空里，因为彗星历来被视为不祥的预兆，人们很惊恐。为了打消人们的疑虑，哈雷决心研究彗星。他想方设法搜集有关彗星的历史记载，编制了一张表把彗星出现的时间，在天空中的位置和运行路线在表上详细地列了出来。哈雷经过反复计算和分析，发现这颗彗星的轨道很像1607年，1531年出现的彗星轨道而且前后出现的时间间隔也相近，大约都是76年。1704年，哈雷被聘为牛津大学教授。第2年，他的《彗星天文学论说》发表了，其中对1337～1698年间天文学家观测的24颗彗星的轨道分别予以记述。他指出1531年、1607年、1682年出现的3颗大彗星的轨道十分相似，并断定它们是每隔75～76年回归一次的同一颗卫星。他预言：这颗彗星于1758年底或1759年初将再度回归近日点。遗憾的是，哈雷没有亲眼看到这个景象。1742年，86岁的哈雷在格林尼治病逝。
后人为了纪念哈雷在彗星轨道计算方面的伟大贡献，就把这颗彗星命名为哈雷彗星。
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